Горобец В. И., Горобец Л. Ж. Новое направление работ по измельчению. –М.: Недра, 1977 Rink R., Barski S. Analiza mozliwosci zastosowania przmiala strumieniowego do producji maczek z kwarcu i piaska. «Cement, Wapno, Gips»,1977.
1. ВСТУПЛЕНИЕ
В современных производственных процессах различных отраслей промышленности используется сырье тонкого и сверхтонкого измельчения. adidas messi Потребность в таком сырье привела к необходимости создания измельчителей для получения продуктов с очень мелкойгрануляцией.Одним из таких измельчителей является струйная противоточная воздушная мельница. Эта мельница дает возможность регулировки грануляции продуктов помола в широких пределах /I/.Повышение степени измельчения, так же как и в других помольных устройствах, достигается за счет понижения производительности и увеличения энергоемкости процесса измельчения /2.3/. Проведенные исследования показали, что существует явная зависимость между грануляцией готового продукта, производительностью и удельным потреблением энергии. Эту зависимость можно рассмотреть на примере помола жильного кварца и стекольного песка в противоточной струйной мельнице типа МРР-20, созданной в Институте конструкций и эксплуатации машин во Вроцлаве.
2. Характеристика мельницы и продуктов помола
Тип мельницы МРР-20 (мельница воздушная противоточная) Расход воздуха 20мЗ/мин. Давление воздуха 7 бар. ugg bottes Скорость вращения классификатора 104-285 об/мин. Установленная мощность 155,4 кВт Таблица I Результаты ситового анализа исходного материала: песка и кварца Размер фракции, Содержание фракции в весовых % мкм материал песок кварц j 2 3 > 800″» » * 2б7о~ 800-630 ■ 1,7 5,6 630-400 9,4 — 14,8 400-200 , 47,3 31,1 200-100 . 39,7 11,5 100-63 1,6 . 6,0 <63 0,3 5,0 Удельная поверхность Fn, м2/г 0,0109 0,0118 Для помола использовали кварц из карьера «Станислав»около Шклярской Поренбы и промытый песок из Осиечниц под Бонславцем. Гранулометрический состав кварца и песка,определенный ситовым анализом,приведен в табл.1. Для кварца были, кроме того,определены: прочность на сжатие σС = 1060×1О5 Н/м2 модуль упругости Е = 73×109 Н/м2 плотность g = 2580 кг/мЗ вязкость по Пэйджу Z = 15 истираемость Ѕ =0,05 см3/см2 твердость по Моосу t = 7
Условия проведения опытов и параметры, характеризующие помол
Помол кварца и песка произведен при давлении 7 бар /4/ и расходе воздуха 20мЗ/мин.В целях получения продуктов с разной грануляцией изменялось количество оборотов классификаторам именно: для песка n = 132,165,200,255 об/мин, для кварца n = 104,118,150,190,240,285 об/мин. Таким образом, получено шесть партий молотого кварца и четыре партии молотого песка. Минимальное время обработки одной партии — один час. Это позволяло определить действительную производительность мельницы. Из полученных партий продуктов помола были взяты пробы в целях определения зернового состава. Этот состав определялся при помощи ситового анализа для частиц размером более 56 мкм,а для частиц меньшего размера — методом седиментации в пипетке Андерезена. На основании результатов анализа зернового состава определялась удельная поверхность F по формуле: 
где ρ-плотность материала, (г/см3), хi -процентная весовая часть i-той фракции,(%), di — средний диаметр I – той фракции, (мкм), К -количество фракций, 
di -верхняя граница размера зерна i-той фракции (мкм), did -нижняя граница размера зерна i-той фракции (мкм). Возникающий в процессе помола прирост поверхности ΔF определялся как разница удельных поверхностей продукта и исходного материала: ΔF = Fp – Fn , (м2/г) Суммарный прирост поверхности ΔS определяется умножением производительности мельницы Q на прирост удельной поверхности ΔF: ΔS=QΔF (м2/час) Определялось также весовое процентное содержание R зерен с размером выше 56 и 40 мкм.
Результаты опытов и их анализ
Результаты проведенных опытов, измерений и вычислений приведены в табл.2. На рис.1 изображен график зависимости производительности мельницы Q , прироста поверхности продуктов ΔF, cуммарного прироста поверхности ΔS,а также содержания зерен R от числa оборотов классификатора при помоле кварца. На рис.2 представлена аналогичная зависимость,полученная при помоле песка. Для обоих измельчаемых материалов производительность мельницы Q ,находится в обратной зависимости как от числа оборотов классификатора п ,так и прироста поверхности ΔF. Это согласуется с общей закономерностью процесса измельчения, в котором получение мельчайших продуктов связано с понижением производительности мельницы при условии сохранения неизменной энергоемкости процесса /5/. Суммарный прирост поверхности ΔS в зависимости от числа оборотов и классификатора в случае помола кварца, достигает максимума, при n ~ 118 об/мин. Определение максимума в зависимости ΔS = f (n) имеет важное значение, т. к. на его основе возможна реализация процесса измельчения при минимальном использовании энергии на единицу суммарного прирс та поверхности. В случае помола песка максимальное значение ΔS не выявилось. На основании результатов помола кварца можно сказать, что это вызвано наличием нижнего предела изменения числа оборотов классификатора,и в проведенных опытах не было использовано то число оборотов классификатора,при котором наступает максимум величины ΔS . По кривым зависимости содержания И зерен определенного размера от числа оборотов классификатора видно, что количестве зерен с размерами выше 56 и 40 мкм уменьшается с увеличением числа оборотов классификатора n .В типичном для струйного помола ходе этой зависимости можно выделить два характерных интервала /6/. В первом из них — для меньших значений числа оборотов классификатора — скорость изменения величины R наибольшая,а в другом для больших чисел оборотов классификатора-скорость изменения величины R наименьшая и R медленно приближается к 0. Для обоих измельчаемых материалов такой ход кривых R=f(n)типичен. Как видно,получение продуктов помола со значением R=0 требует реализации помола при больших числах оборотов классификатора,а это приводит к значительному уменьшению производительности мельницы. Из полученных результатов следует, что параметры, определяющие качество продуктов помола, должны допускать некоторый процент зерен большего размера. Например, для кварца, если установить R56= 0 производительность мельницы будeт составлять Q, = 220 кг/час, а для R56 = 1% — Q~400 кг/час. Установление требования R = 0 должно быть всегда продумано и обосновано,потому что осуществление его влечет за собой очень большой рост стоимости помола.С этой точки зрения, в случае изготовления кварцевой муки с применением струйного помола доля зерен R в производстве не должна быть менее 1% для граничного размера 56 мкм и менее 20% для граничного размера 40 мкм. Иногда,кроме допустимой величины процентного содержания зерен большего размера,требуется,чтобы продукт помола имел удельную поверхность равную или больше заданной. В этих случаях указывается метод определения этой поверхности,например, метод Блейна. В целях оценки способа выбора числа оборотов классификатора и определения производительности мельницы,необходимой для обеспечения требуемой удельной поверхности продукта и требуемого содержания зерен большего размера,определялась методом Блейна удельная поверхность FB для продуктов помола песка.Зависимость FB=f(n) , показанная на рис.2,дает возможность определить n, по требуемому FB, а зависимость R=f(n) позволяет определить n для получения требуемого R. Таким образом,получаем в общем две разные величины n. В целях выполнения обоих условий необходимо принять большее значение величины n. По этому значению с помощью зависимости Q= f (n) определяется производительность мельницы. Во время опытов фиксировалось потребляемая мощность всеми электроприводам установки: приводом компрессора и другими потребителями электроэнергии помольного агрегата (привод классификатора, приводы питателей и разгрузителей). Средняя величина суммарного потребления мощности N составляла ~ 142 кВт. nike air max 1 Для всех проведенных опытов можно определить удельное использование энергии в кВтч/кг. На рис.3 приведена зависимость величины удельного потребления энергии от производительности мельницы, определенная при помоле кварца и песка. Это потребление изменялось в пределах: для песка от 0,36 до 0,86 квтч/кг, для кварца — от 0,36 до 0,94 квтч/кг, в зависимости от производительности мельницы. Полученное удельное потребление энергии сравнительно велико, т. к. оно определено на основе опытов с небольшой мельницей. В практике необходимо было бы предвидеть применение мельниц с потреблением воздуха не менее 100 м 3/мин. Одновременно с увеличением размеров мельницы следует ожидать снижения удельного потребления энергии. Для оценки влияния размеров мельницы проведены добавачные исследования помола песка в мельнице в два раза меньшего размера, чем МРР-20, т.е. в мельнице MPP-IO. Непосредственное сравнение результатов помола в двух разных мельницах возможно лишь при условии обеспечения одного и того же давления воздуха и одних и тех же зерновых составов двух продуктов помола. Если выполнение первого условия не составляет трудности, то выполнение второго условия практически неосуществимо. Следовательно, необходимо для сравнения результатов работы использовать косвенный способ путем сравнения удельной поверхности Fp продуктов. Результаты помола в мельнице МРР- 10 приведены в табл.З. На рис.4. представлена зависимость (на основе данных таблиц 2 и 3) производительности Q мельниц от удельной поверхности продуктов. Анализируя соотношение производительностей двух мельниц в пределах совпадающего изменения удельной поверхности продукта, можно установить, что среднее соотношение производительности мельниц МРР-20 и MPP-IO в этих пределах составило ~2,06 раза выше,это значит,что у двухкратно увеличенной мельницы производительность будет в 2,06 раза выше. На этом основании оценена производительность мельницы,расходующей 100 мЗ/мин воздуха,или мельницы МРР-100.Для мельницы такой величины установлена необходимая мощность(600 кВт); на основании этого можно подсчитать удельное потребление энергии в кВтч/кг.Результаты этих подсчетов представлены на графике 3. timberland 6-inch premium Максимальная величина удельного потребления энергии при помоле песка понизилась с 0,86 до 0,66 кВтч/кг, а минимальная величина с 0,36 до 0,29 кВтч/кг. Производство мельниц MPP-IOO в настоящее время вполне реально.
5. Загрязнение продукта помола
Износ деталей мельниц процессе помола,являеся причиной загрязнения продукта металлическими включениями. В большинстве случаев степень этого загрязнения решает вопрос о пригодности изготовленного продукта. Установление степени загрязнения,возникающего в результате процесса помола, является обязательным при оценке пригодности измельчающего устройства с точки зрения условий,касающихся допустимого предела загряз нения продукта. В целях проведения такой оценки как исходные материалы,так и продукты помола кварца и песка были подвергнуты химическому анализу для установления процентного содержания Fe до и после помола. По результатам этих анализов можно определить прирост содержания Fе,вызванный процессом помола в струйной мельнице.Для кварца этот прирост составляет О,1008%,а для песка — 0,256%.Таким образом,проведенные помолы песка и кварца не обеспечивают выполнения требований в направлении ограничения степени загрязнения продукта металлическими включениями. Исследованиями /7/ установлено, что доля износа отдельных конструктивных элементов мельницы в полном загрязнении продуктов следующая: разгонные трубы — 60,7% камера помола — 27,7% классификатор — 8,3% трубопровод,соединяющий камеру помола с классификатором — 2,6% остальные элементы — 0,7%. Из вышеизложенного следует, что 96,7 %, полного загрязнения продукта металлическими включениями связано с износом только трех, узлов мельницы, а именно: разгонных труб, камеры помола и классификатора. Чтобы значительно снизить степень, загрязнения продуктов помола, необходимо изготавливать вышеназванные узлы из соответственно подобранных износостойких материалов. Так, разгонные трубы можно изготовить из такого керамического материала., производство которого в настоящее время реально. Камеры помола можно выложить облицовкой из резины /8/ или из керамического материала. Ротор классификатора и его кожух необходимо покрыть резиной или эмалью. В такой мельнице загрязнение продуктов помола металлическими включениями уменьшается в тридцать раз и, соответственно, будет составлять для кварца 0,0034%,а для песка — 0,0085%.В сравнении с другим помольным оборудованием струйная мельница имеет гораздо меньшую поверхность износа. В струйных мельницах возможно применение прочных и дорогих футеровок, использование которых в других мельницах из-за высоких цен неприемлемо.
6. ВЫВОДЫ
-
Для изготовления кварцевой и песчаной муки возможно применение струйного помола.
-
Применение струйной мельницы дает возможность изготовления муки из различного гранулометрического состава. Регулируемым параметром является скорость вращения классификатора.
3. При струйном помоле можно получить муку большой чистоты. 4.Удельный расход энергии в струйной мельнице, выраженный в кВтч/кг, больше, чем в других измельчителях, но чем больше мельница, тем меньше удельный расход энергии. Современный уровень исследований в области струйного помола позволяет конструировать и изготовлять крупные агрегаты. Таблица 3 Гранулометрический состав помола песка в мельнице МРР-10
Рамер фракции Содержание зерен фракции в весовых % > 100 8,0 — — — 100 — 71 5,0 — — — 71 — 56 11.4 3,5 0,1 — 56 -40 3,2 1,6 1,1 1,1 40 -20 43,1 16,5 8,5 13,5 20 — 10 18,4 40,.1 32,6 32,6 10 – 5 4,3 28,8 38,4 31,3 5 –3,5 0,9 3,9 7,3 8,5 <3,5 5,7 7,6 12,0 13,2 Число оборотов классификатора, об/мин 126 145 180 235 Удельная поверхность, Fp, м2/г 0,160 0,276 0,368 0,372 Производительность мельницы, Q, кг/ч. 130 80 60 39 хаолица d.Гранулометрический анализ песка и кварца,измельченных в мельнице МРР-20; результаты измерений и подсчетовЧило Песок «Кварц оборотов «» классифи- 132 165 200 255 104 118 150 190 240 285 на тора ■’. ‘ , п ,об/мин Произвол. изльницы 0. кг/ч 395 275 178 165 390 360 290 220 165 151 Размер фракции, ыкм ‘ Содержание зерен фракции в % по весу > 100 8,0 — — ОД 100-71 5,8 0,3 0,2 71-56 5,8 6,1 0,2 — 0|4 0^3 0,1 56-40 17,4 9,8 0,3 0,7 8,5 7,9 1,5 0,2 0,1 40-20 29,4 37,5 30,1 20,4 36,5 30,8 27,6 14,7 8,6 4,7 20-Ю 20,4 29,5 41,6 45,0 32,8 . 35,8 42,7 50,2 46,8 45,5 10-5 8,8 11,6 19,1 24,0 14,2 16,4 18,7 23,5 31,5 34,8 5-3,5 1,9 2,5 4,2 4,9 2,4 2,4 2,7 4,4 4,9 6,6 <3,5 2,5 3,0 4,4 5,0 4,8 6,2 6,7 7,0 8,1 8,4 Я^о% 3^° 1$*9 °»5 °»7 9’3 8»4 х«б °»2 ОД °»° #5б% ‘ 19,6 6,1 0,2 . Один комментарий к “Анализ струйного измельчения песка”
Добавить комментарий
Компания готова купить оборудование для гранулирование песка, мраморного и гранитного отсева