Дробильно-измельчительные агрегаты – техника нового поколения

Дробильно-измельчительные агрегаты – техника нового поколения

В условиях рыночной экономики ужесточаются требования к качеству оборудования и  эффективности технологических процессов. Ситуация усугубляется  тем, что в настоящее время горно-обогатительные комбинаты перерабатывают в основном бедные и труднодробимые руды.

Крупным недостатком существующих способов рудоподготовки является «зажелезнивание» рудных концентратов. Так, при измельчении в барабанных  мельницах на 1 т массы измельчаемого продукта приходится 2-2,5 т шаровой загрузки, а содержание «железа» (продукты износа мелющих тел и футеровок) составляет до 2,5 кг и более на 1 т концентрата.

Кардинальным способом повышения эффективности процессов рудоподготовки является совершенствование дробильно-размольного оборудования.

Современный этап развития дробильно-размольного оборудования характеризуется тенденцией передачи работы циклов измельчения на циклы дробления за счет введения операции сверхтонкого дробления. Созданы образцы дробильного оборудования – конусные инерционные дробилки типа КИД (НПК «Механобр-Техника», г. Санкт-Петербург), крупность продукта которых не зависит от размера разгрузочной щели, и гирационные дробилки типа КМД с форсированным режимом дробления.

Внедрение новых конструкций дробильного оборудования лишь частично компенсирует недостатки существующих способов рудоподготовки.

Наиболее перспективным направлением совершенствования дробильно-размольного оборудования является создание дробильно-измельчительных агрегатов, совмещающих операции дробления и измельчения при высоких технологических показателях за счет принудительного самодробления и самоизмельчения.

Необходимые условия появления дробильно-измельчительных агрегатов – установление взаимосвязей конструктивных параметров агрегатов с их технологическими параметрами и свойствами перерабатываемых материалов, а также выявление возможностей и способов управления рабочим процессом.

В настоящее время известны технические решения по таким дробильно-измельчительным агрегатам, как: ударно-отражательные дробилки, центробежная мельница динамического самоизмельчения МАЯ и др. В этих устройствах разрушение породы происходит за счет создания силового инерционного поля, что обусловливает большой износ и малую производительность.

Практическая реализация совмещения операций дробления и измельчения в одном агрегате возможна и на основе механических способов разрушения горных пород, что показывает опыт развития конструкций дробильно-размольного оборудования.

Каждая машина создается для реализации какого-либо технологического процесса. Как правило, этот процесс развивается быстрее, чем сама машина, в том числе под воздействием роста потребления производимой продукции (мировая потребность в различных видах металлов, например, растет на 3-8 % в год /1/). Первоначальные параметры машины перестают удовлетворять развившимся потребностям ее применения. Эта неудовлетворенность инициирует развитие техники. Рост потребления требует повышения производительности машин, их единичной мощности, т.е. масштаба, путем модернизации, решения конструкторской задачи анализа. Суть таких задач заключается в определении энергозатрат для обеспечения производительности и других параметров. Нужда в переработке материалов с новыми свойствами вызывает потребность в принципиально новых подходах, прежде всего, к проблеме разрушающего воздействия машины на материал, а также к реализации нового способа, что достигается решением конструкторских задач или синтеза, или «черного ящика». В практике мы видим необычайную живучесть проблем переработки хрупких материалов – многостадийность процесса, технологический разрыв между циклами дробления и измельчения (в массовых процессах дробилки не могут подготовить удовлетворительное питание для мельниц), высокую энергоемкость и низкую эффективность машин циклов измельчения. Во многом это объясняется неумением найти ту грань, где задача анализа должна заменяться задачами синтеза или «черного ящика».

В настоящее время ведутся исследования по изысканию эффективных способов диспергации горных пород, в том числе, в различных силовых полях – гравитационном, инерционном (центробежные аппараты) и др.

В конечном счете, повышение эффективности процесса диспергации пород достигается за счет реализации принципа «свободного» разрушения (самодробления или самоизмельчения), при котором обеспечивается полное раскрытие минералов и снижение энергозатрат, так как  разрушение материала происходит по ослабленным сечениям, имеющим дефекты структуры.

При механическом способе разрушения горных пород «свободное» разрушение осуществляется при формировании «слоя» материала (или разрушение в стесненных условиях). В этом случае в кусковой массе, кроме контакта с рабочим органом, имеются контактные взаимодействия между отдельными кусками, что обусловливает объемное деформирование кусков (при «механическом» силовом поле).

Процессы саморазрушения горных пород используются как в дробильном, так и в измельчительном переделах (дробилки типа КИД, мельницы самоизмельчения, мельницы МАЯ и др.). Опыт эксплуатации этого оборудования показывает /2/, что имеются значительные резервы повышения эффективности работы оборудования.

Для сравнительной оценки конструкций дробильно-размольного оборудования приняты следующие параметры:

энерговооруженность оборудования оценивает дробилки

n = Nуст / Q; (1)

показатель эффективности оборудования (аналогичный показателю эффективности измельчения / 3/) оценивает мельницы

Э = Q / Nуст , (2)

где Nуст – установленная мощность привода; Q – производительность оборудования.

Энерговооруженность оборудования определяет энергоемкость рабочего процесса или удельное энергопоглощение Еуд, т. е. часть энергии, которая идет на совершение полезной работы по диспергации кусков (частиц) горной породы, как бы поглощается единицей объема или массы.

Кроме того, энерговооруженность оборудования определяет условное напряжение в перерабатываемой горной массе 0усл.

Соотношение между энерговооруженностью оборудования, энергоемкостью рабочего процесса и условным напряжением определится из следующей пропорции

n / Еуд / 0усл = (1кВт/ч / м³) / (3,6 МДж / м³) / (3,6 МПа) (3)

Эффективность функционирования дробильного оборудования может быть повышена за счет: адаптации конструкции оборудования к условиям эксплуатации; интенсификации процесса дробления при применении специальных профилей рабочих поверхностей, обеспечивающих разрушение кусков породы за счет напряжений сжатия, изгиба и среза; реализации различных способов разрушения материала в камере дробления – внутрислойное дробление или «самодробление»; дробление в режиме прессования и т. д.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Иванов Ю. Б., Рудин А. Д., Кравченко В. Г., Шуляков Д. П. Из опыта внедрения автоматических методов загрузки дробилок мелкого дробления // Обогащение руд, 1983. № 3. С. 32-35.

2. Измельчение крепких руд в мельнице МАЯ / А. В. Ягупов, М. В. Гегелашвили, В. Н. Хетагуров и др. // Горный журнал, 1987. № 3. С. 41-42.

3. 3. А.с. № 710632. Опубл. в Б.И. 1980. – № 3.

Лагунова Ю. А., Калянов А. Е.

ФГБОУ ВПО «Уральский государственный горный университет», г. Екатеринбург

Источник: https://elibrary.ru