ТЕМА 8. КОНСТРУКЦИИ МЕЛЬНИЦ

1. Классификация мельниц.

2. Способы разгрузки мельниц. Маркировка мельниц.

Исходным продуктом для измельчения является конечный продукт дробления. Для тонко вкрапленных руд измельчение – последний этап раскрытия зерен полезных минералов перед обогащением. Измельчение производится как в водной среде – мокрое измельчение, так и в воздушной среде – сухое измельчение. Основным оборудованием являются мельницы различных типов: механические (с мелющими телами), струйные (без мелющих тел), непрерывного и периодического действия. Наибольшее распространение получили барабанные мельницы: с вращающимся барабаном, вибрационные и центробежные. В горнорудной промышленности наиболее широко применяются мельницы с вращающимся барабаном. Классификация мельниц представлена в виде табл.3.1.

Таблица 3.1 – Классификация мельниц

В зависимости от формы барабана различают мельницы цилиндрические и цилиндроконические. Цилиндрические мельницы бывают короткие: L ≤ D, длинные: D < L < 3D и трубные: L > 3D.

Схема конструкции барабанной мельницы приведена на рис. 3.1. При вращении барабана измельчающие тела благодаря трению увлекаются внутренней поверхностью барабана и поднимаются на некоторую высоту. Затем свободно падают или перекатываются вниз. Измельчаемая руда подается через центральное отверстие в одной из крышек внутрь барабана и, продвигаясь вдоль него, измельчается. Измельчение происходит под действием удара падающих измельчающих тел и от истирания и раздавливания частиц между телами. Стержневые мельницы дают более равномерный по крупности продукт, чем шаровые, т. к. соприкосновение стержней во время удара происходит по линии (шары соприкасаются в точке). Диаметр стержней 60-100 мм, длина на 25-50 мм меньше длины барабана. Диаметр шаров меньше или равен 0.042-0.056 диаметра барабана.

1 – барабан, 2 – торцевые крышки, 3 – загрузочная цапфа с ленточной спиралью, 4 – разгрузочная цапфа, 5 – футеровка, 6 – шаровая или стержневая загрузка, 7 – подшипники, 8 – фундамент.

Рисунок 3.1 – Принципиальная схема барабанной мельницы

Вес шаровой загрузки определяется из соотношения:

Q ш = 0.815 δ R 2 L, (3.1)

Где δ – удельный вес шаров, кг/м3; R – радиус барабана мельницы, м; L – длина барабана, м.

На показатели работы шаровой мельницы значительное влияние оказывает гранулометрический состав шаровой загрузки. Разноразмерные шары работают более эффективно по сравнению с одноразмерными. При первоначальной загрузке в мельницу загружают шары определенного гранулометрического состава, который зависит от крупности руды (табл. 3.2).

Таблица 3.2 – Гранулометрический состав шаровой загрузки

Из данных табл. 3.2 следует, что при снижении крупности измельчаемой руды в шаровой загрузке должны преобладать более мелкие шары. При постоянной шаровой нагрузке с уменьшением размера шаров число ударов в мельнице увеличивается. Поэтому стремятся применять измельчающие тела наименьших размеров, которые еще способны измельчать материал данной крупности и твердости.

В мельницу загружают дробленую руду вместе с водой. Вода подается в количестве 25-40 % по весу, т. е соотношение количества твердой и жидкой фаз изменяется в пределах: Т : Ж = 75:25 = 3:1; Т : Ж = 60:40 = 1.5:1. Вода способствует загрузке и распределению руды в мельнице, обеспечивает быстрое прохождение материала, облегчает его выгрузку из мельницы, предохраняет мельницу от перегрева, вызванного ударами шаров по футеровке барабана мельницы.

Разгрузка измельченного продукта (слив мельниц) производится различными способами: 1) через центральное отверстие в разгрузочной крышке, 2) через решетку со щелевидными или круглыми отверстиями, 3) через отверстия на конце цилиндрической части барабана.

При центральной разгрузке пульпа самотеком (свободным сливом) выходит из мельницы в результате непрерывного поступления воды и руды со стороны загрузочной цапфы. Так как диаметр разгрузочной цапфы значительно меньше диаметра барабана, то в мельнице поддерживается высокий уровень пульпы. Поэтому мельницы с центральной разгрузкой называют мельницами с высоким уровнем пульпы или мельницами сливного типа. Такие мельницы используются для шарового и стержневого измельчения. У стержневых мельниц патрубки загрузочной и разгрузочной цапф выполняют с большим диаметром отверстий, чем у шаровых мельниц того же типоразмера. Это позволяет повысить пропускную способность мельницы и уменьшить время пребывания руды в барабане стержневой мельницы.

При разгрузке через решетку (рис. 3.2) измельченный материал сначала проходит через решетку, а затем поднимается специальными устройствами (радиальными лопастями, элеваторными подъемниками, лифтерами) к центру разгрузочной цапфы.

1 – диафрагма с отверстиями, 2 – радиальные лопасти, 3 – колосниковая решетка для предохранения диафрагмы, 4 – цапфа, 5 – труба, 6 - футеровка

Рисунок 3.2 – Барабанная мельница с разгрузкой слива через решетку

При разгрузке слива мельницы через решетку разность уровней пульпы между загрузочным и разгрузочным концами барабана значительна, скорость движения материала вдоль мельницы высокая. Поэтому в этом случае получается более грубый продукт, чем в мельницах с центральной разгрузкой. Кроме того, используются мельницы с разгрузкой пульпы через окна в конце цилиндрической части барабана.

Мельницы маркируются по диаметру и длине барабана. Например: МШР 900х1000 – мельница шаровая с разгрузкой через решетку, внутренний диаметр барабана (без футеровки) 900мм, длина барабана 1000мм; МШЦ – мельница шаровая с центральной разгрузкой, МСЦ – мельница стержневая с центральной разгрузкой, МГР – мельница галечного измельчения с разгрузкой через решетку, МШРГУ – мельница шаровая с разгрузкой через решетку универсальная может выполняться и как мельница рудногалечная, ММС – мельница мокрого самоизмельчения.