Энергосберегающая установка приготовления шихты

Полезная модель относится к оборудованию измельчения сырьевых материалов, в частности к технологическим линиям приготовления двухкомпонентной спекающейся шихты и может быть использована в цветной, цементной и других отраслях промышленности.
Известна установка приготовления известняково-нефелиновой шихты, включающая две стадии размола нефелиновой руды в однокамерных трубных мельницах, третью стадию совместного размола нефелиновой пульпы и дробленного известняка и четвертую стадию домола и смешивания компонентов [Абрамов В.Я., Алексеев А.И., Бадальянц Х.А. Комплексная переработка нефелино-апатитового сырья. М. Металлургия, 1990, стр. 44-46]. Эта технологическая схема была выбрана из-за того, что доля нефелиновой руды в шихте в 1,2 раза больше, а измельчаемость в 1,5-1,8 раза хуже чем у известняка. Требования к шихте, подаваемой на печи спекания - влажность не более 30% и содержание класса - 0,08 мм не менее 90%.
В известной многостадийной установке, работающей без классификации материала, энергия мелющих тел бесполезно расходуется на повторный, неэффективный помол кондиционных компонентов шихты, образованных на предыдущих стадиях измельчения.
Наиболее близкой по технической сущности является установка приготовления двухкомпонентной спекающейся шихты, содержащая бункера дробленой руды и известняка с питателями, трубные мельницы первой и последующих стадий измельчения, мельничные и сборные мешалки с насосами, циклон, установленный перед мельницей второй стадии измельчения, а сборная мешалка нефелиновой пульпы мельниц второй стадии соединена напорным трубопроводом с загрузочным устройством мельницы третьей стадии (патент на полезную модель №168215 опубл. 24.01.2017 г., Бюлл. №3).
В этой многостадийной линии измельчения энергия мелющих тел также бесполезно расходуется на повторный, неэффективный помол кондиционных компонентов шихты в мельницах третьей и четвертой стадий с повышенным содержанием мелкодисперсных частиц - 5 мкм. Мельница 3 стадии загружена шарами диаметром 60-100 мм для работы в «водопадном» режиме с целью эффективного измельчения известняка с максимальным размером куска 25 мм. Для эффективного же измельчения мелкой нефелиновой пульпы с максимальным размером частиц менее 3 мм оптимальным является совсем другой, «каскадный» режим, с загрузкой мельницы «цильпебсом». Поэтому совместное измельчение этих, несовместимых по размерам частиц материалов неэкономично, потому что мелкая нефелиновая пульпа, незначительно подвергаясь измельчению, по сути, является балластом, снижающим производительность мельницы 3 стадии, хотя такая совместная обработка в этом случае является вынужденной, из-за необходимости уменьшения избыточной влажности пульпы (из-за работы гидроциклонов) после второй стадии путем смешивания ее в загрузочном устройстве мельницы третьей стадии с «сухим» известняком естественной влажности.
Задачей полезной модели является обеспечение стабильной работоспособности гидроциклонов в условиях жестких ограничений влажности промежуточного и конечного продукта, исключение бесполезного расходования энергии мелющих тел на повторное, неэффективное измельчение кондиционных компонентов шихты в мельницах второй, третьей и четвертой стадий, уменьшение содержания мелкодисперсных частиц (-5 мкм.) в шихте, снижение ее себестоимости.
Достигается это тем, что установка, содержащая бункера руды и известняка с питателями, мельницы первой и второй стадий измельчения руды, мельницы третьей стадии измельчения известняка и домольные мельницы четвертой стадии, трубопроводы для слива пульпы из мельниц, мельничные мешалки с насосами, напорные трубопроводы, сборные мешалки с насосами, при этом, дополнительно снабжена гидроциклоном, установленным перед мельницей четвертой стадии и сепаратором, установленным после сборной мешалки четвертой стадии, причем сборная мешалка нефелиновой пульпы мельницы второй стадии соединена напорным трубопроводом со сборной мешалкой мельницы третьей стадии, входной патрубок сепаратора соединен со сборной мешалкой четвертой стадии, нижний патрубок сепаратора соединен с приемной емкостью кондиционного продукта, а верхний патрубок - с емкостью осветленного раствора.
На фиг. показана схема заявляемой установки приготовления шихты.
Установка приготовления двухкомпонентной шихты содержит бункеры руды и известняка с питателями (на схеме не показаны), мельниц 1, 2, первой и второй стадий измельчения руды, мельницы 3, третьей стадии измельчения известняка и мельницы 4, четвертой стадии совместного измельчения руды и известняка, трубопроводы 5 для слива пульпы из мельниц самотеком, мельничные мешалки 6 с насосами, напорные трубопроводы 7, сборные мешалки 11, 12, 13 и 14 с насосами (на схеме не показаны), загрузочные устройства мельниц 1 и 3, соединенные напорным трубопроводом с емкостью оборотного раствора (на схеме не показана), при этом установка дополнительно снабжена гидроциклоном 9, установленным перед мельницей четвертой стадии, песковый патрубок которого соединен трубопроводом с загрузочным устройством мельницы, а сливной - с мельничной мешалкой 6. Сепаратор 15 установлен после сборной мешалки 14 мельниц четвертой стадии, при этом сборная мешалка нефелиновой пульпы мельницы второй стадии 12 соединена напорным трубопроводом со сборной мешалкой мельницы третьей стадии 13, входной патрубок сепаратора 15 соединен со сборной мешалкой 14, нижний патрубок сепаратора соединен с приемной емкостью кондиционного продукта 16, а верхний патрубок - с емкостью осветленного раствора 18. Установка работает следующим образом.
Дробленую нефелиновую руду из бункера питателем (на схеме не показаны) загружают в мельницу 1 первой стадии измельчения, заполненную ассортиментом мелющих тел - металлическими шарами диаметром от 60 до 120 мм. Туда же подают оборотный содовый раствор в пропорции, обеспечивающей оптимальную влажность пульпы (27-28) в мельнице 1, и осуществляют измельчение руды при высокой валовой производительности по исходному сырью до содержания в пульпе класса -0,08 мм в пределах 60-75%. Пульпа из мельницы 1 первой стадии измельчения самотеком сливается по трубопроводу 5 в мельничную мешалку 6, затем в сборную мешалку 11, куда добавляют оборотный раствор, доводя влажность пульпы на входе в гидроциклон 8 после мельницы 1 стадии до 42%, которая в этом случае является оптимальной, потому, что она обеспечивает эффективную работу гидроциклонов.
По напорному трубопроводу 7 пульпу подают в гидроциклон 8. Пески циклона поступают в загрузочное устройство мельницы 2 второй стадии, из которой по трубопроводу 5 - в мельничную мешалку 6. Слив гидроциклона 8, в обход мельницы 2 поступает в эту же мешалку бив смеси с 3 повторно измельченными песками, направляется в сборную мешалку 12. Поскольку влажность смеси пульпы в этом случае остается оптимальной (42%) и кондиционной (с остатком на сите +0,08=12-16%), - ее по напорному трубопроводу 17 направляют в обход мельницы 3 в сборную мешалку шихты третьей стадии 13. Из бункера питателем (на схеме не показаны) в мельницу 3 третьей стадии подают известняк и одновременно по трубопроводу - оборотный раствор, обеспечивая оптимальную влажность пульпы в мельнице 27-28%. В связи с отсутствием в этом случае в мельнице 3 кондиционных мелких частиц нефелиновой пульпы создаются благоприятные условия для измельчения известняка (как и руды в мельнице 1) при высокой валовой производительности по исходному сырью до содержания в пульпе класса -0,08 мм в пределах 60-75%. В мешалку 6 после мельницы 3 подают дополнительно оборотный раствор, доводя влажность известняковой пульпы до 42%. Из мельничной мешалки 6 после мельницы 3 пульпу подают в сборную мешалку 13. Из мешалки 13 шихту влажностью 42% по трубопроводу 7 подают в гидроциклон 9. Пески поступают в загрузочное устройство мельницы 4 четвертой стадии, где осуществляется эффективное совместное измельчение двух, близких по размеру частиц, материалов в оптимальном для них «каскадном» режиме, (с предварительной загрузкой мельницы 4 «цильпебсом»), из которой по трубопроводу 5 шихта поступает в мельничную мешалку 6. Слив гидроциклона 9, в обход мельницы 4 поступает в эту же мешалку бив смеси с повторно измельченными песками, избыточно обводненный продукт направляется в сборную мешалку 14. Из сборной мешалки 14 избыточно обводненную (42%) шихту направляют в сепаратор 15, из нижнего патрубка которого частично обезвоженная, кондиционная шихта с влажностью в пределах допустимой по технологическому регламенту (28-30%) сливается в емкость 16. Осветленный оборотный раствор из верхнего патрубка сепаратора 15 направляют в емкость 18 для повторного использования.
Технический результат в предлагаемой полезной модели заключается в том, что ее конструктивное исполнение обеспечивает:
- рециркуляцию избыточного осветленного раствора в начало процесса для поддержания оптимальных условий измельчения руды и известняка в мельницах (при влажности 28-30%), эффективной классификации пульпы и шихты в гидроциклонах (при влажности 42%) и влажности конечного продукта в пределах допустимой по технологическому регламенту (28-30%);
- исключение повторного измельчения кондиционных компонентов шихты, образованных на предыдущих стадиях и создание тем самым условий для повышения производительности мельниц второй, третьей и четвертой стадии;
- перевод в резерв до половины действующих мельниц второй, третьей и четвертой стадии и снижение себестоимости шихты;
- получение укрупненной товарной шихты, способствующей повышению эффективности работы системы газоочистки и сокращению пылевых выбросов из печей спекания.
Этот результат достигается тем, что энергосберегающая установка приготовления шихты дополнительно снабжена гидроциклоном, установленным перед мельницей четвертой стадии, и сепаратором, установленным после сборной мешалки четвертой стадии, входной патрубок последнего соединен с этой сборной мешалкой, нижний патрубок его соединен с приемной емкостью кондиционного продукта, верхний патрубок - с емкостью осветленного раствора, а сборная мешалка 4 нефелиновой пульпы мельницы второй стадии соединена напорным трубопроводом со сборной мешалкой мельницы третьей стадии.