Рис. 1.11. Принцип работы дезинтегратора.

Основной особенностью дезинтегратора является обеспечение многократного удара по материалу и тем обстоятельством, что частица проходит поэтапное разрушение с возрастающей интенсивностью.

Дезинтегратор работает в непрерывном режиме.

Конструктивно данные устройства отличаются размерами, количеством роторов и вариантами движения их секций.

Применяют для материалов малой и средней прочности.

Конструктивно вибрационные мельницы подразделяются на виброистератели (рис. 1.12.) и, собственно, вибромельницы, (рис. 1.13), широко применяемые в лабораторных устройствах. В промышленности эти аппараты нашли ограниченное применение из-за малой производительности.

Рис. 1.12. Принцип работы виброистирателя.

Данные машины работают в периодическом режиме следующим образом: материал подается в измельчающие камеры, также туда помещаются истирающие (пестик для виброистирателя) или мелющие тела (шарики для вибромельницы)

Механика процессов разрушения, происходящих при вибрационном измельчении, аналогична шаровым мельницам.

Рис. 1.13. Принцип работы вибрационной мельницы.

Классификация является процессом разделения материала по крупности.

Процессы классификации происходят либо на ситовой поверхности (грохочение), либо с помощью гравитационных или гидродинамических сил.

Основными аппаратами, использующими принцип классификации под действием гидродинамических сил, являются гидроциклоны и спиральные классификаторы.

Принцип работы спирального классификатора можно увидеть размешивая сахар ложкой в прозрачном стакане с чаем, когда наиболее мелкие сахаринки всплывают до поверхности, а крупные витают около дна.

Спиральный классификатор состоит (рис. 1.14) из вращающейся спирали (обычно двух, иногда трех), создающей восходящие потоки с интенсивностью, достаточной для всплытия мелких частиц, но слишком слабой для всплытия крупных частиц.

Мелкие частица разгружаются через порог (борт) с потоком воды, а крупные вычерпываются спиралью в сборник.

Спиральный классификатор работает в непрерывном режиме.

Крупность разделения регулируется скоростью вращения спиралей.

Рис. 1.14. Принцип работы спирального классификатора.

Принцип работы классифицирующего гидроциклона можно увидеть наливая воду в ведро из шланга, направив поток по касательной вдоль стенки.

Классифицирующий гидроциклон состоит (рис. 1.15) из цилиндрической и конических частей, питающего патрубка, сливной (мелкий продукт) и песковой (крупный продукт) насадок. Сливная насадка «утоплена» в цилиндрическую часть гидроциклона, и эту часть называют сливным стаканом.

Рис. 1.15. Принцип работы гидроциклона.

Диаметр отверстия в песковой насадке всегда меньше питающего диаметра, таким образом формируется восходящий поток, улавливаемый сливным стаканом. Данный восходящий поток выносит мелкие частицы в сливной продукт. Более крупные, а значит, тяжелые частицы тонут, и попадают в песковый продукт.

Конструкции гидроциклонов разнообразны. По форме различают цилиндрические (обычно «лежат на боку»), цилиндроконические (вертикальные), часто несколько гидроциклонов объединяют в один аппарат.

Из гидроциклонов малых диаметров формируют батареи, от 2–3 шт. до 40–50 шт.

Классифицирующий гидроциклон работает в непрерывном режиме.

Крупность разделения регулируется соотношением диаметров насадок и входящим давлением воды.

Грохочение является классификацией с помощью просеивающей поверхности.

Аппараты для классификации с решетом называются грохотами.

Рис. 1.16. Основные формы просеивающих поверхностей.

По геометрической форме отверстий они делятся: на прямоугольные от квадрата до щели, круглые, струнные, с подвижной ячейкой. Решето может быть подвижным (инерционные грохоты) или неподвижным, а также их может быть несколько.

Инерционные грохоты по сочетанию частоты колебаний решета и материала подразделяются на дорезонансные (частота колебаний решета больше чем материала), резонансные (равны) и зарезонансные или высокочастотные. Для последних характерно наличие двойного колебательного контура: обычный дорезонансный грохот трясет короб, в котором находится еще один дорезонансный грохот. Частоты колебаний этих двух грохотов подбираются таким образом, чтобы их суммарная частота была больше, чем у материала.

Просеивающая поверхность наиболее часто формируется способами, показанными на рис. 1.16. Колосниковое решето набирается из параллельных колосков, струнное напоминает арфу, шпальтовое собирается из колосниковых ячеек, перфорированное может иметь отверстия любой нужной формы и взаимного расположения, плетеное аналогично сетке-рабице, штампованное шпальтовое производится из резины или полиуретана под действием высокого давления, также решето может быть сварным, быть результатом наложения нескольких сит (просеивающее на несущее).

Грохоты могут быть подвижными и неподвижными.

Наиболее часто употребляемые материалы для создания просеивающих поверхностей: сталь, резина, полиуретан, карбиды, и их комбинации.

Частицы просеиваемого материала в зависимости от собственного диаметра могут быть «легкими», «трудными» и «затрудняющими», как показано на рис. 1.17.

«Легкие» зерна диаметром меньше примерно 75 % от диаметра ячейки решета, т. е. свободно просеиваются. «Трудные» зерна диаметром от 75 до 99 % от диаметра ячейки решета. «Затрудняющие» зерна примерно равны отверстию ячейки решета, склонны к застреванию и уменьшают рабочую площадь грохота.

Мелкие частицы условного размера меньше 1 мм называются «шлам», для антрацита – «штыб», разница возникла исторически из-за разного звучания одного и того же слова соответственно на английском и немецком языках, так как развитием угольной отрасли занимались английские специалисты, а антрацитовой – немецкие.

Как показано на рис. 1.17., мелкие частицы, содержащиеся в исходном (рядовом) угле называются первичным, а образованные при обработке на фабрике – вторичным шламом.

Рис. 1.17. Легкие, трудные и затрудняющие зерна.

При грохочении происходят следующие эффекты, показанные на рис. 1.18:

– снижение эффективности грохочения из-за влажности материала, вызванное слипанием мокрых частиц, а также комкованием илов и глин;

– шламообразование, процесс, вызванный разрушением частиц при соударении и ударах о решето;

– с ростом содержания влаги до состояния густой пульпы происходит повышение эффективности грохочения;

– кривая зависимости эффективности грохочения от влажности материала уменьшается до нуля и возрастает симметрично;