Сортировка сыпучих и кусковых материалов
Добываемые в карьерах гравий и песок часто содержат органические и неорганические примеси, когда загрязненность таких материалов незначительна и содержащиеся в них примеси легко отделить, промывку производят в процессе сортирования на грохотах. При большом содержании примесей и тогда, когда трудно отделить, применяют моечные машины.
В зависимости от назначения различают сортировку подготовительную, классификационную, контрольную и избирательную.
Подготовительная сортировка - удаление на данной стадии из поступающего в дробилку материала тех размеров, которые не дробятся.
Подготовительная сортировка уменьшает нагрузку на дробилки и значительно повышает эффективность их работы.
Классификационная сортировка - разделение щебня (гравия) на товарные сорта, направляемые непосредственно потребителям. Данная сортировка должна обеспечивать получение продукции, соответствующей стандарту.
Контрольную сортировку применяют перед отгрузкой щебня (гравия), долго хранящегося на открытых складах.
Избирательная сортировка позволяет выбрать из потока компонент, отличающийся от основного материала по физическим или механическим свойствам. К этому виду сортировки относят выделение глины на грохотах. Комки глины, прошедшие дробилку, расплющиваются, принимая форму лепешки, по размеру, значительно превышающему наибольший размер камня в продукте дробления. Поэтому, при сортировке на ситах с ячейками, превышающими наибольший размер кусков, продукты дробления проваливаются, а лепешки глины сползают по ситу.
При перемещении на поверхности грохота материал разделяется по крупности. Куски (зерна), которые превышают размер отверстий грохота, остаются на его поверхности, их называют надрешетным продуктом (верхним классом), зерна, прошедшие отверстия сит, представляют собой подрешетный продукт (нижний класс).
Верхний класс обозначают знаком плюс, а нижний класс -знаком минус. Если исходный материал разделяют на сите с отверстием 20 мм, то верхний класс обозначают +20, нижний - 20, т.е. одна поверхность грохочения разделяет исходный материал на два класса. Если материал, подлежащий сортировке, будет последовательно проходить все поверхности грохочения, то в результате получится n+1 классов (n - число сит грохота). Поскольку материал на сите находится непродолжительное время, то не все зерна, меньше размера отверстий, проходят через эти отверстия. Поэтому верхний класс оказывается засоренным зернами нижнего класса. Отношение количества материала, прошедшего сита, к количеству материала данной крупности, содержащегося в исходном продукте, называют эффективностью грохочения.
Переработка гравийно-песчаных материалов
Гравийно-песчаный материал - это рыхлая обломочная горная порода, образовавшаяся в результате разрушения магматических, метаморфических и осадочных горных пород. Технология переработки гравийно-песчаного материала с целью получения готовой продукции (щебня из гравия, гравия, песка), отвечающей требованием стандартов, зависит от петрографического состава исходного материала, содержания глины, пылеватых частиц, требуемого ассортимента готовой продукции и др.
Технологическая схема гравийно-сортировочных заводов включает следующие операции:
сортировку, промывку, классификацию и обогащение песка, обогащение щебня и гравия по прочности и форме зерен.
По промываемости загрязняющих примесей исходную гравийно-песчаную массу можно разделить на две категории: легкопромываемую и труднопромываемую. Легкопромываемой считают такую, которая может быть промыта на вибрационных грохотах путем мокрой сортировки,
а труднопромываемой - для промывки которой необходимо включить в технологическую схему специальные промывочные машины.
При значительном содержании в гравийно-песчаной смеси гальки и валунов в технологическую схему переработки включают операцию дробления.
Процесс дробления осуществляют в одну, две или три стадии в зависимости от наибольшей крупности и содержания валунов.
Технологическая схема дробильно-сортировочной установки для получения песка и фракционированного щебня (гравия) из гравийно-песчаных смесей показана на рис. .
Рис. Технологическая схема переработки песчано-гравийной смеси
Обогащение и улучшение каменных материалов
Для улучшения качества щебня в технологические схемы дробильных заводов включают промывку. В месторождениях изверженных и метаморфических пород глинистые включения отсутствуют, поэтому промывку производят только при значительном содержании пылеватых частиц. В месторождениях осадочных пород и гравийно-песчаном материале всегда присутствует глина и пылеватые частицы, содержание которых превышает допустимые пределы.
Процесс промывки основан на способности глины разрушаться в водной среде, в результате чего она может быть отделена от сырья и удалена в слив. Погруженная в воду глина впитывает в себя влагу, ее поверхностные слои набухают и становятся рыхлыми. При интенсивном трении всей горной массы в промывочной машине эти слои непрерывно удаляются.
В зависимости от удельного расхода энергии для промывки того или иного материала можно выбрать тип промывочной машины. Легкопромываемые материалы, на промывку которых расходуется мало энергии, могут быть промыты на плоских виброгрохотах с брызгалами. Для труднопромываемых материалов необходимы сложные промывочные машины с интенсивным воздействием: гравиемойки-сортировки, грохоты, вибрационные вибромойки и плоские вибрационные грохоты; корытные наклонные и горизонтальные мойки.
Производительность гравиемойки-сортировки 9...45 м3 /ч. На промывку 1 м3 материала расходуется 3... 5 м3 воды.
Обогащение щебня по форме зерен получают в виброгрохотах с щелевидными ситами,грануляцией щебня в роторных дробилках ударного действия и в барабанных грануляторах. При использовании обогащенного щебня улучшается удобоукладываемость бетонных смесей и уменьшается расход цемента.
Сущность обогащения по форме зерен состоит в следующем. Продукт дробления рассеивают и подвергают сортировке на щелевидных ситах. Обогащение на барабанных грануляторах состоит в том, что при вращении барабана продукт крупностью до 150 мм захватывается лифтерами типа лопает и поднимается наверх. Не достигая верхней точки барабана, куски скатываются с лифтера и падают на находящийся внизу слой материала. Кроме того, при вращении барабана материал в верхних слоях перекатывается. При падении кусков и перекатывании тонкие лещадные зерна размельчаются, разламываются, острые края обламываются, в результате чего улучшается форма щебня.
Технологическая схема дробильно-сортировочной установки для получения мытого кубовидного щебняпоказана на рис..
Обогащение щебня и гравия по прочности осуществляют в отсадочных машинах, механических классификаторах, в тяжелых средах. Минеральные зерна различной прочности имеют разную плотность. Процесс разделения таких зерен в попеременно восходящем потоке воды называют отсадкой и осуществляют в отсадочных машинах. Расслоение материала в отсадочных машинах происходит в условиях стесненного падения зерен. При отсадке смеси зерна различных плотностей разрыхляются при восходящем потоке. При нисходящем потоке воды происходит взаимное смещение зерен с различными плотностями. Продукт, соответствующий ГОСТу, можно получить, если количество обогащаемого материала с содержанием слабых разновидностей не превышает 35 %.
Обогащение щебня на механическом классификаторе основано на том, что более прочные разности щебня имеют большую упругость и меньший коэффициент трения, чем слабые. Характеристикой упругости тел является коэффициент восстановления. При падении щебня на стальную поверхность зерна отскакивают под углом, который равен углу падения.
Сущность обогащения состоит в том, что плотные, более прочные зерна отскакивают дальше легких и попадают в соответствующие бункера.
Обогащенный песок получают путем удаления с помощью обогатительного оборудования мелких зерен, отсева зерен крупнее 5 мм. Основным методом разделения песка по крупности является гидравлическая классификация. Обогащение песков (отмыв мелких зерен) осуществляют в спиральных классификаторах и гидроциклонах, а фракционирование - в вертикальных гидравлических классификаторах.
На готовую продукцию отдел технического контроля (ОТК) составляет паспорт лабораторных испытаний и оформляет документами аттестации продукции по качеству.