Из чего состоит природный мел. Свойства и применение мела
К месторождениям с запасами менее качественного мела Белгородской области можно отнести Валуйское, Заслоновское, Знаменское, Казацкие бугры и Корочанское. Мел этих месторождений содержит относительно низкие показатели СаСО 3 (82 — 87%) и засорены другими примесями. Из этого мела без глубокого обогащения получить качественную продукцию не представляется возможным. Без обогащения этот мел может быть использован для производства извести и применяться в сельском хозяйстве как мелиорант для раскисления почвы. Месторождения мела Воронежской области относятся к турон-коньякскому возрасту. Мел имеет высокое содержание СаСО } (до 98,5%) и низкое содержание некарбонатных примесей — менее 2%, обогащен аморфным кремнеземом, принесенным, очевидно, из сантонских отложений. Залегает мел в непосредственной близости к поверхности и прикрыт элювием мела или четвертичными отложениями. Характерной особенностью мела месторождений Воронежской области является его водонасыщенность. Содержание влаги в меле достигает 32%, что вызывает серьезные затруднения при его добычи и переработке. К наиболее крупным месторождениям Воронежской области можно отнести Копа-нищенское, Бутурлинское, Крупненниковское и Россошанское. Меловая толща на Копанищенском месторождении колеблется в пределах 16,5 — 85 м. (средняя 35 м.). Вскрыша представлена почвенно-растительным слоем и составляет всего 1,8 — 2,0 м. По вертикали толща мела разделяется на две пачки, из которых нижняя содержит до 98% СаСО 3 , а верхняя несколько меньше (96 — 97,5%). Бутурлинское месторождение с предельно однородным белым мелом турунского яруса с мощностью от 19,5 до 41 м. Мощность вскрыши доходит до 9,5 м. и представлена растительным слоем, мергелями, песчаниками и песчано-глинистыми образованиями. Содержание карбонатов кальция и магния достигает 99,3%, при относительно небольшом количестве некарбонатных составляющих.
§1.3 Физико-химические свойства мела,
Изучением физико-химических свойств природного мела занимались многие исследователи главным образом в инженерно геологическом плане Было установлено, что мел относится к жестким полускальным породам. Его прочность во многом зависит от влажности. Временное сопротивление сжатию в воздушно-сухом состоянии изменяется от 1000 до 4500 кН/м 2 . chaussure adidas Сухой мел имеет модуль упругости от 3000 МПа (для рыхлого мела) до 10000 МПа (для плотного) и ведет себя как упругое тело. Угол внутреннего трения мела равен 24 — 30°, сцепление в условиях всестороннего сжатия достигает 700 — 800 кН/м 2 . При увлажнении прочность мела начинает снижаться уже при влажности 1 — 2%, а при влажности 25 — 30% прочность на сжатие увеличивается в 2 — 3 раза, при этом появляются пластические свойства. Проявление вязко — пластических свойств природного мела с увеличением его влажности приводит к серьезным осложнениям в технологии при его переработке. От этого происходит налипание мела на элементы транспортных средств (ковш экскаватора, кузов самосвала, питатель, ленточный конвейер). Наблюдается залипание валковых зубчатых дробилок. Это приводит в некоторых случаях к отказу добычи мела с нижних обводненных горизонтов, хотя по качеству мел нижних горизонтов относится к качественному мелу. Природный мел практически не обладает морозостойкостью, после нескольких циклов замораживания и размораживания он распадается на отдельные кусочки размером 1-3 мм.. Это явление в некоторых случаях является положительным фактором. Так, например, при использовании мела в качестве мелиоранта для раскисления почвы не обязательно его измельчать до крупности — 0,25 мм (известняковая мука), а можно вносить в почву дробленый мел до — 10 мм. При замораживании и размораживании с ежегодным перепахиванием почвы кусочки мела разрушаются и его действия по нейтрализации почвы сохраняются длительное время. Физико-механические свойства природного мела отдельных месторождений приведены в таблице 1.2. Как уже отмечалось, мел состоит в основном из двух основных частей — карбонатная часть, растворимая в соляной и уксусной кислотах (карбонаты кальция, магния) и некарбонатная часть (глины, мергели, кварцевый песок, окислы металлов и др.) которые не растворяются в указанных кислотах. Карбонатная часть мела на 98 — 99% состоит из карбоната кальция. canada goose pas cher В небольшом количестве присутствуют карбонаты магния, которые образуют рассеянные в основной массе мела кристаллы магнезиального кальцита, доломита и сидерита. Среди ранее предложенных классификаций мело — мергельных пород наиболее приемлемой является классификация по содержанию карбонатов и маркам продуктов из мела (таблица 1.3). Таблица 1.3 Классификация мела по содержанию карбонатов и маркам продуктов из него.
*) Буквами обозначены следующие марки мела: МК — мел комковой; ММ — мел молотый; ИП — мел для известкования почвы; ЖП — мел для подкормки с/х животных и птиц; ПК — для производства комбикормов; С -сепарированный; СГ — сепарированный гидрофобизированный; О — обогащенный. В приведенной классификации чистым мелом назван почти чистый карбонат кальция с незначительными примесями: MgO 3 — 0,3 — 0,7%; Fe,0, — 0,08 — 0,3%; А1 2 О 3 — 0,21 — 0,44%; SiO 2 — 0,2 — 1,3%; SiO 2 (аморфный) — 0,4; растворимые в воде вещества 0,05 — 0,11%. Химическая характеристика мела некоторых месторождений России приведена в табл. 1.4. Первоначально считалось, что мел это горная масса, которая по химическому составу и физическим свойствам одинакова по всему месторождению. Однако при длительной эксплуатации месторождения и особенно при переходе мелового предприятия на выпуск более качественной меловой продукции было установлено, что на различных участках (горизонтах) мел отличается как по химическому составу, так и по физико-механическим свойствам. Air Max Noir В этой связи на некоторых месторождениях мела проводится геолого-технологическое картирование, при котором обозначаются участки качественного мела. Месторождения мела Белгородской области отличаются низким содержанием нерастворимого остатка и высоким содержанием карбонатов. В таблице 1.5 приведены запасы и химический состав наиболее крупных месторождений Белгородской области. Таблица 1.5 Запасы мела и его химический состав по некоторым месторождениям Белгородской области.
Месторождения | Запасы мела, тыс. т. | Содержание, % | |||||
Утвержденные ТКЗ и ГКЗ | Состояние на 1.01.97г. | Fe 2 O 3 | СаСОз | MgC0 3 | Н/0 | ||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | |
Лебединское, мела вскрыши | А+В+С1324305 | 293003 | 0,25 | 97,52 | 1,74 | 1,27 | |
Стойленское, мела вскрыши | А+В+С1 519521 С2- 18941 7 | 455712 | 0,07 | 97,87 | 0,41 | 1,27 | |
Петропавловское | А+В+С122752 | 17133 | 0,33 | 96,67 | 0,43 | 2,15 | |
Шебекинское | А+В+С1 26445 | 18716 | 0,01 — 0,043 | 99,67 | 0,42 | 0,4 — 6,0 | |
Белгородское (сырье цем-завода) | А+В+С1 142074 | 137620 | 0,28 | 87,14 | 0,43 | 1,73 | |
Валуйское г. Валуйки | А+В+С1 4429 | 3926 | - | 95,5 | 1,25 | 4,32 |
Кроме приведенных в таблице 1.5 месторождений мела Белгородской области разведаны и утверждены запасы еще на 23 месторождениях, запасы по которым не превышают 3,0 млн. т. nike soldes running каждого. По вещественному составу и физико-механическим свойствам мел этих месторождений близок к месторождениям приведенным в таблице 1.5. Значительный интерес для промышленного освоения представляет мел Лебединского и Стойленского месторождений, где он добывается как вскрышная порода и вывозится в отвалы. Ежегодная попутная добыча составляет более 15 млн. т. мела из которых используется в народном хозяйстве не более 5 млн. т. (Старооскольский цементный завод и ряд других мелких предприятий). Большая же их часть теряется в отвалах безвозвратно. Химический состав мела приуроченного к железорудным месторождениям КМА приведен в таблице 1.6. Из таблицы видно, что мел сопутствующий железорудным месторождениям по содержанию карбонатной части и кремнезема относится к высококачественному мелу из которого без глубокого обогащения можно получать меловую продукцию высокого качества. Таблица 1.6 Химический состав мела сопутствующего железорудным месторождениям КМ А.
Железорудные месторождения | Категория | Содержание химических элементов, % | ||||
СаСОз | MgCCh | SiO 2 | Ре 2 Оз | АЬОз | ||
Лебединское | 1-2 | 95,6-99,2 | 0,5- ,4 | 0,43-5,75 | 0,02-0,64 | 0,03-1,61 |
Стойленское | 1 | 98,1-99,4 | 0,3- ,6 | 0,36-0,88 | 0,02-0,85 | 0,03-1,82 |
Коробковское | 1-2 | 95,8-99,3 | 0,3- ,7 | 0,4-5,6 | 0,02-0,8 | 0,05-1,76 |
Приоскольское | 1-2 | 96,2-99,1 | 0,5- ,8 | 0,35-5,4 | 0,03-0,55 | 0,032-1,54 |
Чернянское | 1-3 | 93,8-98,1 | 0,3- ,7 | 0,16-0,65 | 0,02-0,8 | 0,03-1,72 |
Погромецкое | 1-3 | 94,2-99,5 | 0,2- ,4 | 0,38-3,1 | 0,02-0,7 | 0,03-0,81 |
Из таблицы видно, что мел сопутствующий железорудным месторождениям по содержанию карбонатной части и кремнезема относится к высококачественному мелу из которого без глубокого обогащения можно получать меловую продукцию высокого качества. Следует отметить, что при проектировании предприятий по добыче и переработке железных руд (Чернянское, Погромецкое и др.) необходимо уже в проекте предусматривать переработку попутно добываемого мела или его отдельное складирование.
§1.4 Производство и потребление мела в России и за рубежом.
Добыча и переработка мела в России известна давно. Мел, в основном, использовался в строительном деле. Из него производили известь, на базе мелового порошка приготавливались краски, шпаклевка, замазка и пр. В конце XIX века на месторождении мела «Белая Гора» (г. Белгород) были организованы частные меловые заводы, которые производили из кускового мела известь в шахтных печах и меловой порошок. В 1935 году был построен Шебекинский комбинат по выпуску меловой продукции для нужд промышленности. С развитием таких отраслей промышленности как лакокрасочная, резинотехническая, электротехническая, полимерная и др. потребность в меловой продукции резко увеличилась. Одновременно увеличивались и требования к качеству меловой продукции. Действующие меловые предприятия в России на 1990 год уже не могли обеспечить промышленность качественной меловой продукцией. После 1990 года в Белгородской области начался «бум» по созданию малых частных предприятий по производству меловой продукции. Этому способствовали огромное количество меловых залежей, выходящих на дневную поверхность и кажущаяся «простота» технологии переработки мела. Примитивная технология добычи и переработки мела на этих предприятиях не обеспечила получения качественной продукции, что привело к закрытию большинства таких предприятий. Одновременно крупные меловые предприятия, такие как Шебе-кинское, Петропавловское, Белгородское, проведя реконструкцию и модернизацию оборудования, обеспечили выпуск качественной меловой продукции. Наиболее важными требованиями к продуктам из мела (кроме содержания карбонатов) является его крупность — тонина помола, выражаемая остатком на ситах определенных размеров, или процентное содержание частиц заданного размера (например 90% частиц размером 2,0 мкр.)- Различные марки мела и их назначения, выпускаемые в России и странах СНГ, приведены в таблице 1.7. Таблица 1.7 Марки мела выпускаемые в России и странах СНГ и их назначение.
Обозначение | Марка мела | Потребление мела |
МК-2 МК-3 | Мел комковый-II- | Для производства извести, в стекольной, керамической и других отраслях промышленности |
МД-1 МД-2 МД-3 | Мел дробленый-II—II- | То же, кроме производства извести |
ММ-1 ММ-2 ММ-3 | Мел молотый -II—II- | Тоже |
ММЖП | Мел молотый животной подкормки | В сельском хозяйстве для подкормки животных |
ММПК | Мел молотый производства комбикормов | В сельском хозяйстве для производства комбикормов |
ММОР | Мел молотый очищенный | В резинотехнической, лакокрасочной, химической и других отраслях промышленности |
ММС-1ММС-2 | Мел молотый сепарированный -II- | В кабельной, лакокрасочной, резинотехнической, полимерной и других отраслях промышленности |
ММХП-1 | Мел молотый для химической промышленности | Химическая промышленность |
МТД-1 МТД-2 МТД-3 МТД-4 | Мел тонкодисперсный -II—II—II- | При отсутствии марок ММС-1 и ММС-2 заменяются ими |
МХО-1 МХО-2 | Мел молотый химически очищенный-II- | В парфюмерной, косметической, резинотехнической, медицинской, пищевой и др. отраслях промышленности |
Технические требования на меловую продукцию в России и странах СНГ приведены в таблице 1.8. Таблица 1.8
Технические требования на меловую продукцию. | ||||||||||
Наименование показателей | Мел молотый по ОСТ 24-10-74 | Мел технический дисперсный по ТУ 21 РСФСР — 783 — 79 | Мел природный обогащенный по ГОСТ 12085 -88 | |||||||
ММ-1 | ММ-2 | ММ-3 | МТД-1 | МТД-2 | МТД-3 | МТД-4 | ММОР | ММС-1 | ММС-2 | |
Содержание: | ||||||||||
CaCOi+MgCOj, не менее, % | 98,0 | 95,0 | 90,0 | 98,0 | 96,0 | 90,0 | 85,0 | 98,5 | 98,2 | 98,2 |
КэСЬ, не более, % | 0,6 | 0,7 | 0,8 | 1,0 | 0,4 | 0,4 | 0,6 | |||
Н/О, не более, % | 1.0 | 2,0 | 3,0 | 1,5 | 2,0 | 4,5 | 6,0 | 1,3 | 1,3 | 1,5 |
Мо, не более, % | 0,01 | 0,02 | 0,01 | 0,015 | 0.02 | |||||
Си, не более, % | 0,001 | 0,001 | 0,001 | 0,00! | 0,001 | |||||
Fe2Oj, не более, % | 0,1 | 0,2 | 0,25 | 0,25 | 0,4 | 0,15 | 0,15 | 0,25 | ||
Свободной щелочи в пересчете | ||||||||||
на СаО, не более, % | 0,01 | 0,02 | 0,04 | |||||||
Водорастворимых веществ, не более, % | 0,25 | 0,25 | 0,3 | 0,10 | 0,10 | 0,25 | ||||
Ионов SO4″ и СУ в водной | ||||||||||
вытяжке, не более, % | 0,05 | 0,04 | 0,04 | |||||||
Железа извлекаемого | ||||||||||
магнитом, не более, % | 0,02 | 0,03 | 0,04 | 0,020 | 0,020 | 0,020 | ||||
Песка, не более, % | 0,015 | 0,020 | 0,030 | |||||||
Влажность, не более, % | 2,0 | 2,0 | 2,0 | 0,15 | 0,15 | 0,2 | 0,2 | 0,15 | 0,2 | 0,2 |
90,0 | 85,0 | 90,0 | 90,0 | 85,0 | ||||||
Остаток на сите: | ||||||||||
0,2 не более, % | 1,0 | 3,0 | 6,0 | |||||||
0,14 не более. % | 0,4 | 0,8 | 1,5 | 2,0 | 0,4 | |||||
0,045 не более, % | 0,5 | 1,0 |
Таблица 1.9
Зарубежные стандарты на тонкодисперсный мел. | ||||
Показатели | №п/п | США | Польша | Болгария БДС — 694 — 78 |
К79.170 | -84070-73 | |||
1C ПС | III С | А Б | Д | А | |||
Массовая доля СаСОз+МСОз, % | 1 | 95,0 | 92,5 — 98,0 | 92,0 |
Нерастворимый остаток, не более, % | 2 | 2,5 | 1,0-6,5 | 3,0 |
Массовая доля окиси железа, не более, % | 3 | 0,1-0,3 | 1,0 | |
Массовая доля меди, не более, % | 4 | 0,005-0,01 | ||
Массовая доля марганца, не более, % | 5 | 0,01-0,04 | 0,03 | |
Массовая доля SCh, не более, % | 6 | 0,5 | ||
Массовая доля влаги, не более, % | 7 | 0,2 | 0,5 — 0,8 | 0,5 |
Коэффициент отражения, не менее, % | 8 | 55-70 | ||
Остаток на сетке №: | ||||
01 50 не более, % | 9 | 0,0 la) | 1,0 | |
0063 не более, % | 10 | 0,2 0,5 4,0°) | ||
0045 не более, % | 11 | 0,05 0,5 25 |
Для сравнения в таблице 1.9 приведены зарубежные стандарты на тонкодисперсный мел. Из сопоставления таблиц 1.8 — 1.9 видно, что за рубежом к меловой продукции предъявляются более жесткие требования по таким параметрам как дисперсность и белизна. В таблице 1.10 приведено производство различных марок мела в России и странах СНГ за 1990 год. Этот год является последним, когда производился централизованный учет выпускаемой продукции в СССР. Анализируя состояние дел по выпуску продукции на Белгородских меловых предприятиях можно отметить, что произошло незначительное увеличение выпуска меловой продукции в целом по России. Таблица 1.10 Производство различных видов меловой продукции по России и странам СНГ.
Марки мела | Выпуск мела, тыс. т. | Удельный вес, % |
1 | 2 | 3 |
ММОР | 8,8 | 0,4 |
ММС-1 | 2,6 | 0,1 |
ММС-2 | 0,4 | … |
ММХП | 6,5 | 0,3 |
ММ — гидрофобный | 38,1 | 1,6 |
Мел тонкодисперсный | 17,1 | 0,7 |
МТЛ-1 | 15,5 | 0,7 |
МТД-2 | 201,4 | 8,5 |
МТД-3 | 42,0 | 1,8 |
МТД-4 | 45,3 | 1,9 |
МХО-1 | 24,2 | 1,0 |
МХО-2 | 32,2 | 1,4 |
ММ-1 | 145,0 | 6,1 |
ММ-2 | 178,5 | 7,5 |
ММ-3 | 129,4 | 5,4 |
Молотый Б/м | 15,7 | 0,7 |
ММХП | 368,2 | 15,5 |
ММПК | 178,8 | 7,5 |
МД-2 | 165,4 | 7,0 |
МД-3 | 365,0 | 15,3 |
МК-1 | 262,0 | 11,1 |
МК-2 | 74,6 | 3,1 |
МК-3 | 0,6 | - |
Объем производства: | ||
Российская Федерация | 1455,9 | - |
Украина | 715,0 | _ |
Казахстан | 83,0 | _ |
Беларусь | 123,5 | _ |
Всего: | 2377,0 | 100,0 |
Создание новых производств по выпуску лакокрасочной продукции, полимерной, резинотехнической и других отраслей промышленности потребляющих меловую продукцию, привели к резкому разрыву между производством и потреблением мела. Особенно это сказалось при переходе бумажной промышленности с каолина на меловой порошок. chaussure nike max Требования бумажной промышленности к меловому порошку это тонина помола и белизна. Производство качественных марок мела сосредоточено в России и в первую очередь на меловых заводах Белгородской области. Помимо Шебекинского мелового завода, который выпускает сепарированный мел высокого качества, построены новые предприятия. В 1995 году на Лебединском ГОКе построен меловой завод ЗАО «Руслайм» по проекту испанской фирмы «Реверте» с проектной производительностью 120 тыс. т. в год. Завод выпускает до 10 различных марок мела, которые по качественному составу не уступают международным стандартам. Завод оснащен самым современным технологическим оборудованием, все технологические операции полностью механизированы и автоматизированы. На Стойленском ГОКе, по проекту фирмы «Мабетекс», построен меловой завод с производительностью, высококачественной меловой продукции, первой очереди 300 тыс. т. в год с последующим увеличением (вторая очередь) до 1000 тыс. т. Первая очередь завода находится в стадии освоения. Наличие на территории Белгородской области огромных запасов высококачественного мела и все увеличивающаяся потребность в меловой продукции дает предпосылку к наращиванию производственных мощностей на действующих заводах. Динамика производства высококачественного мела на территории Белгородской области приведена в таблице 1.11. Ежегодное потребление природного карбоната кальция в кусковом, дробленом и измельченном виде в развитых странах превышает 150 млн. т. в год. В США и Канаде ежегодно производится свыше 7-7,5 млн. т. и более 15 млн. т. в Европе. Для сравнения можно отметить, что объемы Российского производства, даже с учетом ввода в эксплуатацию Стойленского мелового завода, не превышают 1,0 млн. т.. Производством молотого карбоната кальция (МКК) — продукт от 45 до 0,5 микрон — в Северной Америке занимаются 24 компании. С целью удовлетворения спроса на МКК в настоящее время они осуществляют наращивание мощностей в 1,5 раза по сравнением с 1994 годом. Таблица 1.11 Производство высококачественного мела на заводах Белгородской области.
Годы, тыс. т. | ||||||||||
1997 | 1998 | 1999 | 2000 | 2005 | ||||||
АО «Шебекинский меловой завод» | 129,4 | 132,0 | 150,0 | 250,0 | 350,0 | |||||
ЗАО «Руслайм» (Лебединский ГОК) | 70,9 | 70,9 | 100,0 | 110,0 | 200,0 | |||||
АО «Стойленский меловой завод» | - | - | - | 300,0 | 1000,0 | |||||
АО «Мелстром» | 62,0 | 65,0 | 75,0 | 80,0 | 90,0 | |||||
АО «Белгородский комбинат | ||||||||||
строительных материалов» | 50,0 | 58,0 | 60,0 | 60,0 | 60,0 | |||||
Всего: | 312,3 | 325,9 | 341,0 | 750,0 | 1680,0 |
Европейская промышленность МКК включает в себя до 50 компаний. Однако на рын ке карбонатных наполнителей господствуют две меловые империи: компания «Pluess — Staufer AG» с известной торговой маркой «OMYA» (ОМИЯ) со штаб квартирой в Швейцарии и «ЕСЕ PLG» в Великобритании. Фирмы этих компаний расположены по всей Европе: Германия, Австрия, Швеция и других странах. После «OMYA» и «ЕСЕ» крупными самостоятельными компаниями, которые работают на ведущих рынках карбонатных наполнителей во всем мире являются: «Provncale S. А.» — Франция — 400 тыс. т./год, «S. A. Reverte Productoc Minerales» — Испания — 350 тыс. т./год, «Euroc and Ernstrom Mineral A В» — Швейцария — 180 тыс. т./год, «Mineralia Sacilese» — Италия — 300 тыс. т./год. Следует отметить, что перечисленные страны не обладают запасами качественного мела. Так на месторождениях мела во Франции, Австрии, Германии, Англии и др. содержание СаСО 3 составляет всего 50 -70%. Для получения высококачественных марок мела были разработаны самые современные технологические схемы глубокого обогащения с использованием самых последних достижений науки и техники. Как правило, для переработки мела применяются мокрые процессы обогащения с применением гравитационного и классифицирующего оборудования. В отдельных случаях применяется флотационное обогащение. Технологические процессы на меловых заводах полностью механизированы и автоматизированы. Управление технологическим процессом осуществляется промышленными компьютерами. Характерным для зарубежных фабрик является большое количество марок мела (до 10-15) предусмотренных к выпуску. Причем технологические схемы очень гибкие. В зависимости от спроса той или иной марки перестройка процесса занимает малое время, исчисляемое часами. В зависимости от сорта мела, цены на мировом рынке, колеблются от 15 $ США за тонну на рядовой мел (45 микрон) до 300 $ США и более за тонну на высокодисперсный (1 микрон и менее).
Глава 2 Методы оценки мела и меловой продукции.
§2.1 Определение распускаемости мела.
Важным моментом при оценке физико-механических свойств мела нового месторождения или участка вовлеченного в действующую технологическую переработку необходимо иметь сведения о поведении мела при его измельчении. Известно, что даже на одном и том же месторождении мела имеются участки (пласты) с разными физико-механическими свойствами. Визуально оценить различие этих участков практически невозможно. В то же время выделить (участки с плотными разностями мело-мергельных пород или мела с повышенным содержанием в нем посторонних включений (кремень, кварцевый песок и т. д.)) представляет большой практический интерес. Определить поведение, мела при его сухом измельчении в технологическом процессе, можно путем определения его распускаемости в мокрой среде с механическим воздействием. Изучение распускаемости мела производится в механической мешалке, приведенной на рис. 2.1. Мешалка состоит из съемного металлического стакана (1) диаметром 060 мм. и высотой 120 мм. Для предотвращения вращения пульпы по окружности стакана, в нем установлены успокоительные ребра (2). Внутри стакана проходит вал мешалки (3) с импеллером (4). Выпуск пульпы осуществляется через отверстие, закрываемое резиновой пробкой (5). Вращение вала осуществляется электродвигателем (9), мощностью 250 вт., 1480 об./мин., через подшипник (6) и систему шкивов (7) и (8). Стакан мешалки крепится к станине (11) винтом (10). В действующем забое или от кернового материала (при разведке) отбирается представительная проба мела, весом 1,5 — 2,0 кг. Мел высушивается до влажности 1 — 0,5%, дробится в лабораторной щековой дробилке до крупности — 5 мм., а затем на валковой лабораторной дробилке до- 1,0мм. Дробленый мел тщательно перемешивают и от него отбираются пробы весом по 50 (80) г. в количестве 5-6 проб. Одна из проб подвергается мокрому рассеву с выделением класса — 44 мкм. и определением выхода этого класса. Последующая проба помещается в стакан куда добавляется вода из расчета получения плотности пульпы 30% твердого. Включается ме который через штуцер (8) подается вода. Поднимаясь вверх по кожуху вода сливается через штуцер (9) и тем самым охлаждает корпус мельницы. Вращение вала мельницы осуществляется через электродвигатель (Ю). Теория бисерных мельниц пока еще не разработана и ее основные конструктивные размеры и технологические параметры принимаются на основе опытных данных. Опытным путем установлено, что соотношение между диаметром и высотой цилиндра составляет примерно 1/4. Производительность бисерных мельниц определяется многими факторами (крупность измельчения, физико-механические свойства измельчаемого материала и др.). Так производительность мельницы по товарной эмали с дисперсностью 10-15 мкм составляет 6-8 кг/час ла 1 литр рабочего объема цилиндра при расходе электроэнергии 40 — 50 кВт ч/т измельченного продукта. Бисерные мельницы изготавливаются с емкостью цилиндра от 1,5 л (лабораторные, периодического действия) до 500 л — промышленного типа. Техническая характеристика бисерных мельниц, выпускаемых Дмитроградским машиностроительным заводом (Ульяновская обл.) приведена в таблице 6.3. Таблица 6.3 Техническая характеристика бисерных мельниц.
Параметр | ел. измер. | Б1-0.005 | Б1-0.050 | Б1-0.125 | Б1-0.250 |
Производительность по суспензии: Пигментов КСТ | кг/ч | 20 3,5 | 230 34 | 50075 | 1600-2000 |
Диаметр частиц: Измельчаемого, не болееИзмельченного, не более | мм мкм | 0,2 0,5-5 | 0,2 0,5-5 | 0,2 0,5-5 | 0 — 0,15 — 60% 0,15-0,2-40% 1-1,5-98%1,5-2-2% |
Площадь поверхности теплообмена | кв.м | 0,15 | 0,8 | 1,5 | 2,3 |
Диаметр мелющих тел | мм | 1,7 | 1,7 | 1,7 | 1,7. |
Масса мелющих тел | кг | 5 | 50 | 125 | 200 |
Установленная мощность общая | .кВт | 4,55 | 15,6 | 30,6 | 61,2 |
Скорость вращения роторов | об/мин | 1770 | 1160 | 930 | 620 |
Масса | кг | 366 | 900 | 1510 | 3340 |
мм | 900 890 820 | 1290 1000 1365 | 1280 1090 1840 | 3345 2160 2940 |
Глава 7 Оборудование для сухой и мокрой классификации мела.
§7.1 Воздушно-проходной сепаратор.
Воздушно-проходные сепараторы применяются при сухом измельчении и классификации в замкнутом цикле с измельчительным агрегатом, предназначены для выделения из воздушного потока выносимых крупных частиц с возвратом их на доизмельчение. Принцип работы сепаратора основан на использовании центробежных сил и собственного веса более крупных фракций измельчаемого материала, которые выделяются из общего пылевоздушного потока и возвращаются на доизмельчение. На рис. 7.1 приведен воздушно-проходной сепаратор. Он состоит из корпуса (1), внутреннего конуса (2), направляющих лопаток (4), механизма управления поворотными лопатками (5), штуцеров (8,7,6) и броневого наконечника (9) для защиты штуцера от износа. Рис. 7.1 Воздушно-проходной сепаратор. 1 — корпус сепаратора; 2 — внутренний конус; 3 — сборник; 4 — направляющие створки; 5 — механизм управления створками; 6 — штуцер для вывода мелких фракций; 7 — штуцер питания; 8 — штуцер для отвода крупных фракций; 9 — броневой наконечник; 10 — штуцер для отвода средней фракции. Пылевоздушная смесь поступает из мельницы в сепаратор через штуцер (7). В корпусе сепаратора (1) скорость резко снижается, в этой связи крупные частицы выпадают в сборник (3). ПылевоздушныЙ’^. 1 ток проходит через створки (4) и попадает в конус (2). Проходя сшй* ки, лопатки которого устанавливаются под определенным углом, пыЁ? левоздушная смесь получает вращательное движение по аналогии с циклоном. Под действием центробежных сил из потока выпадают более крупные частицы, которые выводятся через штуцер (10). Самые тонкие частицы с потоком воздуха выходят через штуцер (6) для дальнейшего отделения их в циклонах или рукавных фильтрах. Воздушно-проходным сепаратором можно разделить измельчённый материал на три фракции: крупную — выходящую через штуцер (8); среднюю — выходящую через штуцер (10); мелкую — выходящую через штуцер (6). При необходимости крупную и среднюю фракции можно объединить и направлять на измельчение или выделять как готовый продукт . Граница раздела фракций разделяется углом поворотных лопаток, т. е. величиной скорости воздушного потока. тдельными размерами отдельных частей сепаратора, которая показана на рис. 7.2. Воздушно-проходные сепараторы простые в изготовлении и эксплуатации нашли широкое применение в технологической переработке ильменитового концентрата на лакокрасочных заводах, талька, гипса и др. материалов. При измельчении мела в замкнутом цикле с воздушной классификацией, воздушно-проходной сепаратор устанавливается в схеме сразу после измельчаемого агрегата. При этом в сепараторе выделяется крупная фракция, представленная недоизмельченными меловыми частицами и плотными включениями входящими в состав мела (кварц, кремень, мергель). За счет присутствия в крупной фракции повышенного содержания посторонних включений, качество этого продукта невысокое и его не целесообразно возвращать в измельчительный агрегат. Этот продукт может измельчаться отдельно и реализоваться как продукция пониженного качества, или без доизмельчения как подкормка для птицефабрик. Сепараторы воздушно-проходного типа не поддаются строгому расчету. На основании многолетней практики их эксплуатации и многочисленные исследования привели к установлению зависимости меж-Рис. 7.2 Относительные размеры воздушно-проходного сепаратора. Основным конструктивным размером сепаратора, определяющим все остальные, является его диаметр. Последний зависит от производительности сепаратора и размеров частиц готового продукта. Выбор диаметра сепаратора производится в зависимости от напряженности его объема по газоносителю: К 0 = V/V c (7.1) Где V — объем газа, проходящего через сепаратор; V — объем сепаратора. в’зависимости от границы раздела фракции рекомендуются следующие значения напряженности объема сепаратора: Л50,%…………4-6…………6-15…………15-28…………28-40 Ко,мЧм\….. .-2000…………-2500………… -3500………… -4500. Объем сепаратора определяется по формуле: У с = V/K 0 (7.2) Зная объем сепаратора, по графику (рис. 7.3) находим его диаметр, а по диаметру, пользуясь рисунком 7.2, все остальные размеры. В таблице 7.1 приведены размеры сепараторов, рекомендованные нормами расчета и проектирования пылеприготовительных установок. Рис. 7.3 График зависимости диаметра воздушно-проходного сепаратора от его объема. Таблица 7.1 Рекомендуемые размеры воздушно-проходных сепараторов.
№ сепаратора | Диаметр, мм | Объем сепаратора | |||
Сепаратора | Патрубков | ||||
1 | 1900 | 350 | 400 | - | 2,4 |
2 | 2250 | 500 | 600 | - | 4,2 |
3 | 2500 | 600 | 750 | - | 5,5 |
4 | 2850 | 700 | 850 | 1000 | 8,4 |
5 | 3000 | 800 | 950 | 1150 | 10,0 |
6 | 3420 | 800 | 950 | 1150 | 14,3 |
7 | 4000 | 950 | 1100 | 1140 | 22,0 |
В теплоэнергетической промышленности, где сепараторы применяются в цикле помола углей перед их сжиганием, разработана целая серия таких видоизмененных сепараторов.
§7.2 Центробежные классификаторы.
Для выделения тонких фракций (до 5 мкм и ниже) из измельченного мела широкое применение в схеме сухого измельчения, как за рубежом, так и в России нашли центробежные классификаторы различных конструкций. Основной механизм разделения, практически во всех центробежных классификаторах, заложен во взаимодействие центробеж сил и давление воздушного потока на твердые частицы разделяеого материала. Наиболее широкое применение на меловых предприятиях нашли тробежные классификаторы института «НИИсиликатобетон» (фир-«Силбет») которые выпускаются под маркой ЖГ. Классификаторы ЖГ относятся к агрегатам с вращающейся зоной сепарации. Эта зона образуется плоскими вращающимися стенками сепараторной камеры. Поток в зоне сепарации имеет форму, близкую к логарифмической спирали. В этом потоке устанавливается равновесие для частиц определенной величины: крупные частицы отбрасываются на периферию, где они отделяются «ножом» и удаляются в отделение грубого продукта, тонкие фракции вместе с воздухом отсасываются через центральный сток и поступают в пылеосадительный аппарат (циклон), где тонкие частицы, являющиеся готовым продуктом, оседают. Очищенный от пыли воздух может подаваться обратно в классификатор или после дополнительной очистки в рукавном фильтре (электрофильтре) выбрасываться в атмосферу. На рис. 7.4 приведена схема классификатора типа «ЖГ». Рис. 7.4 Классификатор «ЖГ». 1 — рама электропривода; 2 — электропривод; 3 — клиноременная передача; 4 — рукоятка для поворота лопастей ротора; 5 — входной патрубок; б — корпус классификатора; 7 — рама классификатора; 8 — патрубок выхода готовой фракции; 9 — шнек; 10 — привод шнека. adidas stan smith pas cher Классификатор состоит из корпуса (6) внутри которого уакщжена вращающаяся крыльчатка с регулируемыми лопастями при пш щи рукоятки (4). Вращение осуществляется от электродвигателя (2) iрез клиноременную передачу (3). Измельченный мел подается в классе фикатор через патрубок (5). Пылевоздушная смесь тонкодисперсноя материала удаляется из классификатора через систему патрубков (8); пьшеосадительный циклон. Грубая осевшая фракция шнеком (9) bmbqs дится из классификатора и возвращается на доизмельчение или выдается как готовый продукт. ; ™ Опыт эксплуатации этих классификаторов показывает, что тонкая I фракция имеет остаток на сите с размером ячеек 44 мкм — 0,8 — 1,2% и;1 относится к марке мела ММС — 1, а вторая фракция по качеству и тонине помола может относится к марке ММ — 1. Техническая характеристика классификаторов марки «ЖГ» приведена в таблице 7.2. Таблица 7.2 Техническая характеристика классификаторов марки «ЖГ».
Параметры | Единицы измерения | Тип (марка) классификатора | |||
ЖГ-60 | ЖГ-72 | ЖГ-27 | ЖГ-67 | ||
Производительность по исходному материалу, до | т/час | 0,7 | 3,0 | 6,0 | 10,0 |
Граница разделения | мкм | 3-40 | 3-40 | 10-60 | 10-60 |
Установленная мощность | КВт | 16,0 | 23,0 | 76,0 | 113,0 |
Диаметр сепарационной камеры | мм | 310 | 490 | 930 | 900 |
Производительность по воздуху | м 3 /час | 1000 | 4000 | 10000 | 20000 |
Габаритные размеры: длина ширина высота | мм мммм | 2000 1050 1300 | 1700 1180 1095 | 2685 1835 1525 | 1570 ГО50 1300 |
Масса | т | 0,8 | 0,76 | 1,5 | 3,16 ‘ |
Фирмой «Силбет» выпускаются комплекты помольно-классифика-ционных установок для измельчения и классификации мела. На рис. 7.5 приведена помольно-классификационная установка ЖГ -70. Установка состоит из дезинтегратора в котором происходит измельчение мела, классификатора (1), циклона (2), вентилятора (3) и системы воздуховодов (6). Измельченный в дезинтеграторе мел подается в классификатор откуда тонкая фракция отсасывается воздухом через циклон. Тонкодис-я фракция, являющаяся готовым продуктом, оседает в циклоне, первично очищенный воздух возвращается в классификатор. 4 п.мальчемый мел Рис. 7.5 Схема работы классификатора «ЖГ» в замкнутом цикле с циклоном. 1 — классификатор «ЖГ»; 2 — циклон; 3 — вентилятор; 4 — бункер; 5 — винтовой конвейер; 6 — воздуховоды. В таблице 7.3 приведены показатели работы классификаторов «ЖГ» на меловых предприятиях. Таблица 7.3 Показатели работы классификатора «ЖГ» на фабриках по производству сепарированного мела.
Классы крупности, мм | Петропавловский меловой завод | Шебекинский меловой завод | ||
До классификации | После классификации | До классификации | После классификации | |
+ 0,1 | 0,96 | 0,06 | 1,7 | 0,5 |
— 0,1 + 0,071 | 0,80 | 0,08 | 1,2 | 0,7 |
— 0,071 + 0,056 | 0,56 | 0,06 | 0,6 | 0,6 |
— 0,056 + 0,044 | 1,08 | 0,28 | 1,9 | 1,1 |
-0,044 | 96,6 | 99,52 | 94,6 | 97,1 |
Всего: | 100,0 | 100,0 | 100,0 | 100,0 |
Из приведенных результатов следует, что классификаторы работают при относительно невысокой эффективности.
На рис. 7.7 приведена принципиальная схема работы центробежного сепаратора в замкнутом цикле с циклонами. Следует отметить, что полный замкнутый цикл сепаратор — циклон — вентилятор на практике не осуществим. adidas superstar Часть пылевоздушной смеси выводится из цикла и очи- Центробежные сепараторы с замкнутой циркуляцией ъозц потока и с высокими циклонами, обладающие высокой эффективно разделения тонкодисперсного материала, нашли широкое примене в различных отраслях, в т. ч. в цементном и меловом производствах }