|
Грохочение - это процесс
разделения твердых материалов на классы по крупности.
Грохочение осуществляется на просеивающей поверхности
специальных аппаратов - грохотов.
В зависимости от назначения в технологической схеме
переработки различают грохочение трех видов:
• подготовительное - перед обогащением, той или иной
переработкой, дроблением;
• самостоятельное - для выделения определенного
класса крупности в качестве готового или отвального продукта;
• обезвоживающее - для удаления из продукта
основной массы воды после процессов мокрого обогащения (переработки).
Грохочение отличается широким распространением и
универсальностью, оно может быть применимо ко всем без исключения твердым
материалам.
Технически наиболее сложной является операция грохочения
твердых материалов, содержащих глинистые компоненты, макулатуру, полимерную
пленку и текстиль. Так, например, до настоящего времени нет аппаратов,
обеспечивающих эффективность процесса грохочения влажных ТБО при высоком
содержании в них текстильных компонентов (традиционный барабанный грохот
забивается текстилем в течение нескольких смен и перестает работать как
сортирующее устройство). С повышением влажности понижается эффективность
грохочения.
Полнота разделения твердых материалов по крупности
называется эффективностью грохочения.
Теоретически при правильном режиме работы грохота все
частицы исходного материала, размер которых меньше размера отверстий грохота,
должны уйти в подрешетный продукт. В действительности вследствие
несовершенной работы грохота и разнообразной формы кусков материала часть
нижнего продукта всегда остается в надрешетном.
Эффективность работы грохота характеризуется
отношением массы подрешетного продукта грохота М к массе нижнего продукта в
исходном материале Mj (г|=М/М1).
Факторы, влияющие на эффективность грохочения (иначе на
качество грохочения) можно разбить на три группы:
• факторы зависящие от характеристики и свойств
обрабатываемого материала;
• факторы, зависящие от требований к продуктам
грохочения;
• факторы, зависящие от конструкции грохота и режима
его работы (в первую очередь от его производительности и толщины слоя
материала).
Первая группа факторов является заданной величиной.
Вторая группа определяется требованиями к продуктам
грохочения. Особое значение в этой группе факторов, влияющих на качество
грохочения, имеет принятый размер отверстий решет, на которых производится
грохочение.
Третья группа факторов целиком зависит от того, насколько
правильно выбран грохот, как он смонтирован и в каких условиях протекает его
работа. При правильно выбранном грохоте эффективность грохочения определяется
режимом работы грохота.
Под оптимальной производительностью грохота имеют в виду
его максимальную пропускную способность по исходному материалу (т/час) при
определенной заданной эффективности грохочения.
При прочих равных условиях, чем дольше материал находится
на грохоте, тем выше эффективность грохочения (повышается вероятность
извлечения мелких классов в нижний продукт).
При переработке твердых отходов наиболее часто применяются
грохоты двух типов - барабанные и вибрационные; реже применяются колосниковые
грохоты.
Барабанный грохот - наиболее распространенный аппарат,
используемый в технологиях сепарации ТБО. Весьма часто применяют барабанные
грохоты для промывки глинистых руд, для сортировки песка, гравия и щебня, а
также при обогащении асбестовых, графитовых и некоторых других руд.
Материал загружается внутрь вращающегося барабана и
попадает на просеивающую поверхность. Куски материала под действием сил
трения увлекаются внутренней поверхностью вращающегося барабана и поднимаются
на высоту Н над нижней образующей. После того как поверхность АВ займет
положение плоскости естественного откоса, куски скатываются по этой
поверхности и одновременно, за счет наклона барабана, перемещаются по АС,
продвигаясь вниз к разгрузочному концу грохота. После прекращения движения
куски снова подхватываются барабаном и цикл повторяется. В результате
траектория движения куска представляет собой зигзагообразную линию АСА'С' (
5.18)
Продвигаясь по внутренней поверхности барабана, материал
рассеивается на два продукта - подрешетный и надрешетный. Если требуется получение
нескольких продуктов, то решето барабана собирается из нескольких секций с
отверстиями различного размера, увеличивающимися к разгрузочному концу.
Толщина h сегментного слоя материала, находящегося в
барабане, не должна превышать двойного размера максимальных кусков dmax в
питании: h < 2d max.
Угол отрыва (наибольший центральный угол, соответствующий
сегменту загрузки) не должен превышать 90°: Р<90° (см. схему движения
материала в барабанном грохоте).
Исходя из данных практики, диаметр D барабана при
грохочении ТБО должен превышать размер максимального куска не менее чем в 8
раз, при грохочении руд и природных строительных материалов - не менее чем в
14 раз
При неизменной производительности эффективность грохочения
повышается при уменьшении слоя загружаемого на грохот материала или
увеличении диаметра барабана. Производительность грохота повышается при
увеличении угла наклона барабана а, но при этом снижается эффективность
грохочения. Реальная производительность барабанных грохотов по исходным ТБО
составляет 20-25 т/час.
В России барабанные грохоты для грохочения ТБО и продуктов
их переработки выпускает фирма МГО Коммаш (г. Санкт-Петербург). Практическое
применение нашли грохоты двух типоразмеров - КМ- 202Б (сепарация ТБО) и
КМ-201А (сепарация компоста), устанавливаемые с углом наклона 7°.
просеивающая поверхность барабанного грохота
цилиндрической формы фирмы Сорайн Чеккини (Италия), одной из первых в мире
занимающейся сортировкой ТБО (с начала 60-х годов). Решето грохота
представляет собой цилиндр, который состоит из ряда колец 2. Кольца выполнены
из гладкого полосового материала и расположены в параллельных плоскостях на
некотором расстоянии друг от друга. Кольца 2 связаны между собой рядом
продольных элементов, выполненных также из полосового материала и
расположенных в параллельных плоскостях вдоль оси цилиндра. Кольцевые и
продольные элементы, пересекаясь, образуют отверстия 3. Длина отверстий в
несколько раз превышает ширину. Такая конструкция решета позволяет избежать
засорения отверстий листовыми и полосовыми материалами, присутствующими в
твердых бытовых отходах. Сортируемый материал загружается в один из торцов
барабана. Мелкий материал проходит через отверстия 3, в то время как крупные
компоненты удаляются через другой торец. Число продольных 1 и кольцевых 2
элементов выбирается в зависимости от характеристики сортируемого материала.
барабанный грохот, разработанный фирмой «Секретери»
(Великобритания). Грохот приводится в движение от приводных колес (на рисунке
не показаны), опирающихся на кольца 7. Грохот имеет квадратные отверстия 6 со
стороной 225 мм, разделенные выпуклыми продольными ребрами 4 и полосами 2. На
балке 1, параллельной оси грохота, закреплен ряд жестких резиновых пластинок
3, имеющих достаточную длину, чтобы проходить в отверстия 6, и достаточно
упругих, чтобы возвращаться в исходное положение. (Пластинки размещаются под грохотом,
но на 5.17 для наглядности они показаны над грохотом). Ось барабана
наклонена под нешторы м углом к горизонтальной плоскости.
Материал подают на грохот с верхнего конца. Предметы,
размер которых меньше размера отверстий, проходят через отверстия и попа
дают на конвейер, проходящий под грохотом. При попадании в
грохот длинных гибких материалов эффективность грохочения снижается
(отверстия грохота забиваются). Отверстия очищаются с помощью пластин 3. Для
уменьшения залипания отверстий отношение ширины ребер 4 к ширине отверстий 6
должно быть не менее 1,2:1. Грохот может быть выполнен из листового материала
со штампованными отверстиями или из отдельных элементов, которые образуют
продольные планки грохота.
барабанный грохот для сепарации ТБО, разработанный в
Японии. Грохот имеет две секции: загрузочную 4 с отражающими и разрыхляющими
перегородками 16 и рабочую 6. Грохот установлен с наклоном в сторону
выходного отверстия 8. Корпус грохота бандажами 3 опирается на колеса 15.
Вращение барабану 5 сообщается от электродвигателя 14 через зубчатую пару. В
процессе вращения барабана 5 обрабатываемый материал, поступивший с помощью
конвейера 1 через течку 2 в загрузочную секцию грохота, перемещается внутри
корпуса от загрузочного конца к разгрузочному через рабочую зону 6 с
отверстиями 7.
Надрешетный продукт собирается в бункере 9, подрешетный -
из бункера 13 сбрасывается на конвейер 12, где дополнительно сортируется и
накапливается в бункерах 10 и 11.
Вибрационный грохот (подвесного или опорного типа)
чаще всего имеет прямоугольную форму. Общий вид подвесного грохота
представлен на 5.20. Принцип работы вибрационного грохота заключается в том,
что при помощи какого-либо механизма сетка грохота вибрирует в плоскости,
перпендикулярной плоскости решета или под определенным углом к плоскости
решета. Вся масса материала разрыхляется, тем самым создаются хорошие условия
для прохождения частиц через отверстия решета. Вибрации чаще всего сообщаются
раме грохота (это создает равномерные вибрации по всей поверхности решета).
Число вибраций может доходить до 3600 вибраций в минуту
(чаще всего 900-1500).
Амплитуда колебаний решета может изменяться в довольно
широких пределах: от 0,5 до 12 мм (чаще 3-5 мм).
Вибрационные грохоты могут работать в диапазоне крупности
от 200 до 0,1 мм. Для крупного материала берут обычно число вибраций меньше,
а амплитуду больше, чем для мелкого.
Угол наклона вибрационных грохотов - от 7 до 40°.
Для обеспечения высокой производительности и эффективности
грохочения питание грохота должно быть равномерным и, как правило,
осуществляться при помощи питателя.
Виброгрохочение является эффективной операцией в
схеме извлечения луженой тары из черного металлолома, выделенного из ТБО. В
качестве аппарата для сепарации металлолома используется двухдечный грохот,
верхнее решето которого имеет строго определенную просеивающую поверхность,
подобранную экспериментально и характеризуемую как коэффициентом живого
сечения, так и соотношением размеров ячеек и расстоянием между ними ( 5.21 и
5.22); нижнее решето представляет собой поперечно расположенные колосники
(изготовлены из прутков диаметром 15-20 мм) с расстоянием между ними 50 мм.
Листовое решето деки имеет ячейки прямоугольной формы
(см. 5.21) длиной «1» и шириной «а» (соответственно, 160 и 120 мм) и характеризуется расстоянием между ячейками «в» и «с» в продольном и поперечном направлении
(соответственно, 120 и 40 мм). Подаваемый на двухдечныи грохот выделенный из
ТБО коллективный магнитный концентрат разделяется на три фракции; луженая
тара (консервные банки) концентрируется в среднем классе крупности
(надрешетный продукт нижнего решета). Как видно из 5.22, максимальное
содержание луженой тары в среднем классе грохочения составляет около 80% при
извлечении от исходного 80% и значении коэффициента живого сечения L0,
равного 40%.
Производительность грохота с размерами просеивающей
поверхности 1250x2500 мм - около 5 т/час (угол наклона короба 10°, частота
колебаний короба 970 мин -1, амплитуда колебаний 3-5 мм). Подобранная экспериментально просеивающая поверхность виброгрохота позволяет наилучшим образом
использовать такие свойства разделяемого материала, как форма, плотность,
коэффициент трения, и одновременно повысить эффективность процесса сепарации.
Средний класс грохочения содержит до 20% компонентов
черного металла, размеры которых совпадают с размерами луженой тары (утюги,
дыроколы, молотки); доводка луженой тары (очистка от примесей черных
металлов), позволяющая повысить содержание консервных банок с 80% до 95-100%,
рассмотрена в разделе «Магнитная сепарация».
|