Влияние циркулирующих потоков на эффективность измельчения в центробежной мельнице со ступенчатыми рабочими органами

Влияние циркулирующих потоков на эффективность измельчения в центробежной мельнице со ступенчатыми рабочими органами.

От редакции сайта: представляем описание очередной конструкции центробежной (роторно-вихревой) мельницы - ступенчатой. К сожалению не описано, как бороться с третьим законом Ньютона (действие равно противодействию). При высокой скорости ротора и твердости руды даже при невысокой крупности исходного продукта будет значительный износ рабочих органов. Центробежные мельницы были разработаны в начале ХХ века, но не использовались широко в переработке минерального сырья потому, что рабочие органы не были защищены от износа. Только после 1980 года, когда новозеландцы Бертли и Макдональдс изобрели самофутирующийся ускоритель, началось триумфальное шествие центробежно-ударных мельниц. В результате хорошая идея ступенчатой мельницы (переход к более высоким энергиям удара по мере снижения крупности продукта) применима только к малоабразивным материалам. К тому же, уже готовая крупность, полученная на первых ступенях измельчения, будет продолжать загружать следующие более энегозатратные ступени. В этом отношении следующим развитием предлагаемой в данной статье идеи является «идеальный ротор» фирмы Иекеринг (Jekering - http://en. jaeckering. de/rotors. html ), совмещающий функции измельчителя и классификатора (проток воздуха оперативно выводит готовый продукт из камеры измельчения по мере снижения крупности). Но и он не лишен вышеописанных недостатков и для борьбы с износом традиционно предлагается простая установка абразивостойких дорогих ударных элементов. Однако чем больше износостойкость элемента, тем хрупче материал, из которого он изготовлен. Поэтому такие решения по защите от износа применимы к относительно малым исходным крупностям. Твердый сплав – до 1-5мм (в зависимости от удельного веса измельчаемого материала), большинство керамики – до 500 мкм.

Адрес статьи: http://www. *****/files/Data/2010/2/MatveevVinok_2_2010.pdf

Авторы: (ИГДС СО РАН) (ИГДС СО РАН)

В настоящее время большую популярность приобретают измельчительные установки с многоактным динамическим воздействием. Преимущества центробежных измельчителей «сухого» измельчения с многоактными динамическими воздействиями заключаются в эффективности измельчения, энерго - и металлоемкости. Эффект измельчения сопровождается высокой раскрываемостью мономинеральных зерен. Конструктивно многократные динамические воздействия на измельчаемые частицы обеспечиваются наличием противоположно вращающихся рабочих органов, способных придать противонаправленные импульсы частицам в рабочей камере мельницы.

Нами были разработаны измельчители с разной формой рабочих органов: с конусообразной, тарельчатой и ступенчатой формой активаторов. По проведенным сравнительным исследованиям эффективности работы измельчителей, было установлено превосходство измельчителя со ступенчатыми рабочими органами. Установлено, что в измельчителе со ступенчатыми рабочими органами повышению эффективности измельчения способствует образование циркулирующих потоков частиц руды, на уровне каждой ступени, при этом измельчаемые частицы подвергаются динамическим нагрузкам не только в процессе многократных ударных нагрузок, но и в процессе самоизмельчения частиц друг с другом. Циркулирующие потоки (рис. 1) образуются в рабочей камере ступенчатого измельчителя на кромках ступеней за счет центробежной силы и ударных нагрузок.

Рис. 1. Схема циркулирующих потоков в рабочей камере ЦМВУ-800

При исследовании на лабораторной мельнице с трехступенчатыми рабочими органами при диаметре рабочих органов верхнего 25 см и нижнего 22 см, был экспериментально установлен оптимальный режим противоположного вращения рабочих органов: соотношение скоростей противоположно вращающихся рабочих органов 3,5:1, что соответствует 2000 об/мин верхнего и 7000 об/мин нижнего.

Рис. 2. Сравнительные суммарные гранулометрические характеристики продуктов измельчения.

Так, на рис. 2 представлены сравнительные суммарные гранулометрические характеристики продуктов дезинтеграции исходного рудного материала крупность -1,6+1 мм в центробежной мельнице ЦМВУ-800, при варьировании скоростей вращения нижнего относительно верхнего рабочего органа, где видно, что при скоростях вращения верхнего рабочего органа 2000 об/мин и нижнего рабочего органа 7000 об/мин достигаются наилучшие результаты измельчения геоматериалов. Эти результаты были учтены при разработке и создании промышленного образца центробежной мельницы ЦМВУ-800 с учетом масштабного соотношения. При этом влияние циркулирующих потоков на эффективность измельчения зависит от исходной загрузки. Так при испытании промышленного образца центробежной мельницы ЦМВУ-800 было установлено, что эффект самоизмельчения при образовании циркулирующих потоков заметно проявляется при загрузке мельницы от 4 до 6 т/ч.

С учетом полученных результатов испытаний в промышленном образце ЦМВУ-800, мельница модернизирована. Упрошена конструкция узла загрузки, изменено расположение места двигателей, предложены для защиты от износа установка на рабочих органах съемных накладок из сплава 110Г13Л-1, изменена конструкция защитного кожуха аппарата.

Таким образом, установлено, что условия образования циркулирующих потоков и их влияние на эффективность измельчения рудных частиц, зависит от особенностей конструкции и исходной загрузки центробежной мельницы ЦМВУ-800.