Технология калийных удобрений

Молотки, плиты  и решетка изготавливаются из углеродистой стали, наплавленной твердым сплавом – сталинитом, или из марганцовистой стали.

Исходный материал непрерывно подается в дробилку через  люк по ходу вращения ротора и, попадая  под удар молотков, разрушается. Далее  продукт отбрасывается молотками  на плиту (двойное дробление), где под действием удара материала также разрушается и вновь отбрасывается на молотки. Дробленный продукт попадает на колосниковую решетку, которая занимает от 80 до 180° нижней части окружности ротора. Готовый по крупности продукт просыпается через отверстия между колосниками, а крупный продукт увлекается молотками и додрабливается. Куски руды, застрявшие между колосниками, истираются молотками.

Конечный размер дробленного продукта зависит:

1. от размера отверстий решетки;
2. от скорости вращения ротора;
3. от веса молотков и их количества.

Наибольшему износу подвергаются молотки, броневые плиты  и решетка. Для продления срока  службы дробилки применяют:

• сменную колосниковую решетку;
• реверсирование ротора;
• перевешивают молотки (износ с обеих сторон).

Степень измельчения  регулируется изменением окружной скорости молотков или ширины щелей решетки. Она колеблется от i = 10 – 15 в однороторных дробилках до i = 30 – 40 в двухроторных.

Достоинства молотковых дробилок:

• высокая степень дробления от 10 до 40;
• высокая производительность;
• пониженный расход энергии на дробление;
• простота устройства и компактность;
• надежность работы.

Недостатки:

• значительный износ молотков и плит;
• сложность монтажа (балансировка ротора);
• разрыв колосниковой решетки;
• при работе без колосниковой решетки происходит некоторое недоизмельчение материала.

1.1.3 Барабанная мельница

Измельчение –  совокупность операций, направленных на уменьшение крупности зерна минералов, входящих в руду, заключающихся в  разрушении сил сцепления, действующих в минерале.

В связи с  относительно крупной вкрапленностью калийных руд (0,5 – 3,0мм) в практике флотационного  обогащения применяют только стержневые барабанные мельницы, которые позволяют  снизить процент переизмельчения  и в то же время максимально  оттирают глинистую фракцию.

Барабанные  мельницы – это машины, в которых  материал измельчается внутри вращающегося корпуса (барабана) под действием  мелющих тел. Мелющими телами служат металлические стержни диаметром 90 – 120мм и длиной 25 – 50мм. Стержневая загрузка мельницы – 50 – 70т.

Барабанная  стержневая мельница с центральной  выгрузкой представляет собой пустотелый цилиндрический барабан, закрытый с  двух сторон торцевыми крышками с  пустотелыми цапфами. Барабан через  цапфы опирается на подшипники скольжения и далее на массивный фундамент. Барабан приводится во вращение через редуктор от электродвигателя через малую шестерню к венцовой шестерни.

Рисунок 4 – Мельница стержневая с центральной выгрузкой:

1 – питатель; 2, 12 – цапфы; 3, 11 – подшипники; 4 –  футеровочные плиты;       5, 10 – торцевые крышки; 7 – барабан; 8 – люк; 9 – венцовая шестерня;                   13 – фундамент

 

Внутренние  поверхности барабана и торцевых крышек защищены от износа футеровочными  плитами из марганцовистой стали  толщиной 50 – 150мм. Профиль броневых плит рифленый с целью увеличения срока службы мельницы, а также для обеспечения большей высоты подъема мелящих тел.

Исходный материал загружается в мельницу питателем  через коническую горловину загрузочной  цапфы, расширяющуюся в сторону движения материала, а измельченный продукт выгружается через разгрузочную цапфу.

Рисунок 5 – Схема увлечения мелющих тел

 

При вращении барабана мелющие тела увлекаются под действием  центробежной силы и силы трения вместе с поверхностью стенок на определенную высоту (рис.5), а затем свободно падают и измельчают материал ударом, раздавливанием и истиранием. Помимо этого материал измельчается между мелющими телами, а также между этими телами и внутренней поверхностью мельницы.

Примерно на половину объема (35 – 40%) барабан заполняется дробящими телами, которые при его вращении под действием центробежной силы и силы трения поднимаются на некоторую высоту, а затем скатываются по внутренней поверхности барабана или падают. Схема движения мелющих тел в зависимости от скорости вращения барабана показана на рис.6.

Для предотвращения процента переизмельчения процесс  проводится в мокрой среде.

Рисунок 6 – Схема движения мелющих тел в зависимости от скорости вращения барабана (чем больше скорость, тем выше поднимаются мелющие тела)

 

Достигаемая степень  измельчения материала i = 50 – 100.

Факторы, влияющие на процесс измельчения:

1. свойства руды;
2. начальный и конечный размер кусков руды;
3. конструкция мельницы;
4. скорость вращения барабана;
5. отношение веса жидкой фазы к весу твердой (ж/т);
6. замкнутый или открытый цикл измельчения: при открытом цикле измельчения измельченный продукт после мельницы считается готовым; при закрытом цикле измельчения продукт разделяется по крупности и недоизмельченный продукт возвращается в мельницу.

1.2 Схема  дробления сильвинитовой руды  с предварительным грохочением  на СОФ ОАО «Беларуськалий»

(рис.7)

Руда со стволов  поступает в приемные бункера, откуда электровибрационными питателями подается на грохоты типа ГИЛ-52 и подвергается сухому грохочению по классу плюс 10 мм с додрабливанием надрешетного продукта грохотов в молотковых дробилках типа СМ-170Б.

Дробленый и  подрешетный продукт по ленточным  конвейерам поступает на склад руды или с помощью конвейеров подается в главный корпус на измельчение.

Рисунок 7 – Схема дробления  руды с предварительным грохочением

 

Данная схема дробления  является одностадиальной (т.к. включает одну операцию дробления с относящейся  к ней операции грохочения) с открытым циклом.

Существуют также двухстадиальные  схемы дробления с открытым (рис.8а) и закрытым (рис.8б) циклом.

Рисунок 8 – Схемы дробления  калийных руд:

а – двухстадиальная с  открытым циклом; б – двухстадиальная  с замкнутым циклом во второй стадии

1.3 Грохочение

Грохочением называется процесс разделения различных по размерам кусков (зерен) на классы крупности путем просеивания через одно или несколько сит. Материал, оставшийся на сите после просеивания, называется надрешетным продуктом, а провалившийся через отверстия сита – подрешетным. Аппараты, применяемые для грохочения, называются грохотами. В качестве просеивающей поверхности применяют проволочные сетки, стальные листы с вырезанными в них отверстиями (решета) и колосниковые решетки.

Эффективность грохочения определяется отношением веса подрешетного продукта к весу такого же класса в исходном продукте:

1.3.1Неподвижный колосниковый грохот

Неподвижный колосниковый грохот (рис.9) представляет собой раму, к которой болтами крепятся колосники на определенном расстоянии друг от друга. Размер щелей просеивающей поверхности определяется размером кусков подрешетного продукта (максимально возможное расстояние между колосниками 50мм). Просеивающая поверхность таких грохотов неподвижная и составляется из профильных стальных колосников или из обрезков рельсов, уложенных параллельно друг другу и скрепленных поперечно стяжными болтами. Для фиксации определенного зазора (размера щели просеивающей поверхности) между колосниками устанавливаются прокладки. Колосники укладывают вдоль по направлению или в поперечном направлении. Грохоты этого типа монтируются под углом не менее 40º. Материал движется по грохоту самотеком, как по наклонному желобу. Эффективность колосникового неподвижного грохота не превышает 65%.

Рисунок 9 – Неподвижный колосниковый грохот

 

Достоинства:

• простота конструкции и обслуживания;
• низкие энергозатраты.

Недостатки:

• низкая эффективность разделения;
• забивка отверстий, особенно при разделении влажных и глинистых материалов.

1.3.2 Вибрационный грохот

Данный тип  грохота получил наибольшее распространение, так как имеет высокую производительность.

По характеру движения просеивающей поверхности грохоты этого типа делятся на вибрационные с прямолинейными вибрациями (резонансные и с самобалансовым вибровозбудителем) и вибрационные с круговыми вибрациями (инерционные с простым дебалансным вибровозбудителем и самоцентрирующиеся).

Вибрационный (инерционный) самоцентрирующийся  грохот ГИТ-51 (рис.10) состоит из корпуса (короба) 1, сита 2, вибровозбудителя 9. Короб подвешен на четырех подвесах 8 (стальные канаты) к каркасу укрытия 16. Укрытие изготовляется сварным и является несущей конструкцией грохота. Для смягчения встряхивающего действия грохота на каркасе установлены амортизационные пружины 6, регулировка натяжения которых производится натяжными гайками 5. Вибровозбудитель установлен в верхней части короба и состоит из эксцентрикового вала 14, дисков 12 с дебалансовыми грузами 11 и шкива 15 клиноременной передачи. Вал установлен на двух подшипниках 13. Вал приводится в движение от шкива электродвигателя 4 через клиноременную передачу 5.Для отсоса тонких частиц пыли в укрытии грохота предусмотрены прямоугольные отверстия для присоединения пылеотсасывающего трубопровода.

Рисунок 10 – Инерционный самоцентрирующийся грохот ГИТ-51

 

При включении  в работу грохота смонтированные в дисках дебалансовые грузы удерживаются в центре вращения специальными пружинами 10 до момента, пока вал вибровозбудителя не наберет определенной частоты вращения, после чего грузы отходят от центра вращения и занимают рабочее положение. При рабочем положении грузов короб грохота совершает круговые колебания в вертикальной плоскости с определенной частотой и амплитудой. Материал, поступающий из загрузочного устройства на просеивающую поверхность, подвергается грохочению.

 

Достоинства:

• высокая эффективность грохочения;
• малый расход энергии.

Недостатки:

• необходимость точного дозирования материала, так как качество грохочения зависит от нагрузки на грохот: при перегрузке или недогрузке грохота качество грохочения резко падает.

1.4 Измельчение  дробленой руды с предварительной  и поверочной классификацией на СОФ ОАО «Беларуськалий»

(рис.11)

Цикл измельчения  и классификации осуществляется на восьми технологических секциях, оборудование которых идентично.

Руда из бункеров главного корпуса ленточными питателями подается в приемные короба дуговых сит СД-2 для предварительной классификации. Цель предварительной классификации – выделение перед измельчением готового класса крупности – фракции менее 1,25мм, являющейся исходным продуктом для 1стадии обесшламливания. Предварительная классификация осуществляется на дуговых ситах СД-2 с размером щели между шпальтами 2,0мм (по два сита на мельницу). Сита прямолинейные установлены под углом 45°. Для обеспечения мокрой классификации в разгрузочные течки ленточных конвейеров подается слив пятой стадии обесшламливания.

Надрешетный продукт  дуговых сит предварительной  классификации самотеком поступает  в стержневую мельницу МСЦ-3200×4500, в  которой материал разрушается под  действием истирания и раздавливания. При измельчении одновременно происходит оттирка сильвина от глинистых минералов. Для обеспечения оптимального значения ж/т в питание мельницы подается пенный продукт контрольной флотации.

Слив мельниц  поступает в зумпф, где разбавляется промежуточным продуктом  перечистной операции флотации, а затем насосами ГрТ 1250/71 подается на поверочную классификацию.