Как найти объем мельницы

Крупность измельчения
в I стадии принята 62,5 % класса -0,071 мм, в
том числе 52,1 % класса -0,044 мм.

Материал такой
крупности может быть получен в шаровой
мельнице, работающей в замкнутом цикле
с классификатором.

Расчет необходимого
объема шаровых мельниц ведется с учетом
измельчаемости изучаемой руды и руды
Стойленского месторождения, а также
промышленного опыта работы
горно-обогатительных комбинатов,
перерабатывающих железистые кварциты:
ЮГОКа, НКГОКа и ИнГОКа.

Средние показатели
работы предприятий характеризуются
следующими цифрами:

– удельная
производительность по руде – 4,67 т/м³ч;

– удельная
производительность по классу -0,071 мм –
1,32 т/м³ч;

– содержание класса
-0,071 мм в сливе классификатора – 58,6 %.

Мельницы I стадии
измельчения на Стойленском комбинате
имеют следующие показатели:

– крупность руды
– 16,0 мм;

– удельная
производительность по руде – 3,29 т/м³ч;

– удельная
производительность по классу -0,071 мм –
1,5 т/м³ч;

– удельная
производительность по классу -0,044 мм –
1,15 т/м³ч;

– содержание класса
-0,071 мм в сливе классификатора – 58,8 %,
класса
-0,044 мм – 39,6 %.

Первая стадия
измельчения руд должна обеспечить при
нагрузке
922,5 т/ч и крупности руды 15-0
мм содержание в сливе классификатора
класса
-0,071 мм – 62,5 %, класса -0,044 мм –
52,1 %.

Расчет необходимого
объема мельниц I стадии измельчения
ведем по удельной производительности
мельниц по руде. Поскольку руды
Стойленского месторождения близки по
вещественному составу и имеют крупность
16-15 мм, для расчета принимаем удельную
производительность мельницы по руде
для Стойленского комбината равную 3,26
т/м³ч.

Объем мельницы
для I стадии определится:

Принимаем две
мельницы объемом по 140 м³.

Удельная
производительность мельницы по классу
-0,044 мм составит:

Расчет объема мельниц II и III стадии измельчения

Во второй стадии
измельчения требуемая крупность
материала 95 % класса -0,071 мм, в том числе
82,2 % класса -0,044 мм.

К установке
принимаем две мельницы объемом по 140
м³.

Удельная
производительность мельницы по классу
-0,044 мм составит:

Для получения
конечного концентрата с содержанием
железа 65,8 % измельчение в конечной стадии
должно осуществляться до 98 % класса

-0,044 мм.

В этом случае
потребуется доизмельчить 224,9 т/ч песков
гидроциклона предварительной классификации
с 63,8 % класса -0,044мм до 98 % класса
-0,044
мм.

Установка мельницы
объемом 140 м³при удельной
производительности по классу -0,044 мм
0,55 т/м³ч обеспечит получение
материала требуемой крупности.

Таким образом, для
проектирования принимаем 5 мельниц
объемом по 140 м³.

Удельные расходы
на измельчение, кг/т руды: футеровочной
стали – 0,166; шаров – 1,617.

Данные приняты по
средним показателям работы
горно-обогатительных предприятий,
перерабатывающих кварциты.

1. Выбор и расчет
   обогатительного оборудования

Мокрые магнитные
сепараторы и гидроциклоны рассчитаны
с учетом практики работы действующих
железорудных комбинатов.

В технологическом
процессе в первой и второй стадиях
мокрого магнитного обогащения
предусматриваются сепараторы ПБМ-150/200П
с противоточной ванной. В третьей стадии
устанавливаются сепараторы с
полупротивоточными ваннами. Это
высокоэффективные производительные
сепараторы. В зависимости от крупности
материала производительность их
колеблется в пределах от 60 до 150 т/ч.

Для классификации
пульпы по стадиям измельчения рекомендуются
гидроциклоны ФУГП «Турбонасос» г.
Воронеж. Системы «насос-гидроциклон»,
разработанные ФУГП «Турбонасос»,
аналогичные системы фирмы «EngineeringDobersek», успешно работают
на ЗФ ОАО «Норильский никель» и ОАО
«Стойленский ГОК».

Гидроциклоны Ср
200; Ср 400; Ср 800; Ср 2000; диаметром 480 и
650
мм футерованы износостойкой резиной и
специальным материалом на основе
полиуретана с наполнителем.

Для классификации
магнетитовых пульп на обогатительной
фабрике принимаем гидроциклоны диаметром
650 мм.

Размагничивающие
аппараты по заказу изготавливает фирма
ООО «Сателлит» г. Н. Тагил.

Высокоградиентная
мокрая магнитная сепарация немагнитных
продуктов обогащения, полученных в
слабом поле, производится на роторных
сепараторах 4ЭРМ-35/315. Производительность
сепаратора 75 т/ч.

Доводка гематитового
концентрата осуществляется на пятизаходных
винтовых шлюзах диаметром 2000 мм с
перечисткой промежуточного продукта.

Дешламация сливов
гидроциклонов и сгущение железорудного
концентрата производится в магнитных
дешламаторах диаметром 9 м.

Производительность
дешламаторов принята по результатам
ранее выполненных исследований и
практики работы действующих
горно-обогатительных комбинатов.

Для фильтрования
тонкоизмельченного (98 % класса -0,044 мм)
материала используются современные
дисковые фильтры «Мастер» площадью
фильтрации 150 м². Удельная
производительность фильтра принята
0,35 т/м²ч по результатам исследований.

В зимнее время
концентрат подвергается сушке в
барабанных сушилках БН 3,5-27 производительностью
115 т/ч. Сушка концентрата влажностью

10,5 % производится до влажности 2,0 %.

Отвальные хвосты
магнитного обогащения обезвоживаются
в сгустителе Супафло диаметром 50 м с
целью снижения объема перекачиваемых
хвостов и организации внутреннего
водооборота. Для получения чистого
слива применяют флокулянты ПАА с расходом
60 г/т. Удельная производительность
сгустителя 5 м³/м²ч.

Перечень выбранного
оборудования приведен в таблице 12.2.

Выбранное
оборудование соответствует современным
требованиям, предъявляемым к технике
и технологии переработки железорудного
сырья и качеству товарной продукции.

Таблица 12.2 –
Выбор и расчет основного технологического
оборудования

№ п.п.	Операции технологической схемы	Количество материала, т/ч, м3/ч	Крупность материала, мм	Рекомендуемое оборудование	Допустимая нагрузка, т/ч, м3/ч	Расчетное количество штук
Дробильно-обогатительная фабрика
1	Крупное дробление	1339	1200-0	ЩДП-15х21	900	2
2	Среднее дробление	1339	350-0	КСД-3000Т	800	2
3	Грохочение	1339	80-0	ГСТ-72	41,2 т/м2ч	2
4	Мелкое дробление	2571	80-15	КМД-300Т	645	4
5	Грохочение	2571	40-0	ГСТ-72	39,6 т/м2ч	4
6	Сухая магнитная сепарация	1339	15-0	2ПБС-90/250А	250	6
Обогатительная фабрика
1	Измельчение I стадия	922,5	15-0	МШЦУ-55х65	1,539 т/м3ч по кл. -0,044 мм	2
2	Спиральный классификатор	1845/922,5 по сливу	1,6-0	2КСН-3х17,2	465 т/ч по сливу	2
3	Магнитная сепарация I ст.	922,5	0,2-0	ПБМ-90/250П	115	8
4	Перекачивание концентрата I стадии в гидроциклоны	3702 м3/ч	0,2-0	ПР 1250/31,5	1850 м3/ч	2/2

Окончание таблицы12.2

5	Размагничивание	3702 м3/ч	0,2-0	ООО “Сателлит” г. Н.Тагил
6	Классификация в гидроциклонах	3702 м3/ч	0,2-0	ГЦ-650	460 м3/ч	8/8
7	Измельчение II стадия	609	0,2-0	МШЦ-55х65	0,7 т/м3ч по кл. -0,044 мм	2
8	Дешламация	2948 м3/ч	0,071-0	МД-9	26,0 т/м2ч
9	Магнитная сепарация II ст.	544,1	0,071-0	ПБМ-150/250ПП	100	6
10	Магнитная сепарация II ст.	470,9	0,071-0	ПБМ-150/250ПП	100	6
11	Размагничивание	1101 м3/ч	0,071-1	ООО “Сателлит” г. Н.Тагил	1250 т/м3ч
12	Перекачивание концентрата II стадии в гидроциклоны	1101 м3/ч	0,071-0	ПР 1250/31,5	1250 т/м3ч	1/1
13	Классификация в гидроциклонах	1101 м3/ч	0,071-0	ГЦ-650	300 т/м3ч	4/4
14	Измельчение III стадия	224,9	0,071-0	МШЦ-55х65	0,55 т/м3ч по кл. -0,044 мм	1
15	Перекачивание пульпы в гидроциклоны	1740 м3/ч	0,071-0	ПР 1250/31,5	1800 м3/ч	1/1
16	Классификация в гидроциклонах	1740 м3/ч	0,071-0	ГЦ-650	450 м3/ч	4/4
17	Дешламация	2254 м3/ч	0,044-0	МД-9	19,9 т/м2ч	2
18	Магнитная сепарация III ст.	419,5	0,044-0	ПБМ-150/250ПП	70	6
19	Магнитная сепарация III ст.	396,7	0,044-0	ПБМ-150/250ПП	70	6
20	Высокоградиентная сепарация	451,6	0,2-0	4ЭРМ-35/315	75	6
21	Тонкое грохочение	179	0,2-0	“Деррик”	50	4
22	Высокоградиентная сепарация	137	0,044-0	4ЭРМ-35/315	75	2
23	Гравитационное обогащение	135,8	0,044-0	ШВ-5-2000	5	28
24	Гравитационное обогащение	49,3	0,044-0	ШВ-5-2000	5	10
25	Сгущение концентрата	473,3	0,044-0	МД-9	2,8т/м2	3
26	Фильтрование концентрата	473,3	0,044-0	Дисковый фильтр “Мастер”	0,35т/м2ч	9
27	Сушка концентрата	473,3	0,044-0	БН 3,5х27	115	4
28	Сгущение хвостов	8785 м3/ч	0,071-0	Супафло D=50 м	5 м3/м2ч	1

1. Контроль,
   опробование и метрологическое

   обеспечение технологического процесса

Для контроля
технологического процесса необходимо
предусмотреть взвешивание и опробование
исходной руды и конечных концентратов.

Баланс продуктов
обогащения и показатели работы каждой
смены фабрики определяются по данным
опробования технологического процесса,
результатам учета переработанного
сырья и произведенного железорудного
концентрата.

Необходимо
предусмотреть автоматический отбор
проб исходной руды, железорудного
концентрата и отвальных хвостов. В
отобранных продуктах определяется
массовая доля общего магнетитового
железа.

Перечень основных
контролируемых параметров и другие
требования к опробованию и метрологическому
обеспечению технологического процесса
приведены в таблице 13.1.

Таблица 13.1 –
Метрологическое обеспечение
технологического процесса

№ п.п.	Измеряемые параметры технологического процесса	Единица измерения	Рабочий диапазон параметров	Допустимый предел погрешности, % отн.	Периодичность измерения
1	2	3	4	5	6
1. Дробильно-обогатительная фабрика
1.1.	Масса поступающей руды	т/ч	1300-1500	1	непрерывно
1.2.	Влажность руды	%	1-3	5	24 часа
1.3.	Масса произведенного магнитного продукта сухого обогащения	т/ч	1000-1200	1	непрерывно
1.4.	Масса произведенного щебня по классам крупности	т/ч	300-400	1	непрерывно
2. Обогатительная фабрика
2.1.	Масса поступающего материала в мельницу	т/ч	900-950	1	непрерывно
2.2.	Содержание твердого в разгрузке мельницы	%	70-80	2	непрерывно
2.3.	Содержание твердого в питании сепараторов	%	30-35	2	непрерывно
3. Контроль качества исходной руды и товарной продукции
3.1.	Массовая доля железа	%	5-66	2	2 часа
3.2.	Влажность	%	8-12	3	24 часа
3.3.	Контроль качества отгружаемой продукции: Fe; FeO; Fe2O3; Al2O3; SiO2; CaO; MgO; P; S; п.п.п.	%	по допускам на качество концентрата	по нормативам погрешностей опробования	для отправляемой партии

Все операции по
отбору, подготовке проб и продуктов
обогащения должны быть механизированы.
Контроль параметров технологического
процесса должен осуществляться с
применением средств автоматического
контроля.

1. Рекомендации
   по автоматизации и механизации

   технологического процесса

Автоматизация
технологического процесса должна
предусматривать использование следующих
автоматических систем регулирования
(АСР) и контроля (АСК):

– АСР приемки и
складирования руды в бункер и дозировки
руды из бункеров;

– АСР процессов
измельчения, сухой и мокрой магнитной
сепарации в слабом и сильном магнитных
полях, классификации, грохочения,
обезвоживания;

– АСК работы
основного технологического оборудования;

– АСК уровня руды
в бункерах и уровня пульпы в зумпфах
насосов;

– АСК состава
исходной руды и продуктов обогащения;

– автоматизированная
система учета энергоресурсов и расхода
воды.

Необходимо
предусмотреть дистанционный запуск и
остановку оборудования всей технологической
цепочки.

Рекомендуется
создание системы централизованного
контроля управления технологическим
процессом с использованием компьютеров
и средств отображения информации.

Для оперативного
управления производством и связи с
рабочими местами предусмотреть связь
и сигнализацию из диспетчерского пункта.

В проекте дробильной
и обогатительной фабрик необходимо
предусмотреть:

– максимальное
применение узлового и агрегатного
методов ремонта основного технологического
оборудования с соответствующей
механизацией;

– техническую
вооруженность персонала средствами
механизации тяжелых и трудоемких работ,
внедрение специализированных инструментов
и приспособлений при производстве
ремонтно-восстановительных работ.

Для предупреждения
и обнаружения причин отказов или
повреждений технологического оборудования
и устранения их последствий путем
проведения ремонта и технического
обслуживания предусмотреть в качестве
основной материально-технической базы
ремонтной службы ремонтные пункты и
при необходимости ремонтно-монтажные
площадки.

Ремонт однотипного,
негромоздкого, легкосъемного оборудования
желательно производить централизованно
вне фабрики.

Механизированную
уборку и транспортировку просыпи с
конвейерного тракта. Механизированный
отбор, подготовку и доставку проб
продуктов обогащения в отдел технического
контроля (ОТК).

1. Требования
   безопасности труда

Все операции
технологического процесса должны
отвечать требованиям «Единых правил
безопасности при дроблении, сортировке,
обогащении полезных ископаемых и
окусковании руд и концентратов».

Максимально
допустимые концентрации веществ не
должны превышать нормы ПДК: по пыли не
более 0,5 мг/м³; сернистому ангидриду
не более
0,5 мг/м³; оксиду азота
не более 0,085 мг/м³; оксиду углерода
не более 5 мг/м³.

В проекте выполнить
требования: ФЗ от 17.07.99 № 181-ФЗ; ФЗ от
10.01.03 № 7-ФЗ; ФЗ от 24.06.98 № 89-ФЗ; ФЗ от
03.03.95 3 27-ФЗ; Правила
ПБ-07-600-03; Правила
03-571-03.

Работа системы
аспирации и пылеулавливания должна
обеспечивать нормальные условия труда
и охрану окружающей среды в соответствии
с
ГОСТ 12.3-002-75 и ГОСТ 17.0-001-76.

Технологический
процесс переработки руды связан с
вредными воздействиями на обслуживающий
персонал (пыль, пар, шумы и вибрация
оборудования).

Для создания
нормальных условий труда рекомендуются
следующие мероприятия:

– укрытие и
герметизация мест пылевыделений с
устройством аспирационных и других
систем очистки воздуха и воды до
санитарных норм;

– смыв полов водой;

– установка
оборудования на виброизолирующие
основания;

– оборудовать
лестницы и площадки согласно норм;

– выполнить
ограждения у монтажных и других проемов
оборудования;

установить
заземление, молниезащитные устройства,
концевые выключатели, аварийное
включение, свето- и звуковую сигнализацию
и блокировку в технологической схеме
цепи аппаратов.

По промсанитарии:

– рациональное
размещение оборудования и изоляция
оборудования с повышенным выделением
пыли и шумообразованием;

– создание санитарных
разрывов и защитных зон;

– устройство
аспирационных систем, приточно-вытяжной
вентиляции и отопления;

– устройство
душевых, комнат отдыха и медпункта.

По пожарной
защите:

– огнестойкость
зданий и сооружений в соответствии с
требованиями СНиП;

– создание
автоматизированных средства пожаротушения
и сигнализации;

– создание пожарного
водопровода;

– создание запасных
выходов.

1. Экологическая
   оценка технологического процесса

В технологии
переработки гематито-магнетитовых руд
на дробильной и обогатительной фабриках
используется экологически чистый способ
обогащения – сухая и мокрая магнитная
сепарация в слабом и сильном магнитных
полях и гравитация.

Процесс переработки
рудного сырья не связан с вредными
выбросами в атмосферу и применением
химических реагентов.

Из 10 000 тыс. т
перерабатываемого рудного сырья в год
реализуется в качестве товарной продукции
3861,7 тыс. т железорудного концентрата
(сухая масса). Производится 2273,2 тыс. т в
год щебня.

В хвостохранилище
в год складируется 3665,1 тыс. т хвостов.

В технологическом
процессе применяют сухие и мокрые
способы переработки сырья, поэтому для
обеспечения санитарно-гигиенических
условий труда и охраны окружающей среды
в соответствии с ГОСТ 12.3-002-75 и
ГОСТ
17.0-001-76, а также СН-245-11 необходимо:

– обеспечить корпус
обогащения эффективными системами
вытяжной вентиляции;

– обеспечить
максимальную герметизацию оборудования;

– обеспечить
ежедневную уборку помещений.

Особенно следует
обратить внимание на установку
аспирационных систем на участках:

– перегрузки руды
с конвейера на конвейер;

– загрузки руды в
дробилки, мельницы, сушку.

В технологии
мокрого измельчения, мокрой магнитной
сепарации железный концентрат
обезвоживается, отходы обогащения
перекачиваются в хвостохранилище, а
осветленная вода возвращается на фабрику
и используется в технологическом
процессе в качестве оборотной воды.

Заключение

1. Технологический
   регламент разработан на основании
   результатов лабораторных исследований
   и укрупненных испытаний.

2. Переработка руды
   на дробильно-обогатительной фабрике
   предусматривает производство 7526,8 тыс.
   т магнитного продукта сухого обогащения
   в год с содержанием железа 40,0 %. Извлечение
   железа в магнитный продукт 92,52 %.

3. При обогащении
   продукта сухой магнитной сепарации по
   технологии трехстадиального измельчения
   и мокрой магнитной сепарации в слабом
   и сильном магнитных полях выделяется
   39,4 % железорудного концентрата с
   содержанием железа 65,22 %. Извлечение
   железа в концентрат 77,4 %.

4. Сделан расчет и
   выбор современного технологического
   оборудования.

5. В технологическом
   регламенте даны рекомендации по
   метрологическому обеспечению,
   автоматизации и механизации, а также
   дана экологическая оценка технологического
   процесса.

6. Технологический
   регламент может быть использован для
   выполнения проекта рудоподготовительных
   фабрик для переработки магентито-гематитовых
   руд.

В конце технологического
регламента приводится список использованных
источников.

Расчет шаровой мельницы

МИНИСТЕРСТВО
ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

МОСКОВСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПРИКЛАДНОЙ БИОТЕХНОЛОГИИ

Кафедра
Технологии Упаковки и Переработки ВМС

Курсовая работа

На тему: Расчет шаровой мельницы

Выполнил:
Ерёмин А.В.

Проверил:
Ананьев В.В.

Содержание

Введение

Классификация
барабанных мельниц

Устройство
барабанной шаровой мельницы

Назначение
шаровой мельницы

Шары
стальные мелющие для шаровых мельниц

Расчет
шаровой мельницы

Вывод

Введение

Барабанные мельницы используются при
производстве цемента, извести, гипса, керамических изделий и т.п. для
измельчения материала до частиц размером менее десятых долей миллиметра.
Процесс помола отличается большой энергоёмкостью и стоимостью.

В барабанных мельницах материал измельчается
внутри полого вращающегося барабана. При вращении мелющие тела (шары, стержни)
и измельчаемый материал (называемые «загрузкой») сначала движутся по круговой
траектории вместе с барабаном, а затем падают по параболе. Часть загрузки,
расположенная ближе к оси вращения, скатывается вниз по подстилающим слоям.
Материал измельчается в результате истирания при относительном перемещении
мелющих тел и частиц материала, а также вследствие удара.

Классификация барабанных мельниц

Барабанные мельницы классифицируют по:

·  
режиму
работы – периодического и непрерывного действия;

·  
способу
помола – сухого и мокрого помола;

·  
характеру
работы – мельницы, работающие по открытому и замкнутому циклу;

·  
форме
мелющих тел – шаровые, стержневые и самоизмельчения (без мелющих тел);

·  
способу
разгрузки – с механической и пневматической разгрузкой;

·  
конструкции
загрузочного и разгрузочного устройства – с загрузкой и выгрузкой через люк,
через полые цапфы и с периферийной разгрузкой;

·  
конструкции
привода – с центральным и периферийным приводом.

Классификация барабанных мельниц приведена в
табл. 1, которую иллюстрирует рис. 1.; Придерживаясь последовательности,
принятой в табл. 3, и кратко характеризуя мельницы различного типа, можно
отметить следующие их особенности.

Классификация барабанных мельниц

Тип мельниц	Измельчающие тела	Способ разгрузки готового продукта	Способ измельчения
А. Барабанные вращающиеся мельницы (тихоходные)
1. Шаровая периодического действия (рис. 1, а)	Стальные шары	Периодическая разгрузка через люк	Сухой (для лабораторных – сухой и мокрый)
2. Шаровая с периферической разгрузкой (рис. 1, б)	Стальные шары	Разгрузка через цилиндрическое сито	Сухой и мокрый
3. Шаровая с центральной разгрузкой (рис. 1, в)	Стальные шары	Центральная разгрузка (непосредственно через цапфу)	Сухой и мокрый
4. Шаровая с решеткой (рис. 1, г)	Стальные шары	Разгрузка через решетку, а затем через цапфу	Сухой и мокрый
5. Шаровая с открытым концом (рис. 1. д)	Стальные шары	Через решетку (без цапфы)	Сухой и мокрый
6. Трубная однокамерная (рис. 1, е)	Стальные шары	Центральная разгрузка (через цапфу)	Сухой и мокрый
7. Трубная многокамерная (рис. 1, ж)	Стальные шары	Между камерами – разгрузка через решетку; из последней камеры – центральная разгрузка	Сухой и мокрый
8. Коническая мельница (рис. 1, з)	Стальные шары	Центральная разгрузка
9. Стержневая с центральной разгрузкой (рис. 1, и)	Стальные стержни (длиной, равной длине барабана)	Центральная разгрузка	Мокрый
10. Стержневая с периферической разгрузкой (рис. 1, к)	Стальные стержни	Разгрузка через окна в барабане	Сухой
11. Галечная	Галька, куски твердых горных пород или фарфоровые шары	Разгрузка центральная непрерывная или периодическая	Сухой и мокрый
12. Рудно-галечная бесшаровая (рис. 4, л)	Крупные куски измельчаемой руды	Разгрузка через цапфу	Сухой и мокрый
13. Барабанная роликовая (рис. 4, м)	Массивный ролик	Периферическая разгрузка через окна (или центральная сливная)	Мокрый и сухой
Б. Вибрационные барабанные мельницы (быстроходные
14. Вибрационная шаровая периодического действия	Стальные шары	Периодическая (через люк)	Мокрый и сухой
15. Вибрационная шаровая непрерывного действия	Стальные шары	Непрерывная центральная (воздушным потоком)	Сухой
16. Вибрационнаяная стержневая непрерывного действия	Стержни	Периферическая (через решетку)	Сухой
17. Вибрационная роликовая периодического действия	Массивный ролик	Периодическая	Сухой
18. Вибрационная роликовая непрерывного действия	Массивный ролик	Периферическая через отверстия в цилиндре	Сухой и мокрый
19. Центробежная многокамерная с неподвижным вертикальным барабаном (рис. 4, н)	Ролики или шары	Непрерывная (через щель между диском и корпусом)	Сухой и мокрый
12. Рудно-галечная бесшаровая (рис. 4, л)	Крупные куски измельчаемой руды	Разгрузка через цапфу	Сухой и мокрый
13. Барабанная роликовая (рис. 4, м)	Массивный ролик	Периферическая разгрузка через окна (или центральная сливная)	Мокрый и сухой
14. Вибрационная шаровая периодического действия	Стальные шары	Периодическая (через люк)	Мокрый и сухой
15. Вибрационная шаровая непрерывного действия	Стальные шары	Непрерывная центральная (воздушным потоком)	Сухой
16. Вибрационнаяная стержневая непрерывного действия	Стержни	Периферическая (через решетку)	Сухой
17. Вибрационная роликовая периодического действия	Массивный ролик	Периодическая	Сухой
18. Вибрационная роликовая непрерывного действия	Периферическая через отверстия в цилиндре	Сухой и мокрый
19. Центробежная многокамерная с неподвижным вертикальным барабаном (рис. 4, н)	Ролики или шары	Непрерывная (через щель между диском и корпусом)	Сухой и мокрый

Барабанные вращающиеся мельницы (тихоходные).
Шаровая мельница периодического действия. Барабанные однокамерные шаровые
мельницы периодического действия (рис. 1, а) наиболее просты по конструкции, но
обладают малой производительностью. Мельницы
<#”651843.files/image002.gif”>

Схема сопряжения шаровой мельницы со
спиральным классификатором для работы в замкнутом цикле

При работе шаровой мельницы к ее
разгрузочной цапфе вместе с тонкоразмолотым материалом неизбежно перемещаются
также и крупные фракции, присутствие которых в готовом продукте нежелательно
или вообще недопустимо по технологическим соображениям. В целях получения
готового продукта с заданной ограниченной предельной крупностью измельчение
осуществляется в замкнутом цикле, для чего мельницу часто соединяют в один
агрегат с механическим или центробежным классификатором либо грохотом, реже – с
воздушным сепаратором.

На рис. 2 показана схема сопряжения
шаровой мельницы со спиральным механическим классификатором для работы в
замкнутом цикле. При мокром помоле измельченный и взмученный в воде материал
сливается через разгрузочную пустотелую цапфу 1 барабана 2 и направляется по
желобу 3 в механический классификатор 4, где выделяется годный по крупности
слив. Крупные частицы материала, не удовлетворяющие кондициям по крупности,
оседают на дне классификатора, образуя так называемые пески. С помощью спиралей
5 (или качающихся гребков) пески выносятся в верхнюю часть корыта
классификатора. Затем по желобу 6 они возвращаются в приемный кожух 7
улиткового или комбинированного питателя, с помощью которого присоединяются к
вновь поступающему материалу-исходному питанию. По аналогичной схеме в
сопряжении с воздушными сепараторами работают мельницы, предназначенные для
сухого помола в замкнутом цикле.

Однокамерные трубные мельницы.
Появление трубных мельниц (см. рис. 1, е), в которых длина барабана в 5-6 раз
превышает его диаметр, было вызвано стремлением получить в одном агрегате
наибольшую степень измельчения, не прибегая к замкнутому циклу. Сравнительно
большая длина трубной мельницы (где в качестве измельчающих тел применяются
шары) почти исключает вероятность попадания нежелательных крупных фракций в
готовый продукт, чем устраняется необходимость контрольной классификации
размолотого материала по принципу замыкания цикла. В этом состоит преимущество
длинной трубной мельницы, получившей свое название благодаря сходству с трубой
большого диаметра.

Недостаток ее в том, что шары одних
и тех же размеров используются не только для размола крупного материала,
находящегося вблизи загрузочного конца, но и для доизмельчения мелкого
продукта, накапливающегося вблизи разгрузочной цапфы. Таким образом, наличие
одной длинной камеры не обеспечивает надлежащего использования мелющих тел, так
как для различных по крупности материалов требуются шары разных размеров;
однообразные по сортаменту смеси шаров работают менее эффективно.

Многокамерные трубные мельницы.
Отмеченный выше недостаток трубных мельниц устранен в многокамерных трубных
мельницах, где материал размалывается последовательно в несколько стадий (см.
рис. 1, ж). Камеры отделены одна от другой решетчатыми диафрагмами, через щели
которых проходят промежуточные продукты измельчения. Для каждой камеры,
применительно к постепенно уменьшающимся размерам кусков и зерен материала,
дифференцированно подбирают измельчающие тела соответствующего размера и формы:
в первую камеру загружаются самые крупные шары, в последнюю – самые мелкие
(взамен мелких шаров часто применяют мелющие тела цилиндрической формы).

Конические шаровые мельницы. Идея естественной
сегрегации шаров была положена в основу конструкции конических мельниц (см.
рис. 1, з), где в отличие от чисто цилиндрических мельниц, по мысли их
изобретателя вблизи загрузочной часта должны располагаться наиболее крупные
шары, в то время как мелкие – должны оттесняться в коническую часть мельницы, к
ее разгрузочной цапфе. В результате такого расслоения (сегрегации) шаров более,
крупный материал будет разрушаться в конической мельнице крупными шарами, а
более мелкие зерна руды подвергнутся затем измельчению мелкими шарами и
благодаря этому общая эффективность работы шаровой загрузки будет выше.

Стержневые мельницы. Стремление к
всемерному снижению переизмельчения продукта привело к идее использования в
качестве измельчающей среды для барабанных мельниц не шаров, а цилиндрических
стержней. Мельницы <#”651843.files/image003.gif”>

Двухкамерная шаровая мельница состоит из полого
сварного барабана 21, закрытого с обеих сторон стальными литыми крышками 5 и 6
с полыми цапфами 4 и 10. Внутренняя поверхность барабана делится перегородкой
19 со щелевидными отверстиями на две камеры, заполненные стальными шарами.

В первой камере по ходу движения материала шары
крупнее, чем во второй. Это повышает эффективность помола за счет обеспечения
соответствия размеров шаров и кусков измельчаемого материала. Барабан шаровой
мельницы цапфами опирается на подшипники 22; вращение ему передается от
электродвигателя через редуктор и зубчатую муфту 14. Внутренняя поверхность
барабана и крышек футерована плитами 20. Загрузка материала в барабан
осуществляется через течку 1 и питатель 2. Затем материал захватывается
лопастями 23 и попадает в полую загрузочную цапфу, имеющую шнековую насадку 3.
Выгрузка материала происходит через полую цапфу 10. Измельченный материал из
барабана проходит через торцовую решетку 7 и поступает на элеваторное
устройство. Между решеткой и торцовой крышкой установлен конус 8 с приваренными
к нему радиальными лопастями 18, образующими ряд секторов. Материал, попавший в
нижний сектор, при вращении барабана поднимается и по конусу 8 ссыпается в
полость шнековой насадки 9, размещенной в полой цапфе 10. Через окна в
разгрузочном патрубке 13 материал попадает на сито 12, служащее для задержания
раздробленных мелющих тел. Через патрубок 11 в кожухе 15 осуществляется
аспирация воздуха.

Барабанная шаровая мельница использует в своей
конструкции подшипники скольжения сферические самоустанавливающиеся, состоящие
из корпуса 17, крышки и нижнего вкладыша 16. Барабан мельницы изготавливают
сварным из листовой стали. Его внутренняя поверхность футерована плитами из
износостойких материалов со звукоизолирующими прокладками. Профиль и схема
установки футеровочных плит существенно влияет на процесс измельчения материала
и производительность барабанных мельниц. Барабанная шаровая мельница имеет
максимальную полезность при избирательном измельчение материала, когда крупные
частицы измельчаются ударом, а мелкие – истиранием . Шаровая мельница
следовательно должна обеспечивать чередование ударного режима с истиранием. На
практике это реализуется за счет использования для футеровки элементов,
обеспечивающих переменный коэффициент сцепления мелющих тел со стенками
барабана.

Барабан представляет собой сварную конструкцию
из листовой стали, внутренняя поверхность которого футеруется броневыми
листами. Для предохранения внутренней поверхности барабана от повреждения, а
также для снижения шума и теплопотерь под бронеплиты прокладывают асбестовую
ткань или другой подобный материал.

Междукамерные перегородки мельниц бывают с
радиальным или концентрическим расположением щелей, одинарные, двойные или
элеваторные. Их выполняют из марганцовой стали. Применение наклонной
междукамерной перегородки увеличивает интенсивность обработки материала
мелющими телами, в результате чего повышается производительность мельниц.
Загрузочные и разгрузочные торцовые крышки изготовляются из стального литья и
присоединяются к фланцам барабана болтами. Внутренняя поверхность торцовых
крышек также футерована бронеплитами. Загрузочные и разгрузочные трубошнеки
имеют сварную конструкцию и способствуют равномерной загрузке и разгрузке
материала мельницы. Барабанные мельницы сравнительно просты по конструкции и
удобны в эксплуатации. Однако они имеют существенные недостатки: малые скорости
воздействия мелющих тел на материал, в работе участвует только часть мелющих
тел, рабочий объём барабана используется на 35-45%, расход энергии составляет
35-40 кВт в ч/т.

Назначение шаровой мельницы

Под измельчением твердых
материалов (ТМ) понимают направленное уменьшение их размеров путем
механического (реже – какого-либо иного) воздействия на ТМ.

Общее назначение процессов
измельчения:

увеличение поверхности контакта
измельчаемого ТМ для осуществления ряда химических, физических,
физико-химических процессов, если именно поверхность межфазного контакта
определяет интенсивность процесса в целом.

применение ТМ в последующих
конкретных технологических процессах, если их возможно осуществить с ТМ только
в тонкоизмельченном состоянии (составление композиций и др.)

выделение
(“вскрытие”) целевого компонента, изначально существующего в твердой
породе в смеси с ней (например, процессы выщелачивания в гидрометаллургии или
полимерных технологиях).

Классификация размольных машин.
Процессы измельчения формально и условно классифицируют по размерам (начальному
d_н
и конечному d_k)
зерен, кусков, частиц ТМ, иногда дополнительно и по степени измельчения.

Более обоснованной является
классификация по способам измельчения. Основные из этих способов:
раздавливание; изгиб, иначе – разламывание; раскалывание; удар и истирание. В
размольных машинах разрушение ТМ, как правило, происходит одновременно
несколькими способами, так что следует говорить о комбинированном воздействии
на ТМ, может быть – с преобладанием какого-либо одного или двух-трех способов.
При этом выбор способа (соответственно – типа размольной машины) определяется
свойствами ТМ и отчасти исходным и конечным размерами кусков.

Мельница шаровая предназначена
для размалывания (истирания) ТМ; каменного угля, глины, кокса, графита,
формовочного песка и может быть использована для измельчения других материалов:
шамота, кварца, шифера, известняка и т.д. тонкость помола достигается путём
установки сит требуемой густоты.

Шары стальные мелющие для
шаровых мельниц

По твердости шары металлические
подразделяются на 4 группы:

. Нормальной твердости общего
назначения

. Повышенной твердости общего
назначения

. Высокой твердости для
измельчения руд черных металлов

. Особо высокой твердости для
измельчения руд цветных металлов, цемента и огнеупоров

Диаметр стальных помольных
шаров варьируется от 15 мм до 120 мм.

Условный диаметр, мм	Номинальный диаметр, мм	Масса одного шара, кг
15 20 25 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120	15,0 20,0 25,0 31,5 41,5 52,0 62,0 73,0 83,0 94,0 104,0 114,0 125,0	0,014 0,033 0,064 0,128 0,294 0,58 0,98 1,60 2,35 3,41 4,62 6,09 8,03

Расчет шаровой мельницы

Исходные данные:

Диаметр барабана D, 1500 в мм

Длина барабана L, 5605 в мм

Производительность 5 – 6 т/ч

Частота вращения барабана 28 об/мин

Масса мелющих тел (в зависимости от
комплектации) 12 т

Задача расчета:

Определение оптимального числа оборотов
барабана, производительности шаровой мельницы и потребной мощности для ее
работы. Кроме того теоретически проверяем заявленные разработчиком мельницы
(модель СМ-436) параметры.

Схема движения шаров в шаровой
мельнице к расчету оптимальной частоты вращения барабана

Методика расчета:

. Определение оптимального
значения числа оборотов барабана.

Частота вращения барабана должна
быть такой, чтобы шары и материал под действием центробежных сил инерции
прижимались к внутренней поверхности барабана на наиболее выгодной высоте Н, а
затем, падая вниз, выполняли наибольшую работу измельчения. Максимум высоты
падения шара, как показывают расчеты достигается при угле отрыва = 54⁰40`.

Для шаровых вращающихся мельниц
<#”651843.files/image006.gif”>

острыми гранями, а шероховатость их
поверхности невелика.

а)                            б)                                
в)                        г)

Схемы движения размольных тел в
шаровой вращающейся мельнице <#”651843.files/image007.gif”>;

 , с^-1

n=0,44
об/сек=26,4 об/мин

Критическая частота вращения
барабана определяется по формуле

 n_кр= 51,7 об/мин = 0,86
об/сек

барабанный шаровой мельница мощность

Барабан мельницы вращается с частотой 60-95%
«критической частоты вращения». При превышении этого предела мельница выходит
из строя раньше положенного срока. При значительном превышении критической
частоты вращения мелющие тела центробежной силой прижимаются к барабану и
измельчение прекращается. Для работы при сверхкритической частоте вращения
требуются гладкие футеровочные плиты внутри барабана, малая нагрузка крупных
шаров.

Где G – сила тяжести шара, g –
ускорение силы тяжести, R
– радиус окружности проходящей через центры шаров внешнего слоя

. Оптимальный диаметр шаров
определяют по приближенной формуле:

 ,м

где d – наибольший размер частиц
измельчаемого материала, м

 , м Dш=0,08 м

. Определяется расчетный радиус
барабана мельницы

 , м Rб=0,71 м

. Редуцированный радиус шаровой
загрузки

 , м Ro=0,55 м

. Определяется вес шаровой загрузки

Количество шаров, загружаемых в
мельницу, должно быть таким, чтобы во время ее работы каждый ряд шаров совершал
движение по своей траектории, не сталкиваясь с шарами других рядов. Величина
загрузки мельницы мелющими телами характеризуется коэффициентом заполнения

Где F1 – площадь загрузки шарами
поперечного сечения неподвижной мельницы; F – площадь поперечного сечения всей
мельницы.

В зависимости от условий работы
коэффициент заполнения принимают в пределах

Полную загрузку мельницы G мелющими
телами при принятом рассчитывают
по формуле

Где D – внутренний диаметр барабана
мельницы, L – Длина барабана, (плотность шаров) = 3,5…4 т/м³
=0,5…0,6 –
коэффициент разрыхления загружаемого материала r=78кг/м³

. Производительность шаровой
мельницы определяется по формуле

=6,45V ⋅
D ⋅
(G / V )0,8 ⋅ q y ⋅
K n

где qу – удельная производительность, т/кВт*ч
мощности (при мокром помоле 0,05-0,25, при сухом 0,03 – 0,4);

Кп – поправочный коэффициент на тонкость помола
(при остатке на сите от 2 до 20 % соответственно составляет от 0,588 до
1,425);- внутренний диаметр мельницы, м;- масса мелющих тел, т;- внутренний
объем мельницы, м3.

V=
G/jrV=9,65/7,8х0,25=4,94
м³

Q=6,45х4,94х1,5х(9,65/4,94)х0,8х0,05х1,4=5,2
т

. Рассчитывается мощность
потребляемая шаровой мельницей

Мощность, потребляемая шаровой
мельницей расходуется на сообщение шарам кинетической энергии при каждом цикле
движений.

 , кВт

Вывод

Список используемой литературы

1
Ким В.С., Скачков В.В. Оборудование подготовительного производства заводов
пластмасс. М., Машиностроение, 1977

В.М.
Королев, Е.И. Шитов Оборудование литейных цехов. Минск 1998

В.Я.
Борщев Оборудование, для измельчения материалов: дробилки и мельницы. Учебное
пособие. Тамбов: Издательство Тамбовского Технического Университета, 2004. 75с