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.

1. Что такое технология Kroosh.

Технология Kroosh – это вибрационная технология, представляющая собой совокупность способов и устройств для поличастотного воздействия на сыпучую, жидкую или вязкую среду. Так как данная статья отражает решение проблем просеивания сыпучих материалов, остановимся вкратце на объяснении основных принципов технологии Kroosh, заложенных в так называемые многочастотные грохоты компании Kroosh Technologies Ltd, получивших торговое название Ultimate Screener^TM (ULS). 

В основе технологии лежит принцип воздействия на сыпучее тело, проходящее через грохот, спектром частот, соответствующим частотному спектру данного конкретного сыпучего тела. В результате сыпучее тело приобретает свойства жидкости. Внешне это выглядит как движение  турбулентного псевдоожиженного потока слоя сыпучего материала по сетке. В таком состоянии в слое резко активизируется явление сегрегации и мелкие частицы за очень короткое время проходят через слой к сетке и далее сквозь ячейки сетки.

Понятно, что на сыпучее тело, находящееся на грохоте, может воздействовать только тело, находящееся с ним в непосредственном контакте. Таким телом является сетка. Сетка, которая передаёт сыпучему телу колебания большой энергии и широкого частотного спектра, сама колеблется в многочастотном режиме, и, в зависимости от решаемой задачи,  получает пики ускорений от десятков до сотен g. Помимо того, что эти ускорения передаются сыпучему телу, они обеспечивают непрерывную самоочистку сетки во время

работы грохота. Это является второй принципиальной особенностью технологии Kroosh.

Многочастотный режим колебаний сетки создаётся разработанной компанией Kroosh Technologies Ltd. механической системой грохота ULS, которая в совокупности с сеткой и сыпучим телом образует нелинейную вибрационную систему с односторонними связями. Данная вибрационная система грохота ULS рассчитана и спроектирована так, что в ней реализуется природное физическое явление, получившее название «странный аттрактор». «Странный аттрактор» - это физический эффект, который поддерживает вибрационную систему в заданном режиме, независимо от влияния внешних факторов, изменяющихся во время её работы. Эффект «странного аттрактора» определяет сильный нелинейный характер вибрационной системы и стабилизирует динамический режим системы.

Совокупность приведенных здесь идей, практически реализованных в конструкциях грохотов ULS, создала возможность приступить к просеиванию сыпучих материалов в ранее недоступных областях, а в существующих технологических процессах обеспечить многократное увеличение удельной производительности грохота и высокое качество получаемых продуктов. В статье это показано на примерах промышленного просеивания «сухим» способом отсевов дробления карбонатных и изверженных горных пород и тонкого просеивания кварцевого песка.

2. Решение проблемы отсевов дробления в нерудной промышленности

В нерудной промышленности при дроблении карбонатных и изверженных горных пород образуются отсевы мельче 5мм, которые до настоящего времени считаются отходами и практически не используются, так как не поддаются экономически целесообразному фракционированию имеющимися на предприятиях техническими средствами. Трудность переработки отсевов дробления на традиционных грохотах возникает как в текущем производстве, так и при просеивании содержимого отвалов.

         В первом случае просеивание на тонких сетках приводит к их быстрому забиванию. Во втором случае возникают дополнительные трудности из-за влажности материала, при этом уже при 2-3% влажности происходит заростание сетки. Отходы хранятся в отвалах, что, помимо экономических, создаёт также немалые экологические проблемы. При дроблении изверженных пород конусными дробилками отсевы составляют более 25%.           Центробежные дробилки, дающие кубовидный щебень, спрос на который постоянно растёт, одновременно производят отсев, содержание которого в дроблёном щебне доходит до 50%. Отсевы карбонатных пород в среднем по отрасли доходят до 40% от переработанной горной массы.

По экспертным оценкам из разных источников, только в России, насчитывающей порядка 5000 нерудных предприятий по производству щебня, ежегодные объёмы отвалов изверженных пород составляют свыше 12·10⁶м³, а карбонатных – ещё около 10∙10⁶м³. А на крупнейшем в Республике Беларусь предприятии «Гранит» в отвалах

Рис. 1. Грохот  ULS в карьере в линии сортировки отсевов дробления доломита

Рис.2. Завод по производству стекольного песка крупностью –425+160 микрон

лежит 5·10⁶ тонн отсевов крупностью 0-8мм.

Аналогичная ситуация наблюдается и в

Украине. Следует сказать, что незначительная доля отсевов находит применение в дорожном строительстве, при этом обогащение отсевов сводится только к извлечению пылевидной составляющей < 0.16мм. В основном используется «мокрый» способ обогащения, что сопряжено с необходимостью вовлечения в процесс производства больших объёмов воды и очистительных сооружений для её осветления. Несмотря на это, в отвалах продолжают лежать сотни миллионов тонн материалов, уже добытых на поверхность, но не пригодных к использованию в связи с отсталостью технологии их переработки.   Вместе с тем, современная индустрия строительных материалов остро нуждается в расширении номенклатуры узких фракций высокого качества из отсевов дробления, которые находят всё более широкое применение в дорожном строительстве, производстве бетонных смесей и штукатурных растворов, производстве сухих строительных смесей, гранитной крошки для изготовления кровли, тротуарной плитки, фильтров для очистки воды, малых архитектурных форм и т.д.

          В табл.1 приведены результаты получения таких узких фракций отсевов дробления «сухим» способом на грохотах ULS в промышленных условиях. В приведенных примерах, за исключением случая 4, основным продуктом является надрешётная фракция. При просеивании доломита решается специфическая задача, в ходе которой грохот обеспечивает выход продуктов с заданными потребителем соотношениями по массе и

№

п/п

Наименование материала,

место установки грохота

Влажность материала/

сод-е глины, %

Продукты (фракции) грохочения, мм

Площадь поверхности сетки, м²

Производитель-ность грохота, Т/ч

Эффектив-

ность, %

1

Мел,

Обогатительная фабрика

сухой

-3+1.25,

-1.25+0

2.0

16,0

99.7*

2

Известняк,

Карьер

8.7

-5+3, -3+0

1.3

18.1

93.4*

3

Известняк,

Карьер

8.7

-3+1, -1+0

1.3

4.75

60.7*

4

Доломит,

Карьер

2.5

-6+1.4,            -1.4+0

2.2

48.5

99.4**

5

Гранит,

Обогатительная фабрика

1.8/10.8

4.5/5.6

-20+5, -5+0

-

1.3

-

34

18

92.5*

82.8*

качеству (Рис.1). В продукте –6+1.4мм, который используется для приготовления бетона, сохраняется до 30-40% фракции менее 1.4мм, что позволяет частично сэкономить цемент и улучшить пластические свойства бетона. Излишки мелкой фракции, присутствующие в исходном материале, просеиваются с заданной производительностью ( 6-10Т/ч ) и идут на приготовление штукатурных растворов. При этом в продукте –0+1.4мм практически отсутствует фракция более 1.4мм.

       Высокие показатели качества грохочения достигаются, помимо специфических динамических характеристик грохотов ULS, за счёт конструктивной возможности регулирования в широком диапазоне таких параметров, как частота колебаний, центробежная сила вибраторов, сила натяжения сетки, угол наклона грохота и размер ячейки сетки.

3. Тонкое «сухое» просеивание кварцевого песка

Добыча и переработка кварцевого песка в большинстве случаев сопряжена с необходимостью фракционирования влажного материала. Для этого применяется «мокрый» способ грохочения с последующим обезвоживанием и сушкой полученных продуктов.  При добыче сухого песка, что возможно в некоторых климатических зонах, применяют прямое «сухое» грохочение, либо «сухое» грохочение после предварительного подсушивания. В этом случае нижней границей крупности, которую удаётся получить на традиционных грохотах, является фракция       –0.6+0мм. Это удовлетворяет запросы промышленности строительных материалов, однако оказывается недостаточным в условиях возросших требований к исходному сырью в целом ряде отраслей, в частности,

Тип грохота

Граница разделения, мкм

Размер ячейки, мкм

Продукт, мкм

Питание, кг/ч*м²

Выход продукта, кг/ч*м²

Закрупнение/

Замельчение, %

круглый

12

45

+45

200

110

/4.4

прямоугольный

75