Технико-экономические основы ГДД

Книгу о сущности машин должно, прежде всего, писать как книгу об их применении. Леонардо да Винчи (1452 – 1519)

ВВЕДЕНИЕ

В связи с постоянно растущей потребностью в высокодисперсных частицах минерального и органического происхождения, используемых в качестве наполнителей в изделиях пластмассовой промышленности, в лакокрасочной промышленности, наполнители и покрытия в бумажной промышленности, повсеместно возрос интерес к разработке перспективных способов производства таких материалов. Ведущими мировыми фирмами были проведены испытания различных способов, машин и механизмов по измельчению различных материалов. Обычно для сокращения размеров частиц большинства материалов до размеров менее 40 мкм используют щековые, конусные и другие типы дробилок, с последующим доизмельчением полученного продукта в шаровых, стержневых и других типах мельниц. Для получения частиц с размером менее 2 мкм разработаны специальные конструкции коллоидных мельниц, мельницы «Петита», и, так называемые, песчаные мельницы. На юго-востоке США каолиновая промышленность сосредотачивает внимание на получении высококачетвенных глин для покрытия бумаги, содержащих от 70 до 90% частиц, эквивалентный диаметр которых составляет менее 2 мкм. Субпродукт этого производства, глина для наполнителя, содержащая крупнозернистые частицы, как правило, имеет ограниченный сбыт из-за низкой потребительской ценности и значительной разницы в ценах между мелкозернистой и крупнозернистой глиной. В результате успешных испытаний специальных измельчительных установок, установлена возможность получать высокодисперсные порошки, представляющие интерес для многих отраслей промышленности. В конструктивном отношении измельчительные установки, разработанные в Горнорудном управлении Министерства внутренних дел США (Университет Таскаллуского исследовательского центра, Алабама 35486), представляли динамическую систему, состоящую из ротора и статора с установленными на них вертикальными стержнями. Число статорных стержней, в различных модификациях мельниц изменялось с 8 до 18, а роторных – с 6 до 16. Объем измельчающей камеры изменялся с 2литров до 18 литров, а величина загрузки сухого материала – с 0,7 до 40 кг. Для снижения износа элементов мельницы была сконструирована установка с облицованной резиной измельчающей камерой объемом 175 литров, с 38 роторными и статорными стержнями. В эту установку загружалось около 300 кг сухого материала. Измельчение производилось как в замкнутом, так и в открытом цикле. При этом основным механизмом разрушения предполагалось истирание. Для получения основных данных, относящихся к измельчению истиранием было определено влияние ряда основных рабочих параметров на производительность мельниц и расход энергии. В результате испытаний установлено значительное (на 35 %) снижение энергии в установках с большим объемом помольной камеры, при одинаковых конечных показателях измельченного продукта – глины с конечным эквивалентным диаметром частиц менее 2 мкм. UGG Maylin Затраты энергии на тонну измельченного продукта с указанными параметрами составил 502,778 кВтч, для мельниц с диаметром корпуса 250 мм, работающих в замкнутом цикле и 344,4 кВтч – для мельниц с диаметром корпуса 500 мм. Наиболее важными рабочими параметрами, влияющими на требования по производительности измельчения каолина и расходу энергии, являются: I/ тип измельчающей среды; 2 размер и форма частиц измельчающей среды; 3/ отношение веса измельчающей среды к весу глины; 4/ окружная скорость ротора; 5/ плотность глиняной пульпы; б/ степень дисперсности пульпы; 7/ угловое расположение роторных и статорных стержней. В меньшей мере оказывают влияние нижеследующие параметры: I/ температура пульпы; 2/ конструкция корпуса ротора; 3/ зазор между ротором и дном камеры; 4/ интервал между роторными и статорными стержнями; 5/ добавление агентов; б/ уровень пульпы; 7/ степень аэрирования пульпы; 8/ облицовка камеры. Настоящее исследование показало, что тип используемой измельчающей среды (в указанных опытах – песок) оказывает наибольшее влияние на абразивный износ частей установки. Что касается излишнего измельчения среди абразивного износа установки и производительности измельчения, то сферообразные частицы измельчающей среды лучше острых углов] частиц, В таблице 3 перечислены параметры, которые считаются стдартными рабочими условиями. Таблица 5 Итоговые результаты измельчения промышленных минералов

СЛЮДА – группа породообразующих минералов – водных силикатов калия, алюминия , железа, магния и пр., характеризующихся весьма совершенной спайностью по одному направлению (базису), благодаря чему слюда может расщепляться на тончайшие листочки. Слюды, не содержащие железа (калиево-алюминиевая слюда – мусковит, калий-магниево-алюминиевая слюда –флогопид), используются в качестве изоляционного материала и добываются в больших количествах из пегматитовых жил (мусковит) или доломитовых контактных пород (флогопит). Обогащенные концентраты слюды из ряда месторождений в Алабаме и Северной Каролине были измельчены истиранием как по порционной, так и по непрерывной схеме. Выводы, полученные при исследовании порционного измельчения, были в основном такими же как выводы, полученные при проведении описанного выше исследования, а именно: слюда легко измельчается до чрез чрезвычайно мелкого продукта. Значения объемной плотности измельченных продуктов были такими же низкими, как и значения объемной плотности для измельченных общепринятым способом продуктов слюды. Например, применяемая для изготовления стен из сухой кладки измельченная слюда должна иметь объемную плотность ниже 240,3 кг/м³. Объемная плотность слюды, измельченной истиранием составляла 158,6 кг/м³. В дополнение к испытаниям на порционное измельчение было выполнено измельчение крупнозернистой слюды в открытом цикле и измельчение в замкнутом цикле для того, чтобы получить продукт с характеристиками размера частиц, соответствующими харак- теристикам слюды, подвергнутой мокрому измельчению. Измельчение в открытом цикле исходной слюды, содержащей приблизительно 35 % частиц материала размером менее 4,7 мм и более 1,17 мм, обеспечивало получение продукта, содержащего почти 100 % частиц материала размером менее 44 мкм. Было объявлено об измелъчении до размера частиц менее 44 мкм. Исследованная загрузка сордержала только 9,2 % частиц размером менее 44 мкм, а конечный продукт содержал 51,3 % этих частиц. Расход электроэнергии при измельчении составлял 0,32х10⁹ Дж (88 кВт ч) на тонну загрузки. Расход электроэнергии на производство новой слюды с размером частиц менее 44 мкм составляло 0,75 ^. 10⁹ Дж (208,7 кВт^{. Nike Air Max 2016 Femme} ч) на тонну продукта. Испытания измельчаемости слюды в замкнутом цикле были выполнены в установке диаметром 25 см, используя в качестве измельчающей среды оттавский песок размером менее 2,36 мм и более 1,65 мм. Для того, чтобы устранить проблемы подачи относительно крупнозернистой слюды, к стороне мельницы был прикреплен резервуар с коническим дном так, чтобы суспензия з мельнице, находящаяся выше зоны измельчения, могла течь из мельницы в питательный резервуар. Соединение между мельницей и питательным резервуаром было расположено ниже разгрузочного отверстия мельницы. Таким образом, всасывание, развиваемое мельницей, было использовано для циркуляции суспензии без нарушения разгрузки. Необработанная сухая слюда загружалась в открытую верхнюю часть питательного резервуара, где она увлажнялась и смешивалась с циркулирующей суспензией и непрошедшим через сито материалом. Результаты испытаний показали, что продукт, содержащий 86 % частиц материала размером менее 44 мкм и 57 % размером менее 10 мкм, может быть получен из загрузки, содержащей 56 % частиц размером более 417 мкм. Расход энергии составлял около 0,7 х 109 Дж (194,46 кВт.ч) на тонну загрузки. ugg australia classic СЕРИЦИТ, минерал из группы слюд, тонкочешуйчатая разновидность мусковита. Измельчению истиранием подвергалась такие проба калифорнийского серицита, мелкозернистая чешуйчатая разновидность белой слюды, имеющая глянцевую- поверхность. Целью измельчения было определение возможности получения с помощью измельчения истиранием материала, содержащего существенное количество частиц размером менее 10 мкм при объемной плотности меньшей объемной плотности загружаемого материала. Объемная плотность измельченного серицита составляла 205 кг/м³, в то время как объемная плотность загружаемого материала составляла 322 кг/м³. ФЛЮOPИT (плавиковый шпат) – минерал CaF ₂, содержащий 48,8% F (фтора). Цвет белый, желтый, зеленый, синий, розовый, фиолетовый; прозрачный; блеск стеклянный; твердость 4; удельный вес 3,18. Применяется в качестве флюса в металлургии для получения легкоплавких шлаков, в стекольной, химической, керамической и других отраслях промышленности. Является сырьем для получения плавиковой кислоты. Прозрачная белая разновидность полевого шпата называется оптическим флюоритом; из него приготовляются линзы для оптических приборов. Флюорит подвергался испытанию на измельчение истиранием, проводимому Горнорудным управлением как часть исследований, ведущихся отделом стоматологии Министерства здравохранения, образования и социального обеспечения США совместно с Всемирной Организацией Объединенных Наций по вопросам здравохранения. Эти исследования проводились для определения возможности использования тонкоизмельченного флюорита в качестве заменителя фтористого соединения в муниципальной ситеме снабжения штата Джорджия. Длительное исследование, проведенное Министерством здравоохранения, образования и социального обеспечения с использованием подвергнутого измельчению истиранием флюорита, показало, что могут быть получены сравнимые результаты. Результаты испытаний показали, что частицы продукта, подвергнутого измельчению истиранием, размером менее 5 мкм и 2 мкм могут фторировать систему водоснабжения так же или лучше, чем фторирование воды подходящим фтористым соединением. АНТРАЦИТ И ЛИГНИТ. Испытания на измельчение антрацита были выполнены для сравнения уменьшения размеров, получаемого при измельчении истиранием с уменьшением, достигаемым сухим измельчением в шаровой мельнице с воздушной сепарацией. С помощью измельчения истиранием получали более тонкоизмененный продукт за более короткое время, чем при использовании способа сухого из-мельчения. Предварительное истирание лигнита (разновидности бурого угля) также показало за метное уменьшение размеров. Однако, расход энергии был более высоким,чем расход энергии при измельчении большинства исследуемых материалов. ТАЛЬК – минерал, водный силикат магния 3MgO4SiO2H2O. Цвет яблочно-зеленый до белого; блеск стеклянный с перламутровым отливом; твердость около 1; удельный вес 2,7 – 2,8. Плохой проводник тепла и электричества. Применяется в бумажной, резиновой, красочной, текстильной, керамической и других отраслях промышленности, а также в парфюмерии для изготовления пудры, пасты, мазей. Две пробы талька исследовались с помощью технологии измельчения истиранием. Результаты показали, что тальк можно измельчить до размера частиц менее 5 мкм также легко, как каолиновую глину и другие промышленные минералы. Однако, результаты испытаний показывают, что на получение частиц размером менее 2 мкм -необходимо затратить больше энергии и времени, чем при измельчении других исследуемых минералов. Для получения продукт содержащего более 50% частиц материала размером менее 2 мкм, потребуется дополнительная стадия классификации для того, что отделить тонкоизмельченный продукт. КАРБОНАТ КАЛЬЦИЯ (известняк, мрамор и мел) с частицами менее 44 мкм используется в различных отраслях, таких как бумажные покрытия, наполнители в пластмассы, пигменты и разбавители красок. В последнее время появился большой интерес к исследованию возможности получения частиц карбоната кальция с размером менее 2 мкм истирающим методом измельчения. Результаты полученные при испытаниях на измельчение шести проб карбоната кальция /мрамор, известняк или мел/, взятых из различных место-ро::;ценкп, показали, что продукт с мелкими частицами может быть легко получен с помощью технологий измельчения истиранием. Рас ход энергии при тридцатиминутном измельчении изменяется от 1,2 х 109 Дж до 2,5 х 109 Дж на тонну загружаемого материала. МЕДЬ. Горнорудное управление было привлечено также к исследованию подвергнутых дисперсионному твердению, превращенных в порошок металлов, включая медь. Как часть этой работы было проведено исследование измельчения для определения возможности измельчения истиранием для получения мелких медных частиц. В качестве измельчаемого материала использовался электролитический осажденный медный порошок. Результаты испытаний показали, что медный порошок легко измельчался. ПИГМЕНТ ДВУОКИСИ ТИТАНА. При испытании пигмента двуокиси титана было выполнено измельчение таким образом, чтобы изгото- витель пигмента мог получить достаточные данные для увеличения установки для измельчения истиранием до промышленных установок диаметром 152,4 см /60 дюймов/. Для измельчения агломератов являющихся продуктом процесса окисления-хлорирования рутила, использовались промышленные измельчающие материалы. Полученные в результате измельчения частицы продукта имели размер менее 5 мкм. Эти результаты были благоприятны и, как результат, были изготовлены установки промышленного размера для использования в промышленности по производству пигмента двуокоси титана. nike tn pas cher ОЛИВИН, железомагниевый силикат, используется в качестве формовочной смеси при литье как черных, так и цветных металлов. Обогащенный оливин впоследствии исследовался для определения формовочных свойств и литейных характеристик. При проведении другого исследования усилия были направлены на усовершенствование технологии литейного производства. Исследование было выполнено для определения выгодности и пользования установки для измельчения истиранием в качестве средства для избирательного измельчения мягких и/и. ли/ гидратированных минералов в «дуните», минеральной основе, содержащей оливин и различное количество более мягких материалов, таких как серпантин, тальк хлорит, актинолит и вермикулит. При испытаниях пробы из дунита подвергались порционному самоизмельчению. Измельченные продукты, которые первоначально имели от 2 % до 3 % потерь на сгорание, были просеяны для получения оливинового концентрата с размером частиц более 0,074 мм /200 меш/ и отходов с размером частиц менее0,074 мм (200 меш). Концентраты во всех испытаниях удовлетворяли требованиям технических условий, определяющих максимум 1,35 % потерь на сгорание в оливиновом-агрегате и порошковых продуктах, или превышали их. Для того, чтобы получить измельченный оливин для сравнения с промьшшекными оливиновыми продуктами, используемыми при литье из металлов, проба из дунита была подвергнута порционному самоизмельчению в установке для измельчения истиранием диаметром 50 см. Конечная пульпа разгружалась в винтовой классификатор. jordan retro france Песочный продукт удерживался как конечный продукт и верхний продукт направлялся в гидросепаратор для извлечения донолнительного крупнозернистого материала в виде нижнего продукта. Верхний про-; дукт гидросепаратора считался отходами. Средний расход энергии на измельчение составлял приблизительно 0,3 х 109 Дж на тонну подаваемого материала или 0,5 х 109 Дж на тонну песочного продукта классификатора. nike air max 90 Этот продукт имел потери на сгорание 1,2% что соответствовало требованию технических условий, равному 1,35 % [3,6]. air max plus tn air

ПРИНЦИПЫ САМОИЗМЕЛЬЧЕНИЯ

При истинном самоизмельчении измельчаемый материал является также измельчающей средой. Следовательно, технология обогащения оливина была типом самоизмельчения в том, что не использовалось никакой дополнительной измельчающей среды: оливиновый материал действовал как среда для измельчения более мягкого рудного материала. Испытания порционного измельчения слюды показали возможность получения тонкодисперсного порошка путем её самоизмельчения. Для подтверждения этой возможности проведены ряд испытаний по самоизмельчению слюды в замкнутом цикле условий, необходимых для получения продукта из слюды, который бы отвечал требованиям принятым технических условий для слюды, подвергнутой мокрому измельчению. С помощью испытаний на непрерывное измельчение исследовалось влияние скорости подачи материала и процентного содержания твердых частиц подаваемого .материала на измельчение слюды. Результаты испытаний сведены в таблицу б. Хотя идеальный продукт не был получен, подре ные продукты достигали требуемых пределов-размеров, составля ющих ьО % частиц размером менее 44 мкм и 40 % менее 10 мкм. Предыдущие исследования показали, что карбонат кальция (известняк, мрамор и мел) может быть легко измельчен до частиц: размером менее 44 мкм, используя измельчающую среду. nike air max tn Однако, предварительные исследования и предыдущее исследование самой, мельчения показали также, что карбонат кальция может быть получен с помощью технологии самоизмельчения истиранием. При проведении настоящих исследований было выполнено испытание на порционное измельчение в установке диаметром 13 см и был получе] нечный продукт, содержащий до 30 % частиц материала размером нее 2 ыкм и 50 % менее 5 мкм, из загружаемого материала с ра; ром частиц до 6,7 мм. Непрерывное самоизмельчение мрамора с размером частиц менее 6,7 мм [CaCO₃] дало нижний продукт, 100 % частиц которого, было. менее 44 мкм и 35 % менее 2 мкм. Этот материал был подобен продукту, получаемому в промышленных условиях. Основываясь на этих результатах Горнорудное управление продолжает исследование мокрого самоизмельчения карбоната кальция. air max 90 femme

СВЕРХТОНКОЕ ИЗМЕЛЬЧЕНИЕ

Измельчение истиранием исследовалось в качестве сверхтонкого измельчения для получения субмикронных керамических пор лгшино находится в диапазону 500

ОСНОВНЫЕ ТЕХНИКО-ЭКОКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПРОЦЕССА СТРУЙНОГО ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ

Разработку и внедрение газодинамических дезинтеграторов (струйных мельниц) уже давно рассматривают как закономерное развитие измельчительной техники и более того, как создание нового вида технологического оборудования – химического реактора, обеспечивающего совмещение измельчения с процессами сушки и химической активации измельчаемого материала. Наметившаяся в XX веке тенденция характеризуется увеличением удельной к абсолютной производительности технологического оборудования, в том числе помольного. В случае традиционных измельчителей, в которых измельчение осуществляется металлическими мелющими телами: шарами, вальцами, стержнями, ва?ов, удельная и абсолютная производительность огран»че!-й: веяячнной т ч&щоы. тяоса. Как правило, материалы, включаемыев больших количествах, такие, как цeыe^гrннЗ кюшкер * сырье, твердое энергетическое топливо, руда железа и ЧЭвтшп металлов, нерудные ископаемые и органическое сырье вв-> ■ее тверды» 4tJ ыелзэв5ие тела. Поэтому удельный износ мелющих тел и футеровок мельниц измеряется килограммами на тонну измельченного продукта. Применение синтетических метеллов или минералоквра- катериалов не представляется возможным вследствие их и высокой дороговизны. Высокий удельный износ ограничивает удельную производительность мельниц примерно до 0,1 т ка ?омг/ азса мелььягщ, а &?о при максимальном весе иедькжцы 1000? огрште-зае? в каЕСНиайЬйу» пр-о-изводатедьность до 60-100 ?/ч. Не менее существенные трудности освоения высокопроизводительных мeльниц тихоходным электроприводом. Несо1«е;шо болеа зко-» ношрошй прквод от теплового двигателя — газовой иди паровой турбинышш — ив ыогет быть вспожьзоган из-з& кг быстроходности. Известно, что значительная часть энергии, потребляемой измельчительным оборудованием, преобразуется в тепло. , потробляемая мвлылщаих, пв~ для охлаждения мельниц, например, впрыск воды в т.п. . Мальницы, использующие в качестве рабочих тел шары, являются мощными генераторами шума. При строгом выполнении экологических требований (охраны внешней среды), они должны быть звукоизолированы, что еще более усложняет их эксплуатацию в целом. На фоне все более ощутимого дефицита энергии, металла к труда станозктся очевидной необходимость создания мельниц с удельной и абсолютной производительностью не менее I т/ч, и 1000 т/ч соответственно, оснащенных тепловым приводом, бесшумных. Мелъницы должны обладать более простой конструкцией, чем традиционные мельницы, и способность и совмещать процессы измельчения к суяня sa счет тепла, выделяющегося в мельнице, а также совмещения, разделения, обогащения и других операций. Кроме того, эти мельницы должны способствовать повышению качества продукта. В настоящее время перечисленным требованиям отвечает относительно новый метод измельчения — самоизмельчение к основанные на неы дробилки грубого и среднего дробленая типа «Хацемаг», дробилки тонкого дробления типа «Аэрофол» и струйные мелъницы /4, 5/. Произво- дительность первых двух дробилок уже достигла 700 т/ч и превысила I50O т/ч /I/. Одной из основных причин, сдерживающих широкое развитие и внедрение струйных мельниц, являются высокие удельные энергозатраты. В самом; деле, как следует из табл. I, представленной в работе В. И. Акунова и Г. П. Литвинова [В. И. Акунов, Г. П. Литвинов Основные технико-экономические показатели противоточных струйных мельниц. Труды института технологии струйного измельчения. Выпуск 70. 1985.]при помоле портландцемента на опытно-промышленной струйной мельнице производительностью 25 т/ч, удельные энергозатраты при измелъчении дробленого гранулированного доменного шлака составляют 70 кВтч/т по измельченному продукту с остатком 11— 13% на снте 008 при стоимости измельчения 1,67 руб/т,; прн измельчении на барабанной шаровой мельнице производительностью 150 т/ч [6, 7] того же материала удельные энергозатраты составляют 55 кВт^.ч/т, однако стоимость измельчения равна 2,2 руб/т, т.е. в 1,3 раза болше. Более высокая стоимость измельчения на шаровой мельнице при меньших энергозатратах обусловлена большим удельным износом, металлоемкостью и более сложной конструкцией шаровой. мельницы.