Отделение помола. Мельницы и их сравнительная характеристика

Для помола клинкера с добавками применяют такие мельницы как: шаровые,

вибрационные, струйные.

Шаровая (трубная) мельница является основным агрегатом для тонкого измельчения в цементной промышленности. Она отличается простотой конструкции, надежностью, удобством эксплуатации и обеспечивает высокую степень измельчения. При вращении мельницы мелющие тела под действием центробежной силы прижимаются к внутренней стенке корпуса и поднимаются на определенную высоту, но под действием силы тяжести отрываются от корпуса и при падении разбивают куски материала, которые непрерывно поступают в мельницу. Измельчение его происходит в процессе перемещения вдоль мельничного барабана. Чем длиннее этот путь, тем больше степень измельчения. Мельницы должны иметь достаточную длину (10-14 м), которая обеспечивает необходимое время пребывания материала в мельнице и соответствующую тонкость помола.

Мельницы разделены дырчатыми перегородками на камеры (две, три и четыре). Размер шаров, загружаемых в мельницу, принимают в зависимости от величины кусков размалываемого материала. Они должны быть такими, чтобы кинетическая энергия шара была достаточной для разрушения измельчаемых частиц. В первую камеру поступают крупные куски, для разрушения которых необходима большая сила удара. Поэтому ее загружают шарами большого диаметра 60-110 мм, массой 5-6 кг каждый. Во вторую камеру материал поступает уже в виде крупки, но ударов должно быть больше, поскольку выросло количество зерен. Поэтому вторую камеру загружают шарами меньшего диаметра 30-60 мм. В следующие камеры поступает довольно тонко измельченный продукт, и его нужно доизмельчить истиранием, поэтому их загружают обычно стальными цилиндрами (цильпебсами), имеющими длину 25-40 мм и диаметр 16-25 мм. Истирающая площадь цильпебса в несколько раз больше, чем шаров того же диаметра, так как шары соприкасаются в одной точке, а цилиндры – по образующей линии.

Вибрационные мельницы применяют для тонкого и сверхтонкого помола (менее 1-10 мкм) или домола мелкозернистых материалов - цемента для повышения его активности, пигментов, наполнителей и других материалов в небольших количествах. Это связано с большой энергоемкостью вибрационных мельниц, и поэтому они не получили широкого распространения в производстве строительных материалов и чаще применяются в лабораторных условиях. Вибрационные мельницы подразделяются на инерционные и гирационные (эксцентриковые).

Инерционная вибромельница состоит из барабана, загруженного до 70% объема шарами и измельченным материалом. Барабан опирается через пружины на фундаментную раму. В середине барабана имеется внутренняя труба, в которой размещен вал с дебалансами. При вращении дебалансного вала центробежная сила приводит барабан в интенсивное колебательное движение, при этом измельчаемый материал подвергается многократному воздействию шаров и измельчается. Мельницы работают с частотой колебаний от 25 до 50 Гц.

Гирационная вибромельница отличается от инерционной тем, что колебания барабана в ней вызываются эксцентриковым валом, а не дебалансом, как в инерционных. Из-за трудности уравновешивания качающихся масс гирацинные мельницы не получили широкого распространения.

Струйные мельницы применяются для тонкого и сверхтонкого помола. Измельчение в них происходит при соударении частиц материала, находящихся в воздушном потоке, между собой или о поверхность плит камеры.

Струйные мельницы классифицируют по виду энергоносителя на воздухо- и газоструйные (работающие на сжатом воздухе или газе), по устройству размольных камер - на мельницы с плоской горизонтальной, трубчатой вертикальной и с противоточной камерой.

В струйной противоточной мельнице материал подается в приемные бункеры. Далее по трубам материал продвигается к зоне эжекторов, где увлекается воздухом. В помольной камере при соударении частиц во встречных потоках происходит их измельчение. Далее измельченный материал с отработанным энергоносителем направляется в классификатор, где недоизмельченный материал отделяется и направляется на повторный помол. Одним из основных условий нормальной работы струйных мельниц является обеспечение таких скоростей

соударения частиц материала, при которых они будут измельчаться.

Струйные мельницы не пылят, не шумят, просты в монтаже и эксплуатации, однако имеют невысокую производительность.

При выборе помольной установки и режимов ее работы необходимо учитывать как физико-механические свойства исходного материала, так и требования к конечному продукту - размеру и форме зерен, свойствам поверхности, ее активности и т. д. Барабанные шаровые мельницы наиболее эффективны при помоле твердых и абразивных материалов. Вид мельницы существенно влияет на степень изменения структуры поверхности зерен вяжущего. По количеству химически связанной воды и срокам схватывания к более активным относятся цементы, полученные на струйных мельницах. Таким образом, при сравнении эффективности помольных агрегатов необходимо учитывать не только тонкость измельчения материала, но и влияние типа помольного аппарата на физико-химическую активность вяжущего.