Мельница мокрого рудного самоизмельчения

 

Изобретение предназначено для обогащения полезных ископаемых. Мельница включает загрузочный и разгрузочный патрубки, барабан с торцевыми крышками и разгрузочной решеткой. Длина и диаметр загрузочного патрубка составляют соответственно 0,15-0,3 и 0,3-0,5 диаметра барабана. Внутренняя поверхность торцевой крышки выполнена биконической формы и футерована. Разгрузочная решетка выполнена из секторов, площадь каждого из которых перфорирована в виде ступенчатой фигуры и закреплена клиновидными лифтерами. За решеткой смонтированы пульпоподъемники. Снаружи барабан укомплектован двумя опорными бандажами, опирающимися на роликоопоры, и шкивом клиноременной передачи. Привод смонтирован над мельницей на отдельной опорной раме. Изобретение позволяет повысить технологичность, надежность, производительность и эффективность работы. 8 ил.

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых, в частности к конструкции мельниц мокрого рудного самоизмельчения, в которых измельчение руды осуществляется кусками исходной руды, и может быть использовано при подготовке руд к обогащению.

Известна мельница мокрого рудного самоизмельчения, включающая обечайку, футерованную бронеплитами и лифтерами, загрузочную воронку, пустотелую цапфу, загрузочную торцевую крышку и разгрузочную торцевую крышку с решеткой, лифтерами, центральным конусом, пульпоподъемниками и разгрузочной пустотелой цапфой и привод [1].

Недостатками указанной мельницы являются недостаточная технологичность и надежность, низкая производительность и эффективность работы.

Задачей изобретения является разработка оптимальной конструкции мельницы мокрого рудного самоизмельчения с высокой технологической и механической надежностью, высокой производительностью и эффективностью при работе, обеспечивающей минимально возможное переизмельчение перерабатываемого материала с минимально возможной величиной удельного расхода электроэнергии.

Поставленная задача решается тем, что в мельнице мокрого рудного самоизмельчения, включающей загрузочный и разгрузочный патрубки, установленный с возможностью вращения пустотелый барабан с торцевыми крышками и решеткой со стороны разгрузки и привод, длина загрузочного патрубка составляет соответственно 0,15 - 0,3 и 0,3 - 0,5 диаметра барабана мельницы, внутренняя поверхность торцевой крышки барабана со стороны загрузки выполнена биконусной формы с углами конусности 170 и 150^o и футерована 8 - 10 коническими бронеплитами, закрепленными лифтерами, разгрузочная и решетка выполнена из 8 - 10 ступенчатой фигуры для формирования желобов разгрузки мельницы с центральным конусом, максимальный диаметр которого 0,3 - 0,5 диаметра барабана, причем перфорированная часть секторов выполнена от периферии длиной по радиусу 0,15 - 0,3 диаметра барабана, сектора решетки закреплены 8 - 10 клиновидными лифтерами, при этом внутренняя поверхность барабана футеруется 8 - 10 элементами футеровки, за решеткой смонтированы сопрягающиеся с внутренней поверхностью барабана в количестве 8 - 10 штук пульпоподъемники, прямолинейные по радиусу от центра на длину 0,15 - 0,3 диаметра барабана и криволинейные по периферии, снаружи барабан мельницы укомплектован двумя опорными бандажами, опирающимися на роликоопоры, и шкивом клиноременной передачи, а сам привод смонтирован над мельницей на отдельной опорной раме.

На фиг. 1 изображена мельница мокрого рудного самоизмельчения в сборе; на фиг. 2 - то же, вид сбоку; на фиг. 3 - продольный разрез барабана мельницы мокрого рудного самоизмельчения в сборе с торцевыми крышками; на фиг. 4 и 5 - загрузочная торцевая крышка - вид снаружи; на фиг. 5 - то же, вид изнутри; на фиг. 6 и 7 - разгрузочная торцевая крышка - вид снаружи; на фиг. 7 - то же, вид изнутри; на фиг. 8 - рекомендуемые профили футеровки барабана мельницы.

Мельница мокрого рудного самоизмельчения состоит из приемной воронки 1, загрузочного патрубка 2, загрузочной торцевой крышки 3, жестко соединенной болтами с барабаном 4, на котором снаружи жестко закреплены два бандажа 5, разгрузочной торцевой крышки 6 с разгрузочным патрубком 7. Барабан мельницы 4 с торцевыми крышками 3 и 6 опирается бандажами 5 на опорные и удерживающие ролики 8. На барабане 4 мельницы снаружи жестко закреплен шкив 9, который посредством клиновых текстропных ремней получает вращение от шкива привода 10. Привод включает в себя редуктор 11 и электродвигатель (на фиг. условно не показан).

Загрузочная торцевая крышка 3, к которой болтами жестко закреплен загрузочной патрубок 2, изнутри футерована биконусными бронеплитами 13, закрепленными клиновидными лифтерами 14.

Барабан мельницы 4 снаружи укомплектован двумя опорными бандажами 5 и шкивом 9, изнутри футерован бронеплитами 15 и лифтерами 16.

Разгрузочная торцевая крышка включает в себя корпус крышки 6, разгрузочный патрубок 7, сектора разгрузочной решетки 17, крепящиеся к корпусу крышки клиновидными вертикальными лифтерами 18, а между разгрузочной решеткой и корпусом крышки установлены пульпоподъемники 19.

Барабан мельницы 4 футеруется следующими профилями футеровки: - профиль ребристый выполнен в виде бронеплиты совместно с лифтерами, высотой 0,04 диаметра мельницы; длина элемента футеровки по дуге (0,125 - 0,1) длины окружности внутреннего сечения барабана мельницы; этот профиль с переходом на плиту предназначен для защиты корпуса барабана и участия в процессе мокрого рудного самоизмельчения без применения дополнительных измельчающих металлических тел при переработке прочных и средней прочности руд, хорошо разрушающихся под действием сил удара и трения; - профиль молотковый рекомендуется использовать при измельчении прочных абразивных руд, требующих для измельчения использования совместно сил удара и трения, при этом допускается возможность работы этого профиля при использовании стальных шаров в качестве дополнительной измельчающей среды;
- профиль угловатый применим при измельчении руд, требующих сочетания интенсивных ударных разрушающих сил и сил трения при усилении волнообразного движения рудной загрузки для обеспечения цикличности воздействия на куски и зерен руды; применим он также при использовании стальных шаров в качестве дополнительной измельчающей среды, усиливающей ударное воздействие на измельчаемую руду;
- профиль горбатый применим при измельчении руд прочных и средней прочности, для разрушения которых необходимо привлечь в большей степени силы трения при наличии ударных нагрузок; этот профиль применим и при использовании металлической измельчающей среды;
- профиль волнистый применим при измельчении руды главным образом силами трения при наличии ударных и давящих усилий, как вспомогательных; при образовании галек критической крупности рекомендуется для их разрушения использовать небольшое количество стальных шаров;
- профиль дюнный используется при измельчении и дезинтеграции руд средней и малой прочности и содержащий глину, когда требуется привлечение главным образом сил трения и процесса перетира; при образовании галек критической крупности для их разрушения рекомендуется применение стальных шаров в небольшом количестве;
- профиль псевдоребристый используется при необходимости равного привлечения сил удара и трения при достаточной степени перетира и дезинтеграции перерабатываемой руды;
- профиль самофутерующийся позволяет использовать в качестве футерующего материала куски измельчаемой руды, забивающиеся между выступами профиля.

Мельница мокрого рудного самоизмельчения работает следующим образом.

Исходная руда крупностью мельче 0,1 диаметра мельницы совместно с водой подается в приемную воронку 1, из которой через загрузочный патрубок 2 и загрузочную торцевую крышку 3 руда поступает в рабочую зону барабана 4. Рудный материал здесь подхватывается лифтерами футеровки и поднимается до тех пор, пока радиальная составляющая силы тяжести не превысит центробежную силу, после чего куски падают и сползают вниз, ударяются и трутся друг о друга. При этом происходит и требуемое постоянное перемещение материала, во время которого руда измельчается, раскалывается, раздавливается и истирается. При измельчении рудный материал передвигается в сторону разгрузочной решетки 17 разгрузочной крышки 6. Измельченный материал, крупность которого становится меньше размера щелей разгрузочный решетки 17, вместе с водой проходит через перфорацию решетки и пульпоподъемниками 19 выгружается через разгрузочный патрубок из мельницы. Сама же мельница получает вращение от привода посредством клино-ременной передачи, а барабан мельницы опирается на опорные ролики 8 бандажами 5 и удерживается удерживающими роликами 8.

Предельно укороченный загрузочный патрубок не препятствует загрузку руды в барабан мельницы. Изнутри патрубок футеруется расширяющейся в сторону мельницы конической футеровкой.

Двойная конусность загрузочной торцевой крышки способствует отбрасыванию кусков руды на требуемую величину внутрь мельницы, что улучшает продольное перемешивание руды и обеспечивает поддержание основных параметров кинематического и механического режима в оптимальных пределах. Вертикальные клиновые лифтеры загрузочной торцевой крышки, с одной стороны, удерживают бронеплиты футеровки, с другой стороны, обеспечивают требуемую степень поперечного перемешивания и способствует поддержанию оптимальных параметров движения руды.

Футеровка предохраняет корпус барабана от износа и повреждений измельчающей и измельчаемой среды и существенно влияет на механизм движения и саморазрушения рудных кусков в процессе рудоподготовки. Конструкция и профиль рабочих элементов футеровки влияют на эксплуатационную надежность оборудования, на продолжительность службы самой футеровки и производительность оборудования по расчетному классу крупности готового измельчения продукта. С другой стороны, футеровки по своей конструкции должна способствовать подъему руды на требуемую высоту, то есть должна иметь определенную степень сцепления с кусками руды.

С целью уменьшения скорости износа футеровки, обеспечения максимально возможной производительности оборудования и требуемого качества подготовленной к обогащению руды, разработаны оптимальные профили футеровки, учитывающие основные физико-механические свойства перерабатываемого сырья и технологичность изготовления самой футеровки.

Основной целью при совершенствовании разгрузочного устройства является обеспечение максимального низкого уровня пульпы в мельнице, для того чтобы процесс самоизмельчения руды протекал при оптимальной степени обезвоживания. С одной стороны, эффективнее разрушается руда, лишь обильно смоченная водой; с другой стороны, необходимо быстрое удаление водой измельченного материала из зон разрушения.

Конструкция разгрузочной части включает разгрузочную решетку, состоящую из 8 - 10 перфорированных секторов. Перфорация выполнена в виде пояса от периферии по радиусу шириной (0,15 - 0,3) диаметра барабана мельницы, в плане в виде ступенчатой трапецеидальной фигуры, обеспечивающей формирование желоба вывода разгрузки из мельницы для повышения пропускной способности мельницы и уменьшения внутренних циркуляций пульпы. В центре решетка укомплектована центральным конусом 20, в сечении представляющим треугольник углами при основании 45 и 30^o. Секторы решетки крепятся 8 - 10 клиновидными вертикальными лифтерами, а за решеткой располагаются пульпоподъемники, прямолинейные по радиусу, длиной (1,15 - 0,3) диаметра мельницы с остальной криволинейной частью, выполненной по окружности, сопрягающейся с внутренней цилиндрической поверхностью футеровки барабана мельницы. Указанное обеспечивает требуемую скорость разгрузки измельченного продукта из мельницы и снижение до предела внутренней циркуляции пульпы.

Как показала практика экспериментальных исследований, с увеличением числа лифтеров (выступов футеровки) вертикальных и цилиндрической части барабана мельницы до 8 штук повышаются производительность, эффективность и качество рудного самоизмельчения. Исчезают пульсирующее, приливно-отливное колебание рудной загрузки, нарушение параметров механического режима рудной измельчающей среды и накопление гальки критической крупности. Мельница быстрее входит в рабочий режим. С дальнейшим увеличением числа лифтеров футеровки мельницы более 10 штук усиливается эффект "протаскивания" кусков руды, имитирующее центробежное прижатие руды к цилиндрической части футеровки барабана и выводящее из процесса саморазрушения все большую часть рудной загрузки, усиливается эффект излишнего перемешивания рудной загрузки и нарушения оптимального соотношения доли участка сил в процессе рудного самоизмельчения. Все это снижает производительность, эффективность и качество работы оборудования. Оптимальным диапазоном числа лифтеров является 8 - 10 штук. Указанный диапазон числа лифтеров повышает технологичность изготовления оборудования и облегчает процесс перефутеровки барабана и торцевых крышек. Использование 8 - 10 лифтеров является принципиальной особенностью мельниц мокрого рудного самоизмельчения.

Работа мельниц мокрого рудного самоизмельчения при отношении диаметра к длине более 3 - 4 (дисковые мельницы) при всех остальных постоянных параметрах характеризуется преимущественно крупным и средним дроблением перерабатываемого сырья. Наблюдается пониженный выход мелких классов измельченного материала.

При значении этого соотношения 3 - 2 достаточно резко увеличивается производительность оборудования по расчетным классам крупности, но наблюдается достаточно высокое накопление галек критической крупности, для разрушения которых требуется привлечение операций дробления. При соотношении диаметра барабана к длине 2 - 1 наблюдается наиболее стабильная работа оборудования и максимальная производительность по всем расчетным классам крупности. Здесь наблюдается минимальное шламообразование пустой породы и ценных минералов. Для работы длинных мельниц в разгрузке характерен повышенный выход тонкодисперсных классов крупности при увеличении продолжительности разрушения крупных классов исходного питания. В этом случае, для повышения производительности требуется загрузка в мельницу определенного количества металлических измельчающих тел.

Оптимальным соотношением диаметра к длине барабана мельниц мокрого рудного самоизмельчения является от 2:1 до 1:1.

При вышеуказанных нововведениях резко исключается образование "мертвых" зон в барабане, что дополнительно способствует повышению производительности и эффективности работы мельниц мокрого рудного самоизмельчения.

Положительные стороны отличительных особенностей заявляемой мельницы:
- длина загрузочного патрубка (0,15 - 0,3) при его диаметре (0,3 - 0,5) от диаметра мельницы облегчает загрузку оборудования исходным сырьем и повышает технологичность изготовления мельницы;
- двойная конусность загрузочной решетки 170 и 150^o обеспечивает требуемый оптимальный отброс руды внутрь рабочего пространства, требуемую оптимальную форму рабочего пространства и оптимальные параметры работы мельницы; при меньших углах конусности наблюдается переход к движению руды в диффузоре без ее измельчения, при увеличении угла конусности происходит нарушение оптимальных условий помола (примером может служить мельница Аэрофол, где при плоских торцевых крышках требуется установка двух рядов дифлекторных колец), при переходе к одноконусному варианту наблюдаются те же отрицательные стороны в большей или меньшей степени в зависимости от физико-механических свойств перерабатываемой руды;
- отношение диаметра к длине рабочего пространства от 2:1 до 1:1 обеспечивает максимальную эффективность самоизмельчения рудного материала до требуемой крупности при частоте вращения барабана 0,75 - 0,80 от условно критической частоты, минимальное шламообразование пустой породы и ценных минералов, то есть повышает избирательность и сохранность габарита зерен ценных минералов;
- предложенная форма и конструкция разгрузочной решетки и пульпоподъемников повышают пропускную способность мельницы, увеличивают скорость вывода измельченного рудного продукта из зон эффективного измельчения и ударного разрушения, что способствует снижению шламообразования, предотвращает внутренние циркуляции в мельнице;
- рекомендуемое число лифтеров и футеровок загрузочной торцевой крышки, барабана и разгрузочной решетки 8 - 10 штук, обеспечивает поддержание оптимального кинетического и механического режима работы рудных измельчающих тел, оптимальное соотношение разрушающих сил, что повышает скорость и эффективность рудного самоизмельчения;
- высота лифтеров (выступов футеровок) 0,04 диаметра мельницы обеспечивает оптимальную степень сцепления с рудной загрузкой и высоту подъема руды при ее исходной крупности менее 0,1 диаметра барабана мельницы, распределение классов крупности кусков руды в рабочем пространстве мельницы, что повышает скорость разрушения руды и эффективность рудного самоизмельчения;
- вертикальное расположение привода (над мельницей) обеспечивает ритмичность работы оборудования, предотвращает облив и отсырение электродвигателя, исключает необходимость натяжной станции, так как сам барабан мельницы выполняет роль натяжного устройства, не требует дополнительной производственной площади, не оказывает помех при ремонтных работах: снижает финансовые затраты при изготовлении оборудования и эксплуатационные затраты при работе мельницы.

Источники информации
1. SU, 1717219 A1, 07.03.92.

2. Мельница мокрого рудного самоизмельчения. ГОСТ-8032-56.

Формула изобретения

Мельница мокрого рудного самоизмельчения, включающая загрузочный и разгрузочный патрубки, установленный с возможностью вращения пустотелый барабан с торцевыми крышками и решеткой со стороны разгрузки и привод, отличающаяся тем, что длина и диаметр загрузочного патрубка составляют соответственно 0,15 - 0,3 и 0,3 - 0,5 диаметра барабана мельницы, внутренняя поверхность торцевой крышки барабана со стороны загрузки выполнена биконической формы с углами конусности 170 и 150^oC и футерована 8 - 10 коническими бронеплитами, закрепленными лифтерами, разгрузочная решетка выполнена из 8 - 10 секторов, площадь каждого из которых перфорирована в виде ступенчатой фигуры для формирования желобов разгрузки мельницы с центральным конусом, максимальный диаметр которого 0,3 - 0,5 диаметра барабана, причем перфорированная часть секторов выполнена от периферии длиной по радиусу 0,15 - 0,3 диаметра барабана, секторы решетки закреплены 8 - 10 клиновидными лифтерами, при этом внутренняя поверхность барабана футеруется 8 - 10 элементами футеровки, за решеткой смонтированы сопрягающиеся с внутренней поверхностью барабана в количестве 8 - 10 штук, пульпоподъемники, прямолинейные по радиусу от центра на длину 0,15 - 0,3 диаметра барабана и криволинейные по периферии, снаружи барабан мельницы укомплектован двумя опорными бандажами, опирающимися на роликоопоры, и шкивом клиноременной передачи, а сам привод смонтирован над мельницей на отдельной опорной раме.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8