Конструкции мельниц самоизмельчения

Сущность процесса самоизмельчения заключается в том, что крупные куски руды в мельнице, измельчаясь сами, в то же время разрушают более мелкие куски. Крупные куски при этом выполняют роль дробящей среды (шаров), а мелкие — измель­чаемого материала.

Различают:

рудное самоизмельчение; дробленая руда крупностью 300— 0 мм после одной стадии дробления поступает в мельницы само­измельчения. Барабаны мельниц самоизмельчения делают боль­шого диаметра (до 12 м) и часто короткими (D: L ≈ ≈ 3: 1). Как показала практика, это соотношение необязательно, иногда де­лают мельницы длиннее — с отношением D: L= 1, 2: 1 и D: L = 2: 1;

рудное полусамоизмельчение, отличающееся от рудного само­измельчения добавкой в мельницу стальных шаров большого диаметра (100—125 мм) в количестве 6—10% объема мельницы. Шары добавляют при недостатке крупных кусков в дробленой руде, а также для увеличения производительности мельницы;

рудногалечное измельчение; руда крупностью 6—0 мм или мельче, полученная в результате рудного само-, полусамоизмельчения или измельчения в стержневой мельнице измельчает­ся в рудногалечных мельницах, по конструкции сходных с шаро­выми с решеткой. Рудная галька (100—40; 75—30 мм), исполь­зуемая как измельчающие тела, отбирается после II стадии дроб­ления руды или выделяется при рудном самоизмельчении.

По сравнению с измельчением в шаровых и стержневых мель­ницах самоизмельчение имеет следующие преимущества:

в мельницы самоизмельчения можно подавать руду круп­ностью 300—0 мм после I стадии дробления. Таким образом,

при рудном самоизмельчении исключаются стадии среднего и мелкого дробления;

достигается экономия в расходе стали, так как не приме­няются шары;

уменьшается переизмельчение руды, благодаря разлому кус­ков преимущественно по межзерновым контактам, т. е. по наибо­лее ослабленным местам кристаллической структуры;

в некоторых случаях улучшаются технологические показатели последующего обогащения.

Удельная производительность мельниц самоизмельчения ни­же, чем шаровых и стержневых, а расход энергии выше в 1, 3— 1, 4 раза по сравнению с расходом энергии при работе по обыч­ным схемам дробления и измельчения стальной средой.

Расход футеровки в мельницах самоизмельчения выше, чем в обычных шаровых и стержневых мельницах.

Процесс самоизмельчения не универсален, т. е. его нельзя без предварительных испытаний рекомендовать для всех материалов и руд. Наиболее подходят для самоизмельчения хрупкие руды зернистого сложения. Для выбора процесса рудоподготовки са­моизмельчением необходимо провести полупромышленные, а луч­ше промышленные исследования по самоизмельчению данной руды.

Основная технологическая особенность рудного самоизмель­чения, отличающего этот процесс от измельчения в мельни­цах со стальной средой, — накапливание в мельнице кусков кри­тического размера, т. е. кусков размерами от 25 до 75 мм, которые слишком малы, чтобы дробить другие куски и слишком велики и прочны, чтобы быть раздробленными крупными кус­ками. Для борьбы с накапливанием критических кусков в мель­нице рудного самоизмельчения приходится принимать специ­альные меры, которые усложняют работу фабрики. Самоизмель­чение производится сухим способом в мельницах «Аэрофол» и мокрым — в мельницах «Каскад».

Мельница «Аэрофол» для сухого самоизмельчения (рис. 49) представляет собой короткий барабан 1 большого диаметра (5, 5—11 м). На внутренней поверхности вдоль образующей ба­рабана на некотором расстоянии друг от друга укрепляются балки-ребра 2, которые при вращении барабана поднимают кус­ки материала. Падая вниз, куски разбиваются, ударяясь о ребра, одновременно они дробят ударом находящейся внизу материал. На торцовых крышках 3 барабана укреплены кольца 4 треуголь­ного сечения. Назначение этих колец — направлять куски мате­риала в середину барабана.

Мельница работает в замкнутом цикле с воздушными клас­сификаторами.

Крупные куски в сухих мельницах практически не продви­гаются вдоль мельницы, поэтому длина барабана делается небольшой (L ≈ 1/3 D). Частота вращения мельницы «Аэро­фол» составляет 80—85 % критической частоты вращения.

Установка для сухого измельчения сложная и измельчение на ней дорогое, так как транспортирование измельченного материа­ла с помощью вентилятора требует большого расхода электро­энергии и подсушки руды приблизительно до влажности 2, 5 %. Если за измельчением следует сухой технологический процесс, то сухое измельчение имеет большие преимущества из-за от­сутствия дорогого водно-шламового хозяйства, что важно в безводных или имеющих ограниченные водные ресурсы районах.

Поэтому если по технологии возможны оба способа измельче­ния, выбор должен решаться сравнением вариантов. Общие сооб­ражения по сравнению сухого и мокрого самоизмельчения сле­дующие:

1. Капитальные затраты по мокрому самоизмельчению ниже. Особенно, если последующий процесс мокрый или руды имеют высокую влажность.

2. Максимальная производительность одной мельницы мокрого самоизмельчения больше, чем мельницы сухого самоизмельче­ния.

Рис. 49. Мельница «Аэрофол» для сухого самоизмельчения

3. При мокром самоизмельчении возможно выделение рудной гальки для следующей стадии.

Мельницы мокрого самоизмельчения. Общий вид мельницы «Каскад» показан на рис. 50. Барабан изготовлен из двух половин, соединенных горизонтальными фланцами. В барабане предусмотрен люк для выгрузки материала при ремонтах. К торцовым крышкам конической формы прикреплены литые по­лые цапфы. Внутри цапф вставлены втулки. Загрузочная втулка имеет спираль для ускорения подачи материала в мельницу. Футеровочные плиты барабана имеют скосы для сопряжения с ребра­ми (лифтерами), предназначенными для крепления плит к бара­бану и подъема руды.

Разгрузочная решетка состоит из отдельных секторов. За ре­шеткой имеются радиальные перегородки — лифтеры. К разгру­зочной цапфе прикреплена съемная бутара, служащая для клас­сификации пульпы, выходящей из мельницы. Рудная галя вы­деляется из мельницы через окна, предусмотренные в разгру­зочной решетке. Зубчатый венец привода смонтирован на разгру­зочной цапфе, с ним сопряжены через шестерни один или два вала, приводимых от одного или двух электродвигателей.

При ремонтах коренных подшипников барабан приподнимают с помощью четырех гидравлических домкратов, устанавливаемых на фундаменте мельницы.

Ниже рассмотрены конструктивные решения основных узлов мельниц мокрого самоизмельчения.

Барабан. Торцовые крышки барабанов мельниц диаметром более 8 м по условиям прочности должны иметь коническую форму с радиальными усиливающими ребрами. Угол конусности крышек около 15° (угол конуса при вершине 150°). По условиям транспортирования по авто- и железным дорогам барабаны де­лаются разборными. Детали имеют фланцы, скрепленные бол­тами.

Сварка на месте установки не рекомендуется, так как после нее остаются внутренние напряжения, снижающие прочность барабана.

Футеровка. Для мельниц рудного самоизмельчения (без до­бавки шаров диаметром 100—125 мм) с реверсивным враще­нием барабана хорошо зарекомендовали себя футеровочные пли­ты из твердого никелевого чугуна со сменными прижимными полосами — ребрами из хромомолибденовой стали. Расстояние между ребрами в цилиндрической части барабана около 450 мм. Установлено, что ребра на футеровке в мельницах самоизмель­чения играют важную роль — при изношенных ребрах мельницы не могут работать из-за скольжения материала. Число радиаль­ных ребер на торцовых крышках назначают, исходя из расстоя-

Рис. 50. Мельница «Каскад» для мокрого самоизмельчения:

1 —откатная загрузочная воронка; 2 — подшипник; 3 — корпус мельницы; 4 — зубчатый венец привода; 5 — электродвигатель

ния между ними 900—1000 мм по дуге окружности диаметром, равным внутреннему диаметру барабана.

Для удлинения периода между перефутеровками утолщают броневые плиты и ребра отличают заодно с ними. Для крепления футеровки применяют стальные болты диаметром 40—50 мм.

Разгрузка. Мельницы самоизмельчения хорошо работают только при низком уровне разгрузки, при высоком уровне пульпы в мельнице падающие дробящие куски теряют силу удара в боль­шей степени, чем шары, имеющие большую плотность. Произ­водительность по разгрузке зависит не только от площади отверстий решетки в свету, но и от вместимости камер, образо­ванных радиальными перегородками (называемыми лифтерами) за решеткой. Если камеры малы, пульпа будет возвращаться (перетекать) в мельницу и ее пропускная способность будет низкой.

Для разгрузки из мельницы рудной гали и изношенных ша­ров в решетке предусматривают «окна» размером 75х75 или 100х100мм или в диафрагме делают только окна.

На горловине мельницы предусматривают барабанный грохот-бутару для выделения крупных кусков и скрапа с целью защиты насосов и гидроциклонов и для возврата крупного материала в мельницу в разгрузочном конце. Такие бутары позволяют избежать установки конвейеров для возвращения крупного мате­риала в мельницу. Недостаток состоит в том, что не видно, ка­кой материал и в каких количествах возвращается. Часто для выделения крупных кусков применяют вибрационные грохоты, устанавливаемые при мельнице, они одновременно работают и как классифицирующий аппарат в комбинации с дуговыми ситами или гидроциклонами.