Способ получения однородных смесей из сыпучих материалов с различными плотностью и влажностью Советский патент 1992 года по МПК B01F3/18 

Изобретение относится к металлургическому производству и может быть использовано в других отраслях промышленности, где имеет место смешение сыпучих материалов в массовых технологических потоках, например в химической, керамической, огнеупорной, стекловарении и в фармацевтической.

Целью изобретения является повышение качества смешения на уровне объемов, равных объему частиц смешиваемых компонентов.

Сущность предлагаемого способа заключается в том, что смешивание осуществляют в две стадии. На первой стадии для смешивания используют непрерывно действующие барабанные смесители и смешивание осуществляют подобно тому, как это делается на агломерационных и окомкова- тельных фабриках по производству агломерата и окатышей. Вторичное смешивание осуществляют в дезинтеграторах или дисмембраторах.

Дезинтегратор или дисмембратор является быстродействующим агрегатом для тонкого измельчения сыпучих материалов и активации поверхности минеральных частиц.

Чтобы свести к минимуму измельчение смешиваемых материалов дезинтегратор (дисмембратор) изготавливают со свободным расстоянием между пальцами одного ряда на двух дисках, рассчитываемым по формуле:

VJ го сл ю о сл

«-1Г й«(-)-см

где 1св - свободное расстояние между пальцами на двух дисках одного ряда в момент, когда их оси совпадают с радиусами дисков, мм;

N - число наиболее трудносмешиваемых компонентов (чаще всего );

dn - диаметр пальцев, мм;

yi и уг насыпные плотности наиболее трудносмешиваемых компонентов в исходном состоянии ( yi - тяжелый компонент, например железорудный концентрат, уг- легкий компонент, например известь, бентонитовая глина и др.), кг/м ;

С - коэффициент, абсолютные величины которого соотносятся с порядковым номером ряда пальцев на дисках как числа Фибоначчи, начиная со второй единицы: 1, 2,3,5.

Первый ряд пальцев размещают по окружности с радиусом, равным расстоянию между дисками.

Расстояние между концентрическими кольцами двух соседних рядов пальцев рассчитывают как среднеарифметическую величину по формуле:

Ali

;((1св)| + 1

где индекс i обозначает концентрический ряд пальцев;

- расстояние между концентрическими кольцами, проведенными по наружным окружностям пальцев, рядов i и 1+1, мм.

Диаметр дисков побьем камеры рассчитывают подобно тому, как это делают для дезинтеграторов и дисмембраторов, предназначенных для измельчения сыпучих материалов.

Таким образом, в качестве характерных конструкционных параметров дезинтеграторов или дисмембраторов, рекомендуемых для вторичного смешивания в предлагаемом способе, являются свободное расстояние между пальцами одного ряда на двух дисках и расстояние между пальцами соседних рядов.

Формулы (1) и (2) выведены эмпирически и выражают взаимосвязь между конструкционным параметром дезинтегратора (дисмембратора) и физико-механическими свойствами смешиваемых материалов, выражаемых насыпной плотностью в исходном состоянии. В этой величине отражается влажность смешиваемых компонентов.

На практике в промышленных условиях смеси часто состоят из многих компонен

тов. В этом случае расчет Св выполняют применительно к двум наиболее трудно смешиваемым компонентам. Под индексом 2 обозначают ключевой компонент. При выбо- 5 ре ключевого компонента учитывают его концентрацию в смеси и адгезионные свойства. Например по отношению агломерационной шихты, ключевым компонентом следует признать известь, т.к. она смешива- 10 ется труднее, чем остальные компоненты, как коксик или антрацит.

Пример. Характеристика смешиваемых компонентов.

Промышленная агломерационная ших- 15 та следующего состава, мае. %: Тонкозернистые железорудные

концентраты51,3

Окисленная

20 железная руда9,5

Флюсы (известняк и доломитизированный известняк)12,0

Возврат17,5

25 Топливо (коксик

и антрацит)4,2

Шламы3,0

Известь2,5

Итого100,0

30 Ключевой компонент - известь; за основной компонент шихты принимался тонкозернистый железорудный концентрат. Их насыпные плотности:

кг/м3; уг 530 кг/м3 35 Первичное смешивание осуществлялось в барабанном смесителе с параметрами: ,2 м; ,5 м; ,2 об/мин; т/ч.

Вторичное смешивание осуществля- 40 лось в лабораторном дисмембраторе с параметрами:

диаметр дисков, мм720

п,об/мин3000

мм (диаметр пальцев), 45 Расстояние между

дисками, мм100

Количество рядов пальцев на дисках3

Свободное расстояние между пальцами 50 одного ряда рассчитано по формуле (1) и равно.

ряд пальцев123

ICB, мм21,2 42,4 63,6

Расстояние между первым и вторым ря- 55 дами пальцев равно (2):

А . 21.2 +42,4 01 0 31,8 мм,

а вторым и третьим рядами - 53 мм.

Дисмембратор изготовлен в единствен- ном экземпляре по техническому заданию,

разработанному в соответствии с заявляемым способом смешивания.

Пробы для контроля качества смешивания отбирали из потока на промышленном транспортере после смешивания в барабан- ном смесителе и на выходе материала из дисмембратора.

Пробы отбирали сериями. Каждая серия отличалась объемом точечных проб, равных:

Серии 1234567 V, см3 0,52 1,0 2,2 3,3 8,0 15,627,0 Грани емкости

для пробы,

см0,8 1,0 1,3 1,5 2,0 2,5 3,0

Минимальный объем точечной пробы, равный 0,52 см3, соответствует объему частиц максимальных размеров смешиваемых компонентов (руда 8,5 мм, возврат 6 мм, флюсы и топливо 3 мм).

Качество смешивания оценивалось путем определения СаОсв, как критерия содержания извести в контролируемых пробах.

Критерием качества смешивания слу- жила величина коэффициента неоднородности, рассчитываемая по формуле

Vc,(

С . п-1,-f

где Vc - коэффициент неоднородности, %; С - среднеарифметическое содержание СаО ев в пробах данной серии, %;

п - число проб в серии.35

Степень .измельчения контролировали путем гранулометрического анализа проб до смешивания в дисмембраторе и после него. За критерии измельчения принимали два показателя:40

. D

ДР(Ч)|05) РНда)-Р(-о.«0 .100i%

Р(-0.05)45

где D и d - максимальные диаметры частиц в смеси до и после смешивания в дисмембраторе, мм:

Р°(-о,05), Р (-о,05) - содержание кл. 0-0,05 CQ мм и смеси до и после смешивания в дисмембраторе, %.

Результаты апробирования предлагаемого способа смешивания приведены в таб- лице.55

5

10

15

20

25

30

Показатели измельчения равны: ,8-2,0; Р(-о.05)5,4-7,3% (отн.). Анализ результатов опробирования предлагаемого способа смешивания показывает, что этот способ обеспечивает качественно иное смешение сыпучих материалов, а именно при предлагаемом способе смешивания достигается такая однородность, когда состав смеси становится одинаковым в объемах, равных объему частиц максимальных размеров, например 0,5 см . При этом, обеспечивается минимальное переизмельчение смешиваемых компонентов.

Формула изобретения Способ получения однородных смесей из сыпучих материалов с различными плотностью и влажностью, включающий двух- стадийное смешение в непрерывно действующих агрегатах барабанного и роторного типов, отличающийся тем, что, с целью повышения качества смешения на уровне объемов, равных объему частиц смешиваемых компонентов, вторичное смешение осуществляют в дезинтеграторах или дисмембраторах, у которых свободное расстояние между пальцами одного ряда на двух дисках и между концентрическими кольцами двух соседних рядов, рассчитывают по формулам

1 N

д|. (1св)|+(1св)|+1

где N -число наиболее трудносмешиваемых компонентов;

J1 - насыпная плотность тяжелого компонента;

J2 - насыпная плотность легкого компонента;

dn - диаметр пальцев;

С - коэффициент, абсолютные величины которого соотносятся с порядковым номером ряда пальцев на дисках, как числа Фибоначчи, начиная со второй единицы: 1, 2,3, 5, 8 и т.д.;

индекс -обозначает ряд пальцев, пальцы первого ряда размещают по окружности с радиусом, равным расстоянию между дисками;

Ali - расстояние между концентрическими кольцами, проведенными по наружным окружностям пальцев.

где (Vc)i,%, (Vc)ii,% - коэффициенты неоднородности после барабанного смесителя и после дисмембратора, соответственно.

Изобретение относится к металлургическому производству и может быть использовано в других отраслях промышленности, где имеет место смещение сыпучих материалов в массовых технологических потоках. Целью изобретения является повышение качества смешения на уровне объемов, равных объему частиц смешиваемых компонентов. Это достигается тем, что после смешивания в барабанах материалы смешивают в дезинтеграторах или дисмембраторах, у которых свободное расстояние между пальцами одного ряда на двух дисках и между концентрическими кольцами двух соседних рядов рассчитывают по формулам Св - -jjpdnC-jj-) С и А1: -(1св)н+(1св)1+1, где N - число трудносмешиваемых компонентов; у и уг - насыпные плотности смешиваемых компонентов (2 - ключевой); dn - диаметр пальцев; С - коэффициент (как числа Фибоноччи), соответствующий порядковому номеру ряда пальцев; I - ряд пальцев, пальцы первого ряда размещаются по окружности с радиусом, равным расстоянию между дисками. 1 табл. сл