| Д. Борохович И. Круш Ю. Ободан Kroosh Technologies Ltd. Israel | УДК 622.74 ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ ТЕХНОЛОГИИ KROOSH ДЛЯ ПРОСЕИВАНИЯ НЕРУДНЫХ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ Розглядено основи багаточастотної вібраційної технології Kroosh. Аналізуються показники грохотування в декількох застосуваннях нерудної промисловості. Basics of Kroosh multifrequency vibratory technology are described. Screening performance is analyzed for several applications in aggregate industry. |
Присвячується світлій пам’яті академіка В.М. ПОТУРАЄВА
1. Що таке технологія Kroosh.
ТехнологіяKroosh – це вібраційна технологія, що являє собою сукупність способів і пристроїв для полічастотного впливу на сипуче, рідке або в’язке середовище. Так як дана стаття відображає вирішення проблем просіювання сипких матеріалів, зупинимося коротко на поясненні основних принципів технології Kroosh, закладених у так звані багаточастотні гуркіти компанії Kroosh Technologies Ltd, що отримали торговельну назву Ultimate ScreenerTM .
У основі технології лежить принцип на сипуче тіло, що проходить через гуркіт, спектром частот, відповідним частотному спектру даного конкретного сипучого тіла. В результаті сипуче тіло набуває властивостей рідини. Зовні це виглядає як рух турбулентного псевдозрідженого потоку шару сипучого матеріалу по сітці. У такому стані у шарі різко активізується явище сегрегації і дрібні частки за дуже короткий час проходять через шар до сітки і далі крізь сітки.
Зрозуміло, що на сипуче тіло, що знаходиться на гуркоті, може впливати тільки тіло, що знаходиться з ним у безпосередньому контакті. Таким тілом є сітка. Сітка, яка передає сипучому тілу коливання великої енергії та широкого частотного спектру, сама коливається в багаточастотному режимі, і, залежно від розв’язуваної задачі, отримує піки прискорень від десятків до сотень g. Крім того, що ці прискорення передаються сипучому тілу, вони забезпечують безперервне самоочищення сітки під час роботи гуркоту. Це є другою принциповою особливістю технології Kroosh.
Багаточастотний режим коливань сітки створюється розробленою компанією Kroosh Technologies Ltd. механічною системою гуркоту ULS, яка в сукупності з сіткою і сипучим тілом утворює нелінійну вібраційну систему з односторонніми зв’язками. Дана вібраційна система гуркоту ULS розрахована і спроектована так, що в ній реалізується природне фізичне явище, що отримало назву «дивний атрактор». “Дивний атрактор” – це фізичний ефект, який підтримує вібраційну систему в заданому режимі, незалежно від впливу зовнішніх факторів, що змінюються під час її роботи. Ефект «дивного атрактора» визначає сильний нелінійний характер вібраційної системи та стабілізує динамічний режим системи.
Сукупність наведених тут ідей, практично реалізованих у конструкціях гуркотів ULS, створила можливість приступити до просіювання сипких матеріалів у раніше недоступних областях, а в існуючих технологічних процесах забезпечити багаторазове збільшення питомої продуктивності гуркоту та високу якість продуктів, що отримуються. У статті це показано на прикладах промислового просіювання «сухим» способом відсіву дроблення карбонатних та вивержених гірських порід та тонкого просіювання кварцового піску.
2. Вирішення проблеми відсіву дроблення в нерудній промисловості
У нерудній промисловості при дробленні карбонатних і вивержених гірських порід утворюються відсіви дрібніше 5мм, які досі вважаються відходами і практично не використовуються, тому що не піддаються економічно доцільному фракціонування наявними на підприємствах технічними засобами. Труднощі переробки відсіву дроблення на традиційних гуркотах виникає як у поточному виробництві, так і при просіюванні вмісту відвалів.
У першому випадку просіювання на тонких сітках призводить до їхнього швидкого забиття. У другому випадку виникають додаткові труднощі через вологість матеріалу, причому вже при 2-3% вологості відбувається заростання сітки. Відходи зберігаються у відвалах, що, крім економічних, створює також чималі екологічні проблеми. При дробленні порід вивержених конусними дробарками відсіви становлять більше 25%.Відцентрові дробарки, що дають кубоподібний щебінь, попит на який постійно зростає, одночасно виробляють відсів, вміст якого в дробленому щебені доходить до 50%. Відсіви карбонатних порід у середньому по галузі сягають 40% від переробленої гірничої маси.
За експертними оцінками з різних джерел, тільки в Росії, що налічує близько 5000 нерудних підприємств з виробництва щебеню, щорічні обсяги відвалів вивержених порід становлять понад 12 106 м ³, а карбонатних – ще близько 10 106 м 3 .А на найбільшому в Республіці Білорусь підприємстві «Граніт» у відвалах лежить 5 106 тонн відсівів крупністю 0-8мм.
Аналогічна ситуація спостерігається і в Україні. Слід сказати, що незначна частка відсівів знаходить застосування у дорожньому будівництві, при цьому збагачення відсівів зводиться тільки до вилучення пилеподібної складової < 0.16мм. В основному використовується «мокрий» спосіб збагачення, що пов’язане з необхідністю залучення в процес виробництва великих об’ємів води та очисних споруд для її освітлення. Незважаючи на це, у відвалах продовжують лежати сотні мільйонів тонн матеріалів, які вже видобуті на поверхню, але не придатні для використання у зв’язку з відсталістю технології їх переробки.Разом з тим, сучасна індустрія будівельних матеріалів гостро потребує розширення номенклатури вузьких фракцій високої якості з відсіву дроблення, які знаходять все більш широке застосування в дорожньому будівництві, виробництві бетонних сумішей і штукатурних розчинів, виробництві сухих будівельних сумішей, гранітної крихти для виготовлення покрівлі. малих архітектурних форм тощо.
У табл.1 наведено результати отримання таких вузьких фракцій відсіву дроблення «сухим» способом на гуркотах ULS у промислових умовах. У наведених прикладах, за винятком випадку 4, основним продуктом є надрешітна фракція. При просіюванні доломіту вирішується специфічне завдання, у ході якої гуркіт забезпечує вихід продуктів із заданими споживачем співвідношеннями за масою та якістю (Рис.1). У продукті –6+1.4мм, який використовується для виготовлення бетону, зберігається до 30-40% фракції менше 1.4мм, що дозволяє частково заощадити цемент і поліпшити пластичні властивості бетону. Надлишки дрібної фракції, присутні у вихідному матеріалі, просіюються із заданою продуктивністю (6-10Т/год) і йдуть на приготування штукатурних розчинів. При цьому продукті –0+1.4мм практично відсутня фракція більше 1.4мм.
Високі показники якості грохочення досягаються, крім специфічних динамічних характеристик гуркотів ULS, за рахунок конструктивної можливості регулювання у широкому діапазоні таких параметрів, як частота коливань, відцентрова сила вібраторів, сила натягу сітки, кут нахилу гуркоту та розмір комірки сітки.
3. Тонке «сухе» просіювання кварцового піску
Видобуток та переробка кварцового піску в більшості випадків пов’язана з необхідністю фракціонування вологого матеріалу. Для цього застосовується «мокрий» спосіб гуркотіння з подальшим зневодненням та сушінням отриманих продуктів.При видобутку сухого піску, що можливо в деяких кліматичних зонах, застосовують пряме «сухе» гуркіт або «сухе» гуркіт після попереднього підсушування. У цьому випадку нижньою межею крупності, яку вдається одержати на традиційних гуркотах, є фракція –0.6+0мм. Це задовольняє запити промисловості будівельних матеріалів, проте виявляється недостатнім в умовах збільшених вимог до вихідної сировини в низці галузей, зокрема,
Таблиця 1. Результати фракціонування відсіву дроблення на гуркотах ULS «сухим» способом
| №п/п | Найменування матеріалу, місце встановлення гуркоту | Вологість матеріалу/вміст глини, % | Продукти (фракції) грохочення, мм | Площа поверхні сітки, м² | Продуктивність гуркоту, Т/ч | Ефективність, % |
| 1 | Крейда, Збагачувальна фабрика | сухой | -3+1.25,-1.25+0 | 2.0 | 16,0 | 99.7* |
| 2 | Вапняк, Кар’єр | 8.7 | -5+3, -3+0 | 1.3 | 18.1 | 93.4* |
| 3 | Вапняк, Кар’єр | 8.7 | -3+1, -1+0 | 1.3 | 4.75 | 60.7* |
| 4 | Доломіт, Кар’єр | 2.5 | -6+1.4, -1.4+0 | 2.2 | 48.5 | 99.4** |
| 5 | Граніт, Збагачувальна фабрика | 1.8/10.84.5/5.6 | -20+5, -5+0- | 1.3- | 3418 | 92.5*82.8* |
*) Вилучення дрібного в підрешітний продукт.
**)Вилучення великого в надрешітний продукт
Таблиця 2. Результати просіювання кварцового піску під час роботи гуркотів ULS з тонкими сітками.
| Тип гуркоту | Границя поділу, мкм | Розмір гратки, мкм | Продукт, мкм | Живлення, кг/ч*м² | Вихід продукту, кг/ч*м² | Закрупнення/Замілкування, % |
| круглый | 12 | 45 | +45 | 200 | 110 | /4.4 |
| прямокутний | 75 | назад |