Способ измельчения материалов в шаровых барабанных мельницах

 

(19)SU(11)1543627(13)A1(51)  МПК ⁶    _B02C23/06(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯк авторскому свидетельствуСтатус: по данным на 28.01.2013 - прекратил действиеПошлина:

(54) СПОСОБ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ В ШАРОВЫХ БАРАБАННЫХ МЕЛЬНИЦАХ

Изобретение относится к способам измельчения различных материалов в шаровых барабанных мельницах с использованием интенсификаторов помола и может быть использовано в цементной пpомышленности пpи сухом помоле сырьевых материалов и портландцементного клинкера. Целью изобретения является повышение эффективности процесса измельчения. Способ основывается на том, что при вводе ПАВ посредством форсунки с регулируемым углом наклона в шаровую барабанную мельницу повышение эффективности процесса измельчения достигается за счет расклинивающего действия молекул ПАВ, адсорбционного понижения прочности мелких частиц, диспеpгирования, предотвращения налипания частиц измельчаемого матеpиала на рабочие органы мельницы, предотвращения агрегатирования и агломеpации частиц материала, увеличения подвижности матеpиала, отвода статических зарядов электричества от частиц измельчаемого материала и металлических частей барабана мельницы. Использование форсунки с регулиpуемым углом наклона обеспечивает подачу ПАВ на любой участок мельницы за счет напpавления выходного сопла форсунки в соответствующую зону внутpи барабана мельницы. Способ исследован на мельнице 0,3х3 м пеpиодического действия и проведен на мельнице 0,5х95 м непрерывного действия. В качестве измельчаемого материала использован клинкер вращающихся печей Белгородского цементного завода, его фракции (+0,63)-(-2,5) мм. В качестве интенсификации помола использован 10% -ный водный раствор лигносульфоната технического модернизиpованного (ЛСТМ-1) в количестве 0,025% от массы измельченного материала (на 4 кг клинкера - 1 мг ПАВ). Интенсификатор вводился чеpез полую цапфу мельницы распылением посредством форсунки, последовательно напpавляемой в измельчаемый материал перед подачей его в мельницу, по оси баpабана, направленным факелом в зону падения шаров - на "пяту" на мельнице тела - в зону их отрыва, на внутреннюю повеpхность барабана, pасположенную над загpузкой, на различную длину от начала загрузки в пеpвую и втоpую камеры мельницы. На пpотяжении всех опытов вводилось одинаковое количество ПАВ. Контpолиpовалась тонкость помола, часовая пpоизводительность, потребляемая мощность, удельный расход энергии. Результаты осуществления способа измельчения с использованием интенсификаторов помола приведены в таблице. Все показатели по всем группам опытов приведены к 10%-ному остатку на контpольном сите с размером ячеек 80 мкм. Минимальная эффективность действия ПАВ при его введении в измельчаемый материал (опыт 2) объясняется тем, что около 75% его находится в зоне малой интенсивности движения мелющих тел и только около 25% используется во внешней, наиболее подвижной и, следовательно, пpоизводящей большую работу измельчения в зоне загрузки. Повышение производительности объясняется за счет адсорбционного понижения прочности, диспергиpования, частично повышения подвижности и в меньшей мере расклинивающего действия молекул ПАВ, так как количество ПАВ не достаточно для равномерного распределения на вновь образуемой поверхности частицы измельчаемого материала. Этот способ подачи принят за контрольный. При введении ПАВ распылением посредством форсунки по оси баpабана (опыт 3.1) производительность возpастает на 29,8%, удельный pасход энергии снижается также на 29,8%. Повышение производительности объясняется тем, что на участке мельницы, куда подается ПАВ в застойной зоне загрузки, ПАВ отсутствует. Основная масса интенсификатора помола поступает и равномеpно распределяется по всей внешней поверхности загрузки, т.е. в рабочей зоне, концентрация ПАВ составляет не 0,025%, а значительно больше. Если пересчитать концентрацию ПАВ на внешний слой материала, то его концентрация достигает 0,1-0,08. В дальнейшем ПАВ захватывается загpузкой и равномерно распределяется по всему объему. Эффективность процесса измельчения повышается в большей мере за счет расклинивающего действия молекул ПАВ и предотвращения агрегатирования измельчаемого материала. При подаче ПАВ на свободную поверхность футеpовки, расположенную над загрузочной (опыт 3.2), производительность мельницы возрастает на 36,9% при соответствующем снижении удельного расхода энергии. Повышение эффективности процесса измельчения в данном случае объясняется тем, что полностью отсутствует налипание ПАВ на футеровку (в предыдущих опытах это явление имело место). Отсутствие налипания повышает коэффициент сцепления мелющих тел с футеровкой, увеличивает угол их подъема и, следовательно, потенциальную энергию их удара. ПАВ поступает в зону трения между мелющими телами, материалом и футеровкой, а затем обогащенный интенсификатором помола измельчаемый материал поступает на "пяту" - в зону падения мелющих тел. Повышение эффективности процесса измельчения достигается за счет адсорбционного понижения прочности, предотвращения налипания на мелющие тела и футеровку, повышения подвижности материала и в меньшей степени за счет расклинивающего действия молекул ПАВ. Подача ПАВ на мелющие тела в зону их отрыва (опыт 3.3) обеспечивает повышение производительности на 46,2%, снижение удельного расхода энергии на 46,2% . Интенсификация процесса измельчения достигается за счет того, что ПАВ покрывает равномерным слоем мелющие тела, особенно их нижнюю рабочую поверхность. Это исключает налипание материала на мелющие тела, предотвращает агломерацию и агрегатирование, обеспечивает равномерное распределение ПАВ на поверхности измельчаемого материала в момент их падения на "пяту". Наибольший эффект достигается за счет расклинивающего действия ПАВ, так как каждый шар в момент удара его по частицам измельчаемого материала направляет молекулы ПАВ во вновь образуемые, но не до конца раскрываемые трещины. Наибольшая эффективность процесса измельчения достигается при подаче ПАВ на "пяту" - в зону падения мелющих тел (опыт 3, 4). Производительность мельницы возрастает на 61,9%, удельный расход энергии снижается также на 61,9% . Интенсификация процесса измельчения происходит за счет расклинивающего действия молекул ПАВ, так как интенсификатор помола подается в зону удара мелющих тел по частицам измельчаемого материала. В зоне падения мелющих тел на "пяте" происходит максимальный обмен энергией между мелющими телами и материалом. Здесь высвобождается внутренняя энергия частиц измельчаемого материала, образуется новая поверхность. Вследствие этого в данной зоне работы загрузки молекулы ПАВ с наибольшей интенсивностью взаимодействуют с вновь образованной поверхностью, предотвращая их агрегирование, агломерацию, налипание. За счет адсорбции и хемосорбции снижается поверхностная прочность частиц, предотвращается их агрегирование. Способ измельчения с подачей интенсификаторов помола на определенные участки внутренней поверхности барабана мельницы посредством форсунки с регулируемым углом наклона, а также в определенные зоны работы загрузки без дополнительных затрат за счет рационального использования ПАВ и повышения эффективности процесса измельчения обеспечивает увеличение производительности и снижение удельного расхода энергии.

Формула изобретения

1. СПОСОБ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ В ШАРОВЫХ БАРАБАННЫХ МЕЛЬНИЦАХ, включающий введение поверхностно-активных веществ (ПАВ) распылением в мельницу посредством форсунки на участки барабана, удаление от загрузки на расстояние 0,75-1,75 его диаметра, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса измельчения, ПАВ подают направленным факелом в зону максимального обмена энергией между мелющими телами и измельчаемым материалом, а также на рабочие органы, расположенные внутри барабана мельницы. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что всю массу ПАВ подают на "пяту" в зону падения мелющих тел. 3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что ПАВ вещества подают на мелющие тела в зону из отрыва от барабана мельницы. 4. Способ по пп. 1,2 и 3, отличающийся тем, что ПАВ вещества подают на свободную поверхность футеровки, расположенную над загрузкой.

РИСУНКИ

Рисунок 1