Читать книгу Грохочение угля - Данил Александрович Полулях - Страница 5

Рассев сыпучего материала с целью определения его гранулометрического состава называется ситовым анализом.

Для рассева применяют набор проволочных сит с квадратными отверстиями.

Последовательный ряд размеров отверстий сит (от больших к меньшим), применяемых для ситового анализа, называется шкалой классификации, а постоянное отношение размеров отверстий смежных сит – модулем шкалы.

Материал крупнее 25 мм рассеивается на качающихся горизонтальных грохотах и ручных ситах, а мельче 25 мм – на лабораторных ситах. Сетка лабораторного сита натянута на цилиндрическую обечайку диаметром 200 мм высотой 50 мм. В верхнюю кромку обечайки, для придания ей жесткости, закатано проволочное кольцо. Нижняя кромка обечайки имеет несколько меньший диаметр, чем верхняя, что позволяет набирать комплекты сит, вставляя их одно в другое, и одновременно вести рассев материала на нескольких ситах. Верхнее сито закрывается крышкой, а нижнее вставляется в чашку-поддон, куда собирается подситный продукт последнего сита.

Масса пробы для ситового анализа принимается в зависимости от крупности наибольшего куска в пробе

Пробы рассеивают сухим или мокрым способом в зависимости от крупности материала и необходимой точности ситового анализа. Если не требуется особой точности и материал не слипающийся, то применяют сухой способ рассева. Сита устанавливают сверху вниз от крупных размеров отверстий к мелким. Пробу засыпают на верхнее сито и весь набор сит встряхивают на механическом встряхивателе в течение 10–30 мин. Затем сита снимают по одному и проверяют качество рассева просеиванием материала вручную. Если за 1 мин контрольного просеивания материала через сито проходит менее 1 % его остатка на сите, то рассев считается законченным. Остаток на каждом сите взвешивается с точностью до 0,01 г на технических весах. Сумма весов всех полученных классов не должна расходиться более чем на 1 % с весом исходной пробы. Если это условие выдерживается, то сумму весов всех классов принимают за 100 %. Выход классов получают делением веса каждого класса на общий их вес. Вычисление ведут до первого десятичного знака.

При наличии в пробе значительного количества мелкого материала и необходимости повышенной точности анализа пробу рассеивают мокрым способом. Пробу засыпают на сито с отверстиями наименьшего размера, например 0,074 мм, и отмывают от нее мельчайшие частиц (шлам) слабой струей воды или погружая сито в бак с водой. Промывку ведут до тех пор, пока промывочная вода не станет прозрачной. Остаток на сите высушивают, взвешивают и по разности весов определяют вес отмытого шлама. Высушенный остаток рассеивают сухим способом на ситах, включая и самое мелкое, на котором отмывался шлам. Подситный продукт этого последнего сита прибавляют к полученному ранее весу отмытого шлама.

Результаты ситового анализа записывают в таблицу, подобную табл.1.4. Вычисляют суммарные выхода, представляющие сумму выходов всех классов крупнее (суммарный выход по плюсу) и мельче (суммарный выход по минусу) отверстий данного сита.

Рис. 1.7. Набор сит для мокрого ситового анализа с орошением

1 – сито; 2 – обечайка сита; 3 – форсунка с брызгалом

Таблица 1.4

Результаты ситового анализа (для примера)

Для ситового анализа применяют встряхиватели сит разных конструкций. В отечественных лабораториях наиболее распространены механические и вибрационные встряхиватели, сообщающие набору (колонке) сит круговые качания в горизонтальной плоскости и удары по крышке набора (встряхивания). Механические встряхиватели постепенно вытесняются более совершенными и простыми электромагнитными вибрационными встряхивателями, которые имеют регулируемую частоту и амплитуду вибраций. Например, встряхивающий аппарат Фрич может устанавливаться на частоту 3000 мин^-1 при амплитуде вертикальных колебаний до 3 мм или на 6000 мин^-1 при амплитуде 0,5 мм. Для предотвращения резонансных колебаний сеток сит при режиме 3000 мин^-1 предусмотрено автоматическое прерывание вибраций на 0,5 с через каждые 3-10 с. Частота 6000 мин^-1 применяется при мокром просеивании на микроситах, рабочие поверхности которых имеют отверстия до 5 мкм. Для мокрого просеивания на встряхивателе трудно просеваемых комкующихся материалов разработаны крышки, сита и поддоны. К колонке сит можно прикрепить форсунки-брызгала и подвести воду (рис. 1.7).

Для точных анализов очень тонкой пыли применяют микросита, рабочая поверхность которых представляет собой никелевую фольгу с квадратными отверстиями, расширяющимися вниз. Такие сетки изготовляются электрогальваническим и электродуговым способами или травлением. Точность размера отверстий в микроситах значительно выше, чем в тканых сетках; отклонение от номинального размера составляет ± 2 мкм. Рабочая поверхность оправляется в массивный обод из нержавеющей стали; эффективный диаметр сита 110 мм. Изготовляют микросита с отверстиями размером от 5 до 100 мкм с интервалами 5 или 10 мкм. Живое сечение для сетки с отверстиями размером 5; 10 и 40 мкм составляет соответственно 6,25; 16 и 25 %. На ситах с отверстиями размером 25 мкм возможно сухое просеивание, но чаще микросита применяют при мокром рассеве. Просеивание ведется в жидкостном столбе, т. е. в крышку набора сит подводится вода, которая заполняет их и отводится от поддона. Это предохраняет сита от повреждений и исключает задержку прохождения воды через сетку вследствие действия сил поверхностного натяжения. Навеска материала для анализа равна 1–3 г (1–2 см³). Сита после анализа очищаются в ультразвуковой ванне.

Полную механизацию и автоматизацию трудоемких операций ситового анализа можно обеспечить в случае применения роботов. Так, электронный робот RPS-75 (рис. 1.8) для рассева [3], основанный на использовании акустических колебаний набора из шести сит, обеспечивает анализ смесей от 5000 до 5 мкм. Все операции, начиная от установки сит и кончая расчетом и выдачей результатов на печатающее устройство, механизированы и автоматизированы.

Для автоматического контроля крупности частиц широкое применение получили пульповые гранулометры, работающие на потоке. Ультразвуковой гранулометр PSI-200 фирмы «Оутокумпу (OUTOKUMPU)» с 1992 г. является лидером рынка (по всему миру установлено свыше 300 анализаторов); позволяет определять заданную крупность частиц в необходимом диапазоне. Лазерный гранулометр PSI-500 той же фирмы имеет возможность определять полное распределение частиц по крупности одновременно в трех потоках в диапазоне размеров частиц 1-500 мкм. Из отечественных разработок следует отметить гранулометр ПИК-074 фирмы Союзцветметавтоматика.

Рис. 1.8. Робот-устройство для рассева

1 – электронные весы; 2 – механизм просеивания; 3 – робот-руки; 4 – устройство управления и вычисления (центральный процессор); 5 – печатающее устройство; 6 – координатный графопостроитель; 7 – механизм робота