22.02.2021

Общие сведения о дроблении угля


Дробление — процесс разделения кусков угля на отдельные части под действием внешних механических сил для получения продукта заданной крупности.

В зависимости от верхнего предела крупности дробленого продукта условно различают; крупное (до 100—150 мм) и среднее (до 6—25 мм) дробление и измельчение (менее 6 мм).

Степень дробления (измельчения) — отношение диаметров максимальных кусков исходного угля и дробленого продукта.
Общие сведения о дроблении угля

где Dmax — диаметр максимального куска исходного угля, мм;

dmax — диаметр максимального куска дробленого продукта, мм.

Степень дробления может быть определена также по отношению средневзвешенных диаметров кусков исходного угля к диаметрам дробленого продукта

где y1-n, y1-m — выхода отдельных классов исходного угля и дробленого продукта (по ситовому анализу), %;

D1-n, d1-m — средние диаметры кусков в классах, мм.

При дроблении угля в несколько стадий общая степень дробления (измельчения) равна произведению степеней дробления в каждой стадии:

Степень крупного и среднего дробления углей принимают от 3 до 8; степень измельчения — от 10 до 30.

Процесс дробления состоит в преодолении сил сцепления между частицами дробимого материала и образовании новых поверхностей в результате разделения кусков угля на части.

Работа, затрачиваемая на дробление (измельчение), пропорциональна вновь образованной поверхности кусков дробленого продукта или объему деформируемых кусков.

Зависимость между работой дробления (измельчения) и площадью вновь образованной поверхности кусков дробленого продукта может быть выражена следующим соотношением;

где An — работа, затрачиваемая на дробление куска со степенью измельчения in;

A m — работа, затрачиваемая на дробление того же куска со степенью измельчения im.

Зависимость между работой дробления и объемом деформируемых кусков

Для однородных по составу углей

где V — объем деформируемых кусков;

G — вес деформируемых кусков.

Работа дробления определяется по известной формуле из теории упругости

При определении работы дробления углей в формулу (6) вводят поправочный коэффициент 1,08:

где o — сопротивление сжатию (70—240 кГ)см2 для каменных углей, 250—300 кГ/см2 для антрацита);

E — модуль упругости (6 700—32 000 кГ/см2 для каменных углей, 7 000 кГ/см2 для антрацита).

Рассмотренные зависимости работы дробления от площади вновь образованной поверхности кусков дробленого продукта или объема деформируемых кусков являются приближенными и не отражают всего многообразия явлений, происходящих при разрушении горных пород во время дробления (измельчения).

Дробимость углей — совокупность их физических свойств, включающая твердость, прочность и хрупкость.

Твердость углей — способность сопротивляться изменению формы либо разрушению в поверхностном слое.

Твердость определяется по шкале Mooca методом царапания или по степени крепости пород по классификации проф. М.М. Протодьяконова. По шкале Mooca твердость углей колеблется от 1 до 3. По степени крепости угли относятся к VI, VIa, VII категориям.

Прочность углей —способность сопротивляться воздействию внешних механических усилий. Для характеристики прочности наиболее часто пользуются величиной сопротивления угля сжатию. Существует зависимость между сопротивлением и петрографическим составом угля. Наиболее прочным компонентом угля является дюрен (сопротивление сжатию 900 кГ/см2), слабым — фюзен и витрен (сопротивление сжатию 50 кГ/см2).

Хрупкость углей — способность разрушаться при внешнем воздействии без пластических деформаций. Для измерения хрупкости уголь подвергают испытанию в барабане. Пробу угля (1000 Г) крупностью 6—10 мм загружают в барабан размером 16х16 см, который вращают без дробящих тел в течение 60 мин. со скоростью 40 об/мин. Затем уголь рассевают на ситах. Хрупкость оценивают по уменьшению величины среднего размера частиц после испытания в барабане в процентах к исходному размеру этих частиц. Например, если величина среднего размера частиц составила 75% первоначального размера, то хрупкость угля принимают равной 25%.

Дробление угля на обогатительных и брикетных фабриках является предварительной операцией перед обогащением или брикетированием. Рядовой уголь при мокром способе обогащения дробится до 100 (200) мм, при пневматическом — до 50—75 мм. Дробление производят также при необходимости разъединения сростков угля с породой. На брикетных фабриках уголь измельчают до крупности < 6 и < 1 мм.

Некоторые конструкции дробилок и грохотов применяют в качестве аппаратов для обогащения, основанного на принципе избирательного дробления угля и породы.

На сортировках дробление является самостоятельной операцией. Крупные куски угля и антрацита дробятся до крупности 100 мм. Уголь для коксования измельчается до крупности < 3 мм, для сжигания в пылевидном состоянии — до < 0,1—0,2 мм.

Схемы дробления углей (рис. 199) отличаются числом стадий дробления и сочетанием операций дробления и грохочения.

Грохочение может быть предварительным и контрольным. Предварительное грохочение производится перед дроблением для выделения из угля кусков, размер которых меньше заданной крупности дробленого продукта. Контрольное грохочение производится после дробления угля для выделения из дробленого продукта кусков, размер которых превышает заданную крупность дробленого продукта. Надрешетный продукт контрольного грохочения возвращается в цикл дробления.

Сочетание операций дробления с предварительным грохочением называется дроблением в открытом цикле, а с контрольным грохочением — дроблением в замкнутом цикле. Последний характеризуется многократным прохождением части угля через дробилку. Величину циркулирующей при этом нагрузки определяют по эмпирической формуле

где s — размер выпускной щели дробилки, мм;

а — размер отверстий сита контрольного грохота, мм;

d — размер наибольших кусков в дробленом продукте, мм.





Яндекс.Метрика