ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ
СТЕПЕНИ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ
Цель работы: определение степени измельчение, исследование кинетики процесса измельчения.
Аппаратура, оборудование и материалы:Механический встряхиватель с тремя наборами сит (сита с размером отверстий 0,50; 0,25; 0,10; 0,071 мм) и двумя микромельницами; технические весы; набор гирь; секундомер; совок для отбора проб; чашки пластмассовые для взвешивания проб и классов, полученных в результате рассева; сыпучий материал крупностью 0-1 мм.
Общие сведения
Дробление (измельчение) - процесс уменьшения размеров кусков (зерен) полезных ископаемых путем разрушения их действием внешних сил, преодолевающих внутренние силы сцепления, связывающие между собой частицы твердого вещества.
На обогатительных фабриках дробление и измельчение являются подготовительными операциями, предназначенными для разъединения (раскрытия) зерен различных минералов, содержащихся в полезном ископаемом в виде сростков. Чем полнее раскрываются (освобождаются один от другого) минералы при дроблении и измельчении) тем успешнее последующее обогащение полезных ископаемых.
Качественной характеристикой процесса дробления-измельчения (в дальнейшем упоминаем только измельчение) является степень измельчения - показывающая во сколько раз уменьшился размер материала при измельчении, определяемая как отношение размеров максимальных по крупности зерен материала до и после измельчения:
|
|
|
, (3.1)
где Dmax - диаметр максимального куска материала, поступающего на измельчение, мм;
dmax - диаметр максимального куска измельченного материала, мм.
Для более точного определения степени измельчения пользуются средними диаметрами зерен, которые находят при помощи характеристик крупности измельченного и исходного материалов:
, (3.2)
где Dср - диаметр среднего зерна материала, поступающего на измельчение, мм;
dср - диаметр среднего зерна измельченного материала, мм.
Для управления процессом измельчения материала в любой из мельниц и подбора оптимальных условий её работы необходимо знать, как протекает данный процесс во времени, т. е. знать его кинетику. Знание кинетики измельчения дает возможность обосновать ряд практически важных технических решений, например расчет производительности мельниц, определение циркулирующей нагрузки и др.
Крупность измельчённого материала контролируется при помощи контрольного сита, размер отверстий которого соответствует предельной крупности измельчения. Зерна, прошедшие через отверстия сита, образуют готовый продукт. Остаток на контрольном сите представляет собой недоизмельчённый крупный класс. Исходный материал, подлежащий измельчению, может состоять исключительно из зерен крупного класса либо из смеси зёрен крупного класса и готового продукта. Если при работе мельницы периодического действия отбирать через определённые интервалы времени пробы измельчённого материала, определять в них массу крупного класса и результаты представлять в виде графика, то получатся кривые, изображающие зависимость суммарной массы остатков крупного класса на контрольном сите от продолжительности измельчения. Эти графики показывают закономерное уменьшение содержания крупного класса в измельченном материале и имеют общую для всех руд форму гиперболической кривой, что указывает на существование устойчивой связи между долей недоизмельчённого материала и продолжительностью измельчения. Вид кривых зависит от свойств измельчаемого материала и условий измельчения. Поэтому исследование кривых — основа изучения кинетики измельчения в мельницах.
|
|
|
Таким образом, под кинетикой измельчения подразумевают закономерность протекания этого процесса во времени. С увеличением степени измельчения работа на проведение этого процесса также увеличивается или, другими словами, уменьшается скорость измельчения и возрастает длительность получения продукта необходимой дисперсности. Закономерный характер убывания массы крупного класса в зависимости от времени измельчения в шаровых мельницах замечен уже давно, известны также многочисленные попытки вывести уравнение кинетики измельчения экспериментальным или теоретическим путем. Для различных агрегатов и видов измельчаемых материалов получен ряд эмпирических соотношений связывающих продолжительность измельчения с дисперсностью получаемого продукта.
|
|
|
Для описания кинетики процесса материала с широким спектром классов крупности В.В. Товаров предложил уравнение
(3.4)
где R0 и R – масса класса, крупнее размеров ячейки контрольного сита в исходном материале и измельченном продукте в какой-либо момент времени;
t – время измельчения;
m и k – экспериментальные коэффициенты.
После двойного логарифмирования уравнения (3.4) получим:
(3.5)
|
|
|
В системе координат lnt и lnln(R0/R) уравнение (3.5) является прямой линией.
Для определения параметров m и k, на экспериментальной прямой выделяют две точки и определяют их координаты. Значения m и k рассчитывают по формулам:
(3.6)
(3.7)
Уравнение (3.4) используется только в тех случаях, когда остаток на контрольном сите составляет от 5 до 100%. При малом Rt (большом t) оно не обеспечивает достаточной точности.
Методика выполнения работы
1. Отобрать одну пробу исходного материала массой 50 г.
2. Произвести ситовый анализ исходного материала на ситах с размерами отверстий 0,50; 0,25; 0,10 и 0,071 мм. Результаты записать в табл. 3.1.
3. Собрать продукты грохочения в чашку.
4. Загрузить пробу в лабораторную микромельницу.
5. Установить мельницу на платформу механического встряхивателя и закрепить.
6. Включить привод механического встряхивателя (тумблер - в положение "210"). Производить измельчение в течение 2 мин, после чего встряхиватель выключить (тумблер - в положение "0"). Дробленый материал выгрузить в чашку.
7. Произвести ситовый анализ дробленого продукта (t = 2 мин) на ситах с размерами отверстий 0,50; 0,25; 0,10 и 0,071 мм. Результаты записать в табл. 3.1.
8. Собрать продукты грохочения в чашку.
9. Загрузить пробу в лабораторную микромельницу.
10. Установить мельницу на платформу механического встряхивателя и закрепить.
11. Включить привод механического встряхивателя (тумблер - в положение "210"). Производить измельчение в течение 3 мин (общее время измельчения 5 мин), после чего встряхиватель выключить (тумблер - в положение "0"). Дробленый материал выгрузить в чашку.
12. Произвести ситовый анализ дробленого продукта (t = 5 мин) на ситах с размерами отверстий 0,50; 0,25; 0,10 и 0,071 мм. Результаты записать в табл. 3.1.
Таблица 3.1 - Гранулометрический состав исходного материала
и измельченных продуктов
| Класс крупности, мм | Исходный материал | Дробленый материал (t = 2 мин) | Дробленый материал (t = 5 мин) | ||||||
| Выход | Выход | Выход | |||||||
| г | % | сум. св. | г | % | сум. св. | г | % | сум. св. | |
| + 0,50 | |||||||||
| 0,25 - 0,50 | |||||||||
| 0,10 - 0,25 | |||||||||
| 0,071 - 0,10 | |||||||||
| 0 - 0,071 | |||||||||
| Итого | |||||||||
13.
 |
Построить характеристики крупности исходного и дробленых продуктов (рис. 3.1), определить максимальный и средний размеры зерен в исследуемых материалах.
14. Определить степень дробления проб по средним и максимальным размерам зерен.
15. По выполненной работе сделать выводы.
Содержание отчета
В отчете по лабораторной работе должны быть приведены: наименование работы; цель работы; определение процесса дробления; определение степени дробления; результаты эксперимента в виде табл. 3.1; характеристики крупности; выводы о влиянии времени дробления на степень дробления, выводы.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4
ФРАКЦИОННЫЙ АНАЛИЗ УГЛЯ И
Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 1201; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!