Способ измельчения твердыхматериалов

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советсник

Соцналнстнчесни»

Реснублнн

<и> 816543 изобретения

Норильский ордена Ленина и ордена Tp aoro горно-металлургический комбинат им. А (7!) Заявитель (84) СПОСОБ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ ТВЕРДЫХ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к технологии грубого измельчения твердых материалов и может быть использовано в горной промышленности, например для измельчения компонентов вяжущего, входящих в состав твердеющих смесей для закладки выработанного пространства при подземной выработке месторождений полезных "ископаемых.

Известна вертикальная пневматическая мельница, реализующая способ ударного

1О измельчения твердых материалов, включаю щий подачу сжатого rasa и материала в нижний конец. трубы, ускорение его и вы— брос на отбойную плиту с разрушением материала при ударе $1).

Этот способ измельчения позволяет добиться необходимой тонкости измельчения, но имеет существенный недостаток высокий расход сжатого газа для разгона материала до высокой скорости в направле36 нии, противоположном силе тяжести, что предопределяет высокие затраты энергии на измельчение.

Наиболее близким по достигаемому эффекту к изобретению является способ измельчения твердых материалов, который применяется при работе гравитационнопневматической мельницы. Способ включает подачу измепьчаемого материала в верхний конец трубы,,ввод в трубу сжатого воздуха, сообщение материалу скорости преимущественно под действием силы тяжести и разрушение в .результате соударения с отбойной плитой.

Достоинством известного способа явля« ется сравнительно низкий расход энергоносителя (сжатого воздуха), который используется -для измельчения мелкодисперсного материала, в то время как наиболее крупные куски иэмельчаются преимущественно эа счет использования силы тяжести в результате их взаимодействия с отбойной плитой при скоростях 30-35 мlс(21.

Основным недостатком этого способа является низкая эффективность изменения материалов средней и повышенной прочности, приводящая к повышенным затра3 8165 там энергии. Этот недостаток обусловлен низкой скоростью материала, приобретаемой им на участке свободного падения.

Поскольку сжатый гаэ вводится в нижнюю часть трубы для разлома мелких частиц, 5 крупный материал приобретает скорость к моменту столкновения с отбойной плитой 30-35 м/с, что недостаточно для эффективного дробления материалов со средней и повышенной прочностью. о

Скорость падения кусков твердого материала с плотностью около 3 г/см и размером 30-40 мм в неподвижном .воздухе при нормальных усповиях не может превышать 4050 м/с, а для кусков меньше го размера она уменьшается в связи с

15 тем, что парусность изменяется пропорционально квадрату диаметра частицы. Поэтому увеличение длины пути разгона путем увеличения высоты падения не при. водит к положитепьным результатам. В го связи с этим для достижения кусками ма» териала в момент столкновения с отбойной плитой скорости порядка 100 м/с и более, когда происходит интенсивное измельчение прочных пород, необходимо резкое

25 увеличение количества энергоноситепя, вводимого в. нижнюю часть трубы, приводящее к тому, что по затратам способ становится близким к технологии, реализуемой в вышеописанном режиме.

Цепь изобретения - снижение энергозатрат на измепьчение твердых материалов.

Поставленная цепь достигается тем, что в известном способе измельчение твер-,5 дых материалов в вертикальной пневмогравитационной трубе с отбойной плитой, вкпючающем подачу иэмепьчаемого материапа в верхний конец трубы, ввод в трубу сжатого воздуха, сообщение материалу око- 4О рости преимущественно под действием силы тяжести.и разрушение в результате еоударения с отбойной плитой, сжатый воздух подают в верхний конец трубы и скорость его по длине трубы поддерживают близкой к .скорости свободного падения.

Кроме того, с целью упрощения peawзации способа,, изменение скорости воздуха по длине трубы выдерживают согласно выражению h-R26H U-2,2БЯ" н- оден откуда V = +1,5 Н.

2,Д Ь%

7й

Пример.,По литературным данным для эффективного осуществления измельчения твердых материалов скорость взаимного столкновения должна составлять не менее 100 м/с. Такая скорость

50 .материала может быть, согласно приве- . денной формуле, осуществлена при свободном падении, с высоты Н = 500 м.

Произведен расчет процесса и сечения трубы дпя реализации измельчения по предлагаемой технологии. С использованием известной методики получаем, что для обеспечения требуемых условий пневмогравитационная труба при высоте 500 м долж+A,51/Й, 2.,93tl

Н где ф — скорость воздуха в сечение трубы, удаленном от верхнего конусана Я м, м/с;

Н - высота трубы в м.

43 4

Вследствие близости значений скорости падения материала и скорости движения воздуха в трубе все частицы- материала, ускоряясь до высокой скорости эа счет свободного падения, практически не испытывают сопротивления воздуха, в результате чего скорость материала перед ударом о ппиту определяется только вы-, сотой трубы, а расход воздуха будет невелик, т.е. энергия затрачивается только на просос воздуха, а материал разгоняется за счет использования потенциальной энергии при свободном падении.

Обеспечение точного равенства скорости воздуха и материала при свободном падении последнего трудно .реализуемо, так как потребует изготовление трубы сложного профиля или применения сложной системы регулирования. Поэтому квадратичная зависимость скорости от высоты падения BIIIIpoKGBMBpoBBHB линейной зависимостью.Так, рассмотрение графической зависимости Ч=Яа Кпокаэывает, что со сравнительно высокой точностью квадратичная связь может быть заменена линейной при проведении прямой через две точки, одна из которых соответствует максимальной скорости материала перед ударом о плиту, что имеет место при прохождении материалом всей высоты трубы Н, а другая имеет координаты, соответствующие точке, где скорость свободного падения равна 0,51 от максимальной. Значения координат этих точек составят:

Для 1-й точки Ч=ЯН =4,437Й; И„=Н

Для 2-.й точки !

Ч --0;61Ч =4,431Ц26Н=2 Л)/Н; g =р,у,ц

Тогда линейная зависимость будет. иметь следующий вид

816543 на иметь внутренний диаметр 110—

120 мм, давление воздуха на входе в трубу должно иметь значение 4,43 ати, на выходе — 3,33 ати. Скорость воздуха на входе в трубу должна быть 32 м/с.

В этих условиях расход сжатого воздуха составит 1,24 нм /с или 4475 нм /ч.

При расчетной производительности около

300 т/час удельный расход воздуха составит 0,015 нм /ч, это примерно в 1р

100 раз меньше затрат при струйном измельчении по известной технологии.

Наибольшие возможности для реализа ции предлагаемой технологии имеются в горнорудной промышленности, где глубина д подземной разработки месторождений достигает 1500 м и имеется большая потребность в измельчении больших объемов твердых материалов (шлаки, известняки, ангидриды и др.), используемых для закладочных работ в горных выработках.

V = — %161H, Q9З 4 Гн где Y — скорость воздуха в сечении тру.бы, удаленном от верхнего конца на л м, м/с;

Н - высота трубы, м.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N 71489, кл. В 02 С 19/00, 1947.

2. Авторское свидетельство СССР

N. 67898, кл. В 02 С 19/00, 1946. зй

Формула изобретения

1. Способ измельчения твердых мате- риалов .в вертикальной пневмогравитационной трубе с отбойной плитой, включающий подачу измельчаемого материала в верхний конец трубы, ввод в трубу сжатого воздуха, сообщение материалу скорости преимущественно под действием силы тяжести и разрушение в результате соударения с отбойной плитой, о т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью снижения удельных энергозатрат на измельчение, сжатый воздух подают в верхний конец трубы и скорость его по длине трубы поддерживают близкой к скорости свободного падения.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью упрощения реализации способа, изменение скорости воздуха по длине трубы выдерживают согласно выражению

Составитель E. Николаев, Редактор Т. Портная Техред Д.Бабинец Корректор С. Шомак

Заказ 1098/7 Тираж 661 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4