Грохоты высокочастотные вибрационные - High-frequency vibrating screens

Вибрационные грохоты высокой частоты являются наиболее важными просеивающими машинами, которые в основном используются в переработка полезных ископаемых промышленность. Они используются для разделения сырья, содержащего твердую и дробленую руду, размером примерно до 200 мкм и применимы как к идеально увлажненному, так и к высушенному сырью. Частота экрана в основном регулируется электромагнитным вибратором, который установлен сверху и напрямую связан с поверхностью экрана. Его высокочастотные характеристики отличает его от обычного вибрирующего экрана. Высокочастотные вибрационные грохоты обычно работают под углом, который обычно колеблется от 0 до 25 градусов и может подниматься до 45 градусов. Кроме того, он должен работать на малом ходе и иметь частоту от 1500 до 7200 об / мин.

Перед использованием высокочастотного экрана часто требуется предварительная обработка корма, поскольку отверстия в сетке могут легко заблокироваться.

Спектр приложений

Высокочастотные экраны стали более стандартизованными и широко применяемыми в процессах классификации материалов. Он обеспечивает эффективную резку и тонкое разделение, что может обеспечить высокую чистоту и точный контроль размера продукта (для размеров мелких частиц до 0,074–1,5 мм).^[1] Общие промышленные применения включают обезвоживание материалов, переработку порошка в уголь, руды и минералы, гранулирование древесины, фракционирование. восстановленное асфальтовое покрытие, еда, фармацевтический и химическая индустрия. Тонкость продуктов и возможности системы варьируются в широком диапазоне от разных моделей, чтобы удовлетворить индивидуальные требования к применению.

Асфальтовое покрытие из фракционированного вторичного асфальта

Чаще всего высокочастотные грохоты используются для разделения «регенерированного» асфальтового покрытия (RAP) на несколько размеров и фракций, что позволяет производителям в полной мере использовать переработанные материалы. RAP - это вторичный материал, который повторно используется при строительстве нового покрытия; любые переработанные продукты стоят столько же, сколько то, что они заменяют.^[2] По сравнению с обычными методами просеивания, которые ограничиваются получением продуктов неприемлемых размеров, высокочастотные грохоты могут производить более эффективную калибровку для получения более тонкого продукта. Еще одно преимущество использования высокочастотных грохотов для повторного использования регенерированных материалов - это доступный заполнитель и масло, которые можно повторно использовать, а также уменьшение количества необходимого нового материала. Следовательно, капитальные затраты на процесс снижаются при сохранении высокого качества асфальтовой смеси. Более того, высокочастотный грохот применяет интенсивную вибрацию непосредственно к грохоту, такая высокая частота вращения позволяет асфальтовому дорожному материалу достичь более высокой стратификация и отделяются быстрее.^[3]

Минеральная переработка

При переработке полезных ископаемых, таких как руда черных металлов (например, железо, олово, вольфрам, тантал и т. Д.) И руд цветных металлов (например, свинец, цинк, золото, серебро, промышленный песок и т. Д.), Высокочастотные фильтры играют решающую роль. После измельчения руды используются высокочастотные грохоты, такие как Грохоты Sepro-Sizetec используются в качестве классификатора, который выбирает размер материалов, достаточно малых для перехода на следующую стадию восстановления. Например, замкнутый цикл измельчения (например, рециркуляционная сеть с шаровой мельницей). Во-первых, он отсеивает крупные частицы и рециркулирует их обратно в мельницу. Затем мелкозернистый материал будет своевременно выгружен, что позволит избежать чрезмерного измельчения, вызванного повторным измельчением.^[4] Преимущества использования высокочастотных грохотов при переработке полезных ископаемых позволяют легко удовлетворить требования по тонкости фракции для извлечения и обеспечить разделение меньшего размера, уменьшая мощность, необходимую для стадии измельчения, и общее потребление энергии. Следовательно, улучшение качества конечного продукта и повышение эффективности извлечения и сортировки.

Преимущества и ограничения

«Эффект попкорна» при сортировке минералов на высокочастотных вибрационных грохотах.

Высокочастотные вибрационные грохоты обеспечивают высокую эффективность разделения и отличаются от своих аналогов тем, что разрушают поверхностное натяжение между частицами. Также высокий уровень RPM способствует увеличению расслоения материала, поэтому они разделяются с гораздо большей скоростью. Разделение не может происходить без расслоения. Кроме того, поскольку экран вибрирует вертикально, возникает «эффект попкорна», когда более крупные частицы поднимаются выше, а более мелкие частицы остаются ближе к экрану, что увеличивает вероятность разделения. В некоторых высокочастотных вибрационных грохотах можно управлять скоростью потока корма, это пропорционально «эффекту попкорна»; если скорость потока уменьшается, эффект также уменьшается. Ограничения высокочастотного вибрационного грохота заключаются в том, что тонкие грохоты очень хрупкие и легко могут блокироваться. Со временем эффективность разделения снизится, и необходимо будет заменить экран.^[5]

Альтернативой высокочастотным виброситам является роторный просеиватель. В роторном просеивателе используется сито, которое вращается по кругу, и более мелкие частицы просеиваются через отверстия. Он также обычно используется для разделения пальцев; размер частиц от 12 мм до 45 мкм. Роторный просеиватель обычно выбирают в зависимости от характера разделяемого вещества; сыворотка, дрожжевая хлебная смесь, сырный порошок, удобрения. Роторный просеиватель часто предпочитают в неметаллургический промышленность и работает таким образом, чтобы обеспечить отсутствие пыли и шума. Ограничение роторного просеивателя заключается в том, что он не может обрабатывать большую емкость по сравнению с высокочастотным вибрирующим грохотом. Однако оба оборудования обеспечивают высокую эффективность грохочения.^[6]

Доступные дизайны

Обычная и общая конструкция высокочастотного вибрационного грохота состоит из основной рамы, полотна грохота, эксцентрикового блока, электродвигателя, натяжной пружины и муфты.^[7] Два наиболее распространенных типа вибраторов, которые вызывают высокочастотные колебания, - это гидравлические или электрические вибраторы.^[8] эти электрические вибраторы представляют собой электродвигатели или соленоиды.^[6] Обычные конструкции просеивающих колод - одно- или двухъярусные. Кроме того, еще одной особенностью высокочастотных вибрационных грохотов являются статические боковые пластины, которые обеспечивают такие преимущества, как меньшая опорная конструкция, меньший шум, более длительный срок службы и, следовательно, меньший объем технического обслуживания. В промышленности грохоты эксплуатируются под углом до 40 °. Высокая частота (1500 - 7200 об / мин) и низкая амплитуда (1,2 - 2,0 мм) приводят к вертикально-эллиптическому движению, которое быстро перемещает частицы большого размера вниз по экрану.^[9] Это создает тонкий слой частиц, что повышает эффективность и пропускную способность сита.

Схема движения частицы по вибрирующему экрану.

Мобильное просеивающее оборудование с одинарной декой.^[10]

Мобильное досмотровое оборудование с двухъярусным экраном.^[11]

Стационарные сита обычно используются на заводах и не перемещаются. В горнодобывающей промышленности оборудование часто приходится перемещать на разные участки в зависимости от того, какие рабочие места выполняет компания. Таким образом, мобильные экраны - еще один жизнеспособный вариант для компаний, которым приходится часто перемещать свое оборудование. К ним относятся установки на колесах и на гусеницах, которые позволяют легко транспортировать и перемещать грохоты. Типичные конструкции мобильных экранов показаны на схемах слева.

Основные характеристики процесса

На эффективность просеивания существенно влияют различные факторы, такие как мощность оборудования и угол наклона, при которых производительность может быть измерена по эффективности просеивания и потоку продукта.^[5]

Флюс определяется как количество желаемого компонента (материала меньшего размера), которое переносится через просеивающую среду из подачи за время на единицу площади.^[12] Эффективность просеивания выражается как отношение количества материала, фактически проходящего через отверстие, к количеству материала, которое теоретически должно пройти. Эффективность коммерчески безупречного грохочения составляет 95%. ^[6] если процесс работает с подходящей концентрацией сырья и размером частиц. Как правило, подходящая разница в размере частиц между просеиванием и кормом не должна превышать 30%.^[5] Высокая эффективность грохочения может снизить допустимое содержание прироста при циклической загрузке и грохочении и, таким образом, увеличить производственную мощность мельницы.

Мощность оборудования практически прямо пропорциональна ширине экрана. Это означает, что при увеличении длины появляются дополнительные шансы для прохождения, что обычно приводит к увеличению передачи и эффективности. Обычно стандартный размер экрана должен быть в два-три раза больше ширины.^[5] Однако в некоторых особых ситуациях, например в ограниченном пространстве, может потребоваться другой дизайн.

Угол наклона может быть рассчитан на основе желаемой зернистости минерала. Например, для концентратора угол мокрого просеивания обычно составляет около 25 ± 2 °. Увеличение наклона экрана эффективно уменьшает апертуру на косинус угла наклона.^[5] В то же время материалы также быстрее перемещаются по экрану, что приводит к более быстрой стратификации.^[5][6] Однако производительность имеет тенденцию к снижению после определенного момента, поскольку наклон деки слишком велик, и большинство частиц будут оставаться в потоке слишком большого размера вместо того, чтобы проходить через отверстие, таким образом, достигается более низкий поток.

В таблице ниже представлена ​​взаимосвязь между углом наклона с желаемым потоком продукта и эффективностью.

Оценка характеристик

Движение экрана

Зависимость эффективности экранирования от амплитуды и частоты вибрации

Назначение вибросита состоит в том, что частицы многократно попадают в зазоры в ситах. Частота экрана должна быть достаточно высокой, чтобы частицы не блокировали отверстия, а максимальная высота траектории частицы должна быть, когда поверхность экрана находится в самой низкой точке. Исходя из принципа, существует оптимальная частота и амплитуда колебаний. ^[5]

Пропускание относится к фракции желаемой частицы, которая проходит через отверстия в экране. При низкой частоте эффективность скрининга высока, но слепота серьезна. Ослепление будет уменьшаться с увеличением частоты, но частицам будет трудно проходить через отверстия. При разработке высокочастотного вибрирующего экрана необходимо выбрать оптимальную точку частоты и амплитуды,^[5] в зависимости от конкретных приложений.

Эффективность разделения

Эффективность разделения - это просто мера количества материала, удаленного ситом, по сравнению с теоретическим количеством, которое должно было быть удалено. Эффективность грохота может быть получена с помощью другого уравнения, которое зависит от того, является ли желаемый продукт фракцией сита с большим или меньшим размером.

Эффективность экрана, основанная на увеличении размера (E_о) дан кем-то:

${ displaystyle E_ {o} = { frac {Q_ {ms} (o) ; [1-M_ {u} (o)]} {Q_ {ms} (f) ; [1-M_ {u} (f)]}}}$

Эффективность экрана, основанная на малом размере (E_ты) тогда определяется следующим образом:

${ displaystyle E_ {u} = { frac {Q_ {ms} (u) ; M_ {u} (u)} {Q_ {ms} (f) ; M_ {u} (f)}}}$

где Q_РС(o) - массовый расход твердого вещества в переливах экрана, Q_РС(f) - массовый расход твердого сырья, Q_РС(u) - массовый расход твердого вещества в нижнем слое сита, M_ты(o) - массовая доля негабаритного материала в сливе,
M_ты(е) - массовая доля низкорослого материала в сырье, М_ты(u) - массовая доля негабаритного материала в нижнем сливе.^[6]

Общий КПД (E) определяется как:

${ displaystyle E = E_ {o} ; E_ {u}}$

Возможные эвристики, которые будут использоваться при разработке процесса

В процессе калибровки минералов часто необходимо соблюдать правила, которые необходимо соблюдать для достижения максимальной эффективности разделения.

Выбор экрана

Выбор типа на экране будет основан на материалах, для обработки которых будет использоваться оборудование. С сетками возникает серьезная проблема, поскольку, если сетка не подходит для материала, подаваемого на сетку, материалы будут закрывать отверстия, и потребуется регулярное обслуживание. Для решения этой проблемы были разработаны различные типы экранов. Примером может служить «самоочищающийся» провод; эти провода могут свободно вибрировать, поэтому сопротивление ослеплению возрастает. Частицы будут стряхиваться с проволок и отверстий. Однако это будет компромисс с эффективностью проверки.^[6]

Предварительная обработка кормов

Высокочастотные вибрационные грохоты часто используются в качестве вторичного грохота, поскольку его цель - отделить более мелкие минералы. Это не только обеспечивает хорошую эффективность разделения, но и помогает продлить срок службы экрана. Ослепление может значительно произойти, если размер частиц не соответствует критериям, установленным для сит.^[5]

Другая проблема, с которой часто сталкиваются, заключается в том, что частицы слипаются из-за влаги. Это приведет к получению частиц нежелательного размера, которые не могут проходить через отверстия в поток продукта. Рекомендуется, чтобы растрирование с размером апертуры менее 5 мм обычно выполнялось на идеально сухих материалах.^[6] Для испарения влаги из корма можно использовать нагретую решетку. Это также нарушит поверхностное натяжение между проволочной сеткой и частицами. Альтернативой является пропускание корма через сушилку перед попаданием на высокочастотный вибрационный грохот.

Системы доочистки

Высокочастотные вибрационные грохоты широко используются во многих промышленных процессах, поэтому большое количество отходов будет выбрасываться в окружающую среду. Важно, чтобы эти потоки отходов обрабатывались, поскольку необработанные отходы будут наносить ущерб окружающей среде в течение длительного периода времени.

Установленная система последующей обработки - это обработка классификации. В этой системе потоки отходов разделяются на различные типы отходов. Типы отходов подразделяются на перерабатываемые материалы, опасные материалы, органические материалы, неорганические материалы. Как правило, отходы разделяются с помощью механического и ручного разделения.^[13][14] Механическое разделение используется для разделения металлов и других материалов, которые могут быть вредными для окружающей среды, а также для подготовки потока отходов к разделению вручную. Ручное разделение имеет два типа сортировки: положительная и отрицательная.^[13][14] При положительной сортировке собираются повторно используемые отходы, такие как перерабатываемые и органические материалы, а при отрицательной сортировке - непригодные для использования отходы, такие как опасные и неорганические материалы. После этого процесса разделения перерабатываемые материалы передаются для повторного использования. Органические отходы часто обрабатываются с использованием химических процессов (например, сжигание, пиролиз и т. Д.) Или биологической обработки (микробное разложение).^[13][14] Продукты, полученные из этих отходов органических материалов, имеют форму Топливо из отходов. RDF можно использовать разными способами для выработки электроэнергии или даже использовать вместе с традиционными источниками топлива на угольных электростанциях. Остальные опасные и нежелательные неорганические отходы вывозятся на полигон для захоронения. Эти процессы последующей обработки имеют решающее значение для сохранения окружающей среды.

Новая разработка

Улучшения экрана

Исследования высокочастотных экранов привели к новым разработкам в этой области, которые улучшают работу и производительность оборудования. Эти новые разработки включают в себя штабелирование до 5 отдельных экранов, размещаемых друг над другом и работающих параллельно. Система делителей разделяет подаваемую суспензию на каждый грохот Stack Sizer, а затем на каждую решетчатую деку машины. На каждой решетчатой ​​платформе имеется поддон для сбора мусора меньшего и большего размера, который, соответственно, входит в общий выход. Таким образом, штабелирование машин позволяет увеличить производительность при использовании меньшего пространства.^[15] Еще одна новая разработка - изготовление уретановых экранных поверхностей Polyweb с отверстиями до 45мкм и открытые площадки от 35% - 45%. Это приводит к тому, что экран может отделять более мелкие частицы. Сита могут использоваться как для мокрого, так и для сухого применения, и производство уретановых смесей все еще продолжается. Таким образом, исследования и разработки все еще инвестируются в высокочастотное оборудование для грохочения, чтобы повысить общую эффективность разделения, а также снизить затраты.^[16]

Модификации механической части

Для дальнейшей оптимизации работы высокочастотного вибрационного оборудования разрабатывается гидравлический вибратор с регулируемой скоростью, который используется для привода грохотов. В нем используется гидравлическая сила, которая затем может быть преобразована во вращательную силу для создания высокочастотной вибрации.^[17] Эта модификация позволяет оборудованию работать в более высоком диапазоне частот, до 8200 об / мин, по сравнению с обычными электрическими вибраторами. Кроме того, индуцированная вибрация также создает отличные условия для отделения более мелких частиц и повышает вероятность контакта материалов. Другой вариант, который может быть применен к оборудованию, - это «вращающаяся система натяжения», в которой она помогает обеспечить более быструю смену носителя экрана.^[10] Таким образом, с помощью одного оборудования можно выполнить несколько применений, так как с различным размером загружаемого материала можно справиться, заменив грохоты с минимальным временем простоя. Следовательно, это увеличивает экономическую выгоду растений.

Рекомендации