Для разделения по размерам применяют сухую классифика­цию на грохотах или в пневматических аппаратах. Наибольшее распространение получило механическое разделение, сущность которого заключается в пропускании материала через раздели­тельную перегородку с отверстиями. Неподвижная перегородка малоэффективна, и такую конструкцию применяют в основном для отделения крупных включений от сыпучего сырья при загруз­ке бункеров. Движение просеивающей поверхности может быть вращательным, колебательным как вдоль, так и поперек полотна или более сложным. Вращающиеся грохоты устанавливают обыч­но после барабанных сушилок и используют для отделения круп­ных кусков. Вследствие малой эффективности грохочения и удельных нагрузок для других целей их не используют.

Для рассева гранул применяют гирационные и подвесные гро­хоты, привод которых осуществляют от коленчатого вала, и элек-

тромагнитные с нормальной траекторией движения сита. По­следние, обладая большей пропускной способностью, менее на­дежны в работе из-за поломок сеток и электромагнитов.

Чаще всего в промышленности минеральных удобрений ис­пользуют инерционные грохоты. Они различаются числом сит, способами их натяжки, крепления, очистки, герметизации, кон­струкцией устройства для распределения материала по ширине сита. Для натяжки сит используют рамы, плоский или выгнутый подситник, болты с пружинами. Для непрерывной очистки сеток применяют резиновые шары, щетки, пневмоустройства, устанав­ливаемые снизу. В последнем случае особо важно герметичное исполнение грохота. Значительное улучшение работы грохота до­стигается при использовании виброраспределителей материала. Для этих целей служат также многожелобчатые лотки и подпор­ные пороги типа «пила». Наиболее благоприятна для рассева вы­сота слоя на сите, соответствующая двум-трем границам разде­ления.

Грохоты инерционного типа обычно совершают круговые или эллиптические колебания, амплитуда которых изменяется от 1 до 4 мм и регулируется положением эксцентриков на валу привода. Частота колебаний наклонного грохота [206]:

/=44 УйТ (6.1)

(где I — размер отверстия; а — амплитуда колебаний). Экспери­ментально установлено, что самоочищение от «трудных» зерен происходит при высоте подбрасывания материала h>0,4/ [245].

Производительность вибрационных грохотов точному расчету не поддается и является величиной опытной. Однако известно, что она пропорциональна ширине сита, высоте слоя материала и ско­рости его движения. Последняя зависит от угла наклона, частоты и амплитуды вибрации сита. Ориентировочно ее определяют по известной методике [246].

Находящаяся на наклонном сите частица в результате его вибрации под­брасывается на высоту, равную амплитуде вибрации, а затем под действием силы тяжести падает вертикально, смещаясь вдоль сита на расстояние 5= =atga, где a — угол наклона сита. При п колебаний сита в минуту скорость движения частицы (в м/с)

o=(atga)n/60. (6.2)

При длине сита L (в м) время пребывания на нем (в с) x=L/v. Задава­ясь временем рассева, можно определить длину сита при данной произво­дительности грохота (в кг/с):

Q=BhvpH (6.3)

(где В — ширина сита, м; h — высота слоя материала, м; рн — насыпная плотность материала, кг/м3).

Как видно из формулы, производительность не связана с качеством рассева, а основной показатель для расчета размеров сита — время рассе­ва— может быть определен только из эксперимента.

РИС. 6-2^ Зависимость эффективности грохочения г| от удельной нагрузки на сито Q

В других известных из литературы [246—248] методах расче­та грохотов также используются полученные экспериментально константы, анализ которых показывает, что при постоянных па­раметрах работы грохота они определяются свойствами продукта и 'могут быть заменены комплексным показателем — удельной на­грузкой, рассчитываемой как отношение расхода материала, по­ступающего на сито, к его площади. Тогда размер просеивающей поверхности можно определить по заданной производительности, а соотношение ее ширины и длины — из условия равномерного распределения продукта по ситу.

Приводимые в работах [246, 249] данные по удельным нагруз­кам не всегда охватывают интересующий нас диапазон размеров 1—4 мм, иногда противоречат друг другу и относятся к продук­там с различными свойствами.

С целью разработки методики расчета грохотов для мине­ральных удобрений на инерционных грохотах с ситами площадью от 1 до 9 м2 проведено исследование влияния различных пара­метров на допустимую удельную нагрузку и эффективность раз­деления [250, 251]. Наибольшее внимание уделено разделению по границе 1 мм, поскольку она является нижним пределом круп­ности товарной продукции и лимитирует производительность при рассеве.

Экспериментально установлено, что допустимая для получе­ния удобрений требуемого гранулометрического состава удельная нагрузка зависит от содержания мелкой фракции в исходном продукте. Так, по промышленным данным, для суперфосфата эта

зависимость приведена на рис. 6-1.

/

Удельная нагрузка зависит также и от требуемой. эффектив - ности разделения. В результате обработки экспериментальных данных получена зависимость

Q=W~n"'> (6-4)

где Qо — нагрузка, при которой эффективность равна нулю, зависящая от конструкции, режима работы грохота и крупности рассеиваемого материала; п — эмпирический коэффициент, зависящий от сыпучести и адгезионных свойств продукта; г) — общая эффективность грохочения, т. е. эффективность с учетом засорения подситового продукта крупной фракцией:

т, = (р - а) (а - Є) / [а(1 - а) (р - 0) ], (6.5)

где а, р, 6 — содержание какой-либо фракции соответственно в исходном, подситовом и надситовом продуктах.

Для практического использования формулы (6.4) необходимо для дан­ного типа_грохота и рассеиваемого материала экспериментально определить значения и п.

Задавшись эффективностью, легко найти допустимую удельную нагрузку. Так, опытным путем установлено, что при разделении по границе 1 мм на электромагнитном грохоте с сеткой, имеющей ячейки 2X2 мм, для двойного суперфосфата со свободной кислотностью менее 7%, влажностью менее 6%. и температурой менее 70 °С @0=1,94 кг/(м2-с); я=1,4. Сопоставление данных по рассеву такого продукта показывает удовлетворительную сходимость эк­сперимента и расчета (рис. 6-2). Следует заметить, что суперфосфат имеет наибольшую из удобрений адгезию к рассеивающей поверхности, поэтому расчет по формуле (6.4) для других удобрений дает некоторый запас.

Выбор грохота проводят в основном по требуемой пропускной способности с учетом эксплуатационных характеристик. Важно для грохота данного типа в зависимости от особенностей продук­та и технологической схемы подобрать определенные вид сита и размер его ячеек. Используют плетеные и штампованные ме­таллические и резиновые сита. Необходимость применения в технологии удобрений нержавеющих сталей снижает надежность работы штампованных сит. Такие сита со шпальтовыми отвер­стиями устанавливают в многоретурных схемах для увеличения производительности грохота (при неизбежном снижении эффек­тивности процесса).

Имеется опыт эксплуатации резиновых штампованных или ли­тых решеток, а также сеток из резинового шнура (струнные сита). Они менее шумны, имеют большие эффективность, изно­состойкость, способны к самоочистке, что особенно важно при обработке адгезионных удобрений.

Рекомендуемое расстояние между струнами 1,2—1,6 от границы разде­ления, натяжка струн — поперек грохота. Под ситом устанавливают под­ситник, на входе — резиновый лист для смягчения удара. Прокатные резино­вые сита имеют расширяющиеся книзу отверстия, что предотвращает их засорение. Недостатки резиновых сит — сложность крепежа и малое живое сечение, что снижает их производительность.

От границы разделения, т. е. от размера ячеек сита, зависит удельна» нагрузка на него. Оценка работы грохота при удельных нагрузках до 8,5 кг/(м2-с) показала, что с увеличением размера ячеек сита, наклоненного под углом 13—15°, от ІХІ до 2X2 мм эффективность отделения зерен раз-

мером 1 мм (т)') непрерывно растет. С использованием приведенных выше обозначений ее рассчитывают по формуле

1)'= (а— 0)/[а(1 — 6)]. (6.6>

Общая эффективность грохота (ц) проходит через максимум, причем он приходится на размер ячеек 1,4X1,4 мм (рис. 6-3). Такие сетки целесообраз­но использовать в производствах, где технологически необходимое количество ретура невелико (кратность 0,3—0,7) и не наблюдается налипания на сетку.

Для продуктов, склонных к адгезии, рекомендуется увеличе­ние размеров ячеек сит до 1,8—2,2 мм. Оно целесообразно также в многоретурных схемах, где часть товарной фракции возвраща­ют в процесс (кратность 3—8). При одинаковом качестве отделе­ния мелкой фракции от товарной с увеличением соотношения между истинной границей разделения и размером отсеиваемых частиц производительность грохота возрастает в несколько раз (рис. 6-4). Поэтому выведение в ретур части товарной фракции за счет увеличения границы разделения в 1,5—2 раза (позволяет поднять производительность грохота без ухудшения качества продукции. Этот прием хотя и уменьшает эффективность процес­са классификации, но значительно повышает эффективность тех­нологической линии в целом благодаря увеличению надежности ее работы (см. гл. 1 и 9).

Таким образом, выбор размеров ячеек сетки грохота дикту­ется как свойствами продукта, так и схемой его получения. Зная размер ячеек, по соответствующей ему нагрузке Qo и заданной (по гранулометрическим составам продукта на входе и выходе грохота) эффективности по формуле (6.4) определяют допусти­мую удельную нагрузку. Чем ниже ретурность и требования к составу товарной фракции, тем выше эффективность грохота.