Секция-Технические науки

Подсекия- 10

Исследование процесса помола гипсового камня

Аспирант НТТУ «Киевский политехнический институт» Панченко Роман Николаевич

Для Украины важной государственной проблемой является снижение энергозатрат во всех уровнях производства и, в первую очередь, в такой как переработка и обогащение руд, при этом наиболее трудоемким и энергоемким процессом в технологии обогащения является измельчение руды, на долю которых приходится около 64 % энергозатрат. При этом особое влияние уделяется качеству получаемых материалов. Это заставляет искать новые способы и методы модернизации установленного оборудования, а также повышения качества получаемого материала на фоне общего снижения энергозатрат.

Процесс производства строительного гипса заключается, в основном, в дроблении, помоле и термической обработке(дегидратации).

Гипсовый камень подвергается дроблению в щековых, конусных, молотковых или вальцевых дробилках , а затем размалывается в мельницах молотковых тангенциальных. В случае недостаточно тонкого помола материал отсеивается в сепараторах и направляется на повторный помол.

Процесс помола гипсового камня затрудняется при наличии в нем влаги. При тонком измельчении гипсового камня необходима предварительная его сушка до содержания влаги не более 1%. Этот процесс реализован на основе мельницы молотковой типа ММТ-1300. Установка состоит из мельницы и расположенной над ней шахты. В нижней части шахты расположены подводящие каналы для теплоносителя, поступающего из топок варочных котлов. Температура поступающих в мельницу газов составляет 200-250*С, а температура выходящих из мельницы газов равна примерно 80*С.

Процесс помола заключается в следующем. Встречая при падении вращающиеся молотки, дробленый гипсовый камень измельчается в тонкий порошок. Вследствие непрерывного поступления в мельницу горячих газов процесс помола идет одновременно с сушкой материала, а также с некоторой его дегидратацией. Устремляющийся вверх по шахте поток газов является одновременно сушильным, сепарирующим и транспортным агентом для измельченного порошка. Этот поток газа уносит в пылеосадительную систему те фракции материала, которые способны удержаться во взвешенном состоянии при данных скоростях потока. Более крупные (неотвечающие заданным) частицы выпадают на известной высоте шахты из общего потока и возвращаются на дополнительный помол.

Недостатком работы молотковых тангенциальных мельниц есть нестабильность величины частиц и их распределение по размерам в процессе измельчения. Размер частиц их стабильность зависит от следующих параметров:

- оборотов мельницы

- силы удара била о гипсовый щебень

- степени износа бил

- физико-химических свойств гипсового камня

- температуры газа поступающего в мельницу

Еще одним существенным недостатком данной мельницы является возврат части материала на вторичный помол, что ухудшает его химические свойства в дальнейшей обработке. Практика помола гипсового камня на промышленных дробилках показывает, что качество сыромолотого гипса и количество возврата части материала на вторичный помол зависят от химического состава сырья, и в частности содержания в сырье двуокиси кремния и влаги.

В таблице 1 показаны результаты исследования химического сырья различных месторождений.

Табл.1

Химический состав, %	Название месторождения, № проб
	Деконс-кое	Борщов-ское	Кривское
Н2О крист	17,25	18,30	149,90
SiO2	2,20	7,37	1,07
Al2O3	0,70	1,29	0,007
Fe2O3	0,29	0,39	0,008
TiO2	004	0,02	0,001
CaO	32,37	29,80	32,20
MgO	1,81	0,61	0,45
SO3	39,46	38,99	45,98
CO2	5,72	2,64	0,50
K2O	0,18	0,36	0,06
Na2O	0,07	0,28	0,08
Сумма	100,09	100,05	100,26
CaSO4*2H2O	82,42	87,45	95,09
Сорт	3	3	1

Данные приведенные в таблице позволяют прогнозировать повышение энергозатрат при помоле сырья Борщевского месторождения в связи с более высоким по сравнению с другими содержанием в нем двуокиси кремния и влаги, сырье Кривского месторождения имеет наиболее высокое содержание влаги, что увеличивает энергозатраты на предварительную сушку сырья.

При этом также увеличиваются энергозатраты на единицу полученной продукции. В силу этого актуальной является разработка методики измерения дисперсности материала с использованием частотно-вибрационных характеристик, возникающих в процессе механических воздействий материала на корпус мельницы. Сила удара и вызванные ею механические возмущения на корпус зависят от размера частиц.

Целью данной работы является теоретическое и экспериментальное исследование процесса воздействия частиц различных размеров на корпус оборудования, оптимизация работы мельницы, что приведет к снижению энергозатрат и улучшит качество получаемого материала и продукции из него.

Методики расчета и исследования, имеющиеся в существующей литературе, не дают ответа на вопрос уменьшения возврата на повторный помол и состояния мельницы с точки зрения частотно-вибрационной характеристики возникающей в процессе измельчения материала.