Грохочение

Грохочение, одна из главных операций обработки полезных ископаемых, имеющая целью разделение их (сортировку или классификацию) по крупности сухим путем. Грохочение может иметь или самостоятельный характер, в случае приготовления готовых продуктов—рыночных сортов, почему и называется сортировкой, или подготовительный, когда материал подготовляется для каких-либо последующих операций,—в таком случае Г. называется к л а с с и ф икацией, а продукты последней — классами. Грохочение как самостоятельная операция применяется во многих случаях: при отсеве мелочи железных, медных и прочих руд и каменных углей, при сортировке антрацита и т. д. В операциях подготовительного характера число классов (сортов) и размеры продуктов Г. определяются требованиями наибольшей успешности последующих операций, в частности (под термином «сухая классификация») для мокрого процесса обогащения. Шкала классификации (или шкала Г.) в этом случае должен быть постоянной и диаметры отверстий последовательных решет должны составлять убывающую геометрическую прогрессию (в зависимости от т. н. «коэфф-та равнопадаемо-сти»); например, для обыкновенных руд принимается шкала классификации |/2 =1,41;

диаметры составляют ряд: 64—45,2—32— —22,6— .—0,50. жн, Для камеи, углей обыкновен. шкала классификации 2; диам. отверстий решет составляют ряд: 80—40— 20—10—5—2,5 .нм; на практике, однако, наблюдаются отступления, и шкала теряет характер постоянства.

Г. как дополнительная операция применяется часто после дробления, если путем последнего желают получить продукт но крупнее определенного размера; в таком случае измельченный продукт просеивают через грохот с отверстиями желаемого размера, направляя остающийся на грохоте более крупный материал («избыточное зерно») обратно в дробление, пока весь материал не пройдет через данное решето. Такое Г. называется поверочным.

В процессе Г. на одном решете с диам. отверстия d миллиметров всегда получаются 2 продукта: верхний (высший) сорт с размером

больше dмм н нижний (низший)сорт—отd миллиметров до 0. Если требуется получить больше двух сортов, то применяется многократное Г. на нескольких решетах, причем Г. на п решетах дает п- -1 сортов. Порядок многократн. Г. может быть двоякий: сперва получают более крупные сорта, а потом мелкие, или наоборот. В первом случае последовательные решета имеют постепенно убывающие диаметры отверстии, причем верхний сорт на каждом решете будет продуктом определенного размера, а нижний—смесыо всех остальных сортов. Операция эта повторяется до тех пор, пока при последнем Г. не получатся 2 последних, наиболее мелких сорта. Во втором случае последовательные решета располагаются с постепенно возрастающими диаметрами отверстий, и процесс идет в обратном направлении. 1-й способ обыкновенно дает более точные результаты, чем 2-й, п применяется, например, при классификации, предшествующей мокрому обогащению, или при обработке твердых кварцевых руд, твердого донецкого антрацита и прочие 2-й способ имеет некоторые преимущества конструктивного характера и применяется при сортировке и классификации хрупких каменных углей, при подготовительной классификации для дробления и прочие В нек-рых случаях, в особенности при Г. мелких сортов (классов), оно сопровождается орошением материала водой из брызгал.

Аппараты, на которых производится Г. (грохота), разделяются, по действию, на неподвижные и подвижные ; по форме решета—на плоские, барабанные и ленточные; по роду решета—на колосниковые и решетчатые (сетчатые). Бывают еще простые переносные решета. Плоские подвижные грохота по роду своего движения разделяются на: продольные, поперечные, круговые в вертикальной плоскости и круговые в горизонтальной плоскости. Производительность грохотов и степень совершенства сортировки в значительной степени зависят от характера качания грохота, причем, чем длиннее путь, совершаемый рудой по грохоту (при одинаковых прочих условиях), тем производительность грохота меньше и тем совершеннее сортировка. Неподвижные грохота, только плоские, колосниковые или решетчатые, устанавливаются с значительным уклоном (30 ; 45°) и применяются для самостоятельных операций на рудниках с небольшой производительностью для вспомогательного I. в первой стадии дробления твердых руд. Плоские подвижные грохота бывают наклоненные и горизонтальные. Принцип действия подвижных плоских грохотов основан на том, что ускорение грохота передается руде до тех пор, пока вызываемая им сила инерции не превзойдет силы трения руды о грохот; как только это случится, руда начинает самостоятельное движение по грохоту. Таким образом, при неравномерном движении грохота с некоторым ускорением в одну сторону, достигается перемещение руды вдоль грохота и ее просеивание.

Колосниковые подвижные грохота бывают с продольным и поперечным расположением колосников, имеющих форму поставленных на ребро железных полос, иногда с боковыми отростками, придающими поверхности решетчатый вид, или полос коробчатого железа, с продырявленными отверстиями, или лее, наконец, форму цилиндрических валиков.

Б первых двух типах колосники связываются в две качающиеся системы, сообщающие волнистый характер движению поверхности грохота (грохот Бриана, Зельтнера); в третьем—цилиндрические колосники имеют вращательное движение и, благодаря выступам на своей поверхности, обусловливают процесс Г. (калибровый грохот Дистль-Суски). Колосниковые грохота особенно пригодны для Г. крупных сортов вообще и, в частности, благодаря спокойному действию и незначительному дробящему влиянию, для сортиронки хрупкого материала. Б решетчатых подвижных грохотах решета приготовляются из железных или стальных листов

с просверленными или штампованными отверстиями, слегка расширяющимися книзу (во избежание застревания кусков), круглой, квадратной или прямоугольной формы, или имеют вид проволочных сеток. По роду движения различают качающиеся и вибрирующие грохота. На фигуре ! представлена схема продольного грохота (английского):

грохот качается на парных подвесных тягах Ь около неподвижных шарниров о; качания передаются от приводного вала w посредством эксцентриков и парных шатунов s. 11а фигура 2 дана схема поперечного грохота (немецкого). Качание передается от одного вала w двум грохотам, расположенным по обе стороны вала. На фигуре Л—продольный круговой грохот Баумана;верхний конец его наглухо соединен с эксцентриком, насаженным на вал IV. Нижний конец грохота подвешен на тяге I к шарниру. Для Г. мелких сортов угля применяются горизонтальные круговые грохота (например, Зельтнера, Кокса, Гумбольта, Феррариса). Па фигура 4 показана конструкция грохота Феррариса с

Фигура i.

1 I

Фигура 2.

нижним подвесом. Грохот Л установлен на fi пружинящих рычагах С из букового или ясеневого дерева; деревянная эксцентриковая тяга ОВ соединена с грохотом жестко при помощи стальной унорки на болтах D, могущей слегка пружинить. Такая конструкция дает в начале и в конце каждого хода толчок, усиливающий встряхивающее действие грохота.

Вибрационные грохота состоят из проволочной сетки, укрепленной наглухо по краям. Сетка от специального ударного механизма получает быстрые вибрирующие движения, наподобие натянутой струны. В вибрационном грохоте 1 luminer-Sieb (фигура5)

быстрые качания натянутой металл ич. сетки а получаются от сильного электромагнита в, питающегося переменным током в 15 пер. Каждое качание прерывается ударом о пластинки с чем достигается сильное встряхивание материала, способствующее просеиванию его через отверстия грохота. Вращением колеса d можно во время работы грохота регулировать амплитуду его качаний. Проволочная сетка натянута так туго, что при наибольшей нагрузке невозможно провисание ее. Наклон грохота 28—35° и м. б. легко изменен. Приводной механизм заключен и непроницаемую для пыли коробку. Производительность достигает 100—150 тонн в 21 часа на .и- поверхности грохота при величине отверстий в 1 миллиметров. Грохота этого типа применяются для классификации мелких руд (в поперечнике 1—5 аки) и для подготовки материала к Сухим процессам обработки (например, электромагнитное или электростатическое обогащение).

Барабанные грохота бывают цилиндрические, устанавливаемые с небольшим уклоном, и конические; первые состоят из свернутых в виде ци-л ш щра ли стош .1 х ил и проволочных решет. Концентрические сочетания барабанных грохотов не позволяют использовать всю поверхность каждого барабана, и грохочение на них менее точно. Грохочение в происходит от того, что при медленном вращении барабана материал, загружаемый в верхнем конце его, перекатывается по внутренней поверхности, описывая винтовую линию, и вследствие наклона оси или конусности грохота постепенно двигается к переднему концу его.

Ленточные грохота имеют бесконечную ленту в виде проволочной сетки, перемещающейся по двум барабанам (роликам); материал загружается сверху и проходит через отверстия сетки под влиянием сильной струи воды из брызгал. Грохота этого типа применяются только для мокрого Г. (для очень мелких зерен—не крупнее 0,5 миллиметров). В грохоте Каллов (фигура 6) загрузка материала производится питателем Ь; материал на движущейся ленте а подвергается действию струй воды из брызгал е. Мелкие зерна, прошедшие сквозь отверстия сетки, собираются в жолобе и уводятся в сторону; более крупные, оставшиеся на ленте, смываются в воронку h брызгалом д. Обычно на грохоте поставлены две ленты параллельно; одна из них является запасной; ширина их 61 с.и, расстояние между осями роликов 1,2 метров Скорости движения ленты 15—30 метров в минуту. Производительность за 8-часовой рабочий день ок. 43 т/м² поверхности грохота, при отверстиях в 1 миллиметров. Расход воды 55—90 л в 1 минуту.

Г. применяется также для сортировки по крупности песка, гравия, щебня для строительных нужд (бетон) и водоочистительных фильтров. Для просеивания щебня и удобной погрузки его в вагонетки применяется устройство, показанное на фигуре 7.

Производительность плоских подвижных грохотов выражается формулой:

Q_t - 3,6 ^Gl- υ=3,6μ В h γ ·υ,

где Q_t—производительность в т/ч, G—вес руды, лежащей на грохоте, в килограммах, L—длина грохота в м, V—относительная скорость в м/ск руды но грохоту в сторону подачи

(вдоль грохота), μ —коэфф-т разрыхления движущейся массы руды, В—ширина грохота в м, h—толщина слоя руды в м, ;—уд. вес руды в килограммах/м³. В среднем можно принять, что на 1 площади решета возможно в 1 час отсортировать около 9 .и³ крупной руды (>70 жч в поперечнике), около 5,5 -и³средней руды (30—70 миллиметров), 3,8 .и³ крупного песка (> i миллиметров) и только 1,8 м³ мелкого песка (<1 миллиметров).

Производительность барабанного грохота в килограммах с к определяется но формуле:

Q=ψ · у · v,o-F,

где ψ—коэффициент разрыхления движущейся массы материала, ·/—вес единицы объёма ее в килограммах/м³, ν₀—средняя скорость подачи

барабанных грохотах в мiок, F—площадь движущегося слоя материала в м³. Производительность в т/ч:

= ³=⁶5 3,6 ψ-γ-Vo-F·, при i0,8 Q,=0.6у п tg2u ) В³· h³, где R—радиус барабана в лг; h—толщина слоя руды в м а—угол наклона оси барабана; н—число об м. Расход мощности на приведение во вращение барабанного грохота определяется по формуле:

R · n(G

N =

21 500

25G_n)

где G—вес барабана со всеми ого частями в килограммах, G₀—вес находящегося внутри пего материала в килограммах, R—внутренний радиус барабана в м, п—число об/м., принимаемое обычно в пределах от —— до ¹⁴.

I к I R

Лит.:×м е л е η П. Г!. Сортировка-мойка дли песка и гравия, М. 1907; Корзухпн И. Λ. Механическая обработка полезных ископаемых, СПБ, 1908: Ж и т к свич Н. А., Бетон и бетонные работы, СПБ, 1912; Чечотт Г. О., Проектирование и устройство простейших сортировочных для обогащения каменных углей. М., 1923: Л евеноОн Л. Б., Машины для обогащения полезных ископаемых. Плоские подвижные грохота, их теория, расчет и проектирование. Труды Нн-та мех. о бра б. полезн. ископаемых, вып. 1. Л., 1 924: его ж е, Барабанные грохота, их теория, расчет и проектирование, там же, вып. 5.

M., 1927; I* e e 1 e II. Mining Engineers’ Handbook.

N. V., 1927; Prochaska К. Coal Washing, N. Y.,

1921; Lister J. E., The Screening a. Grading of Materials, L., 1924: Holbrook E. A. a. Fraser T. Screen Sizing of Coal, Ore and other Materials. Wsh., 1925. Д. Цейтлин.