ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩАЯ УСТАНОВКА ПРИГОТОВЛЕНИЯ ДВУХКОМПОНЕНТНОЙ СПЕКАЮЩЕЙСЯ ШИХТЫ

Заявляемая полезная модель относится к оборудованию измельчения сырьевых материалов, в частности к технологическим установкам 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 измельчения нефелиновой пульпы и дробленного известняка и четвертую стадию доизмельчения 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 крепость в 1,5-1,8 раза больше 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 повторное, неэффективное измельчение кондиционных компонентов шихты, образованных на предыдущих стадиях.
Наиболее близкой по технической сущности является установка приготовления двухкомпонентной спекающейся шихты (патент на полезную модель №120377 МПК B02C 23/08, опубл. 20.09. 2012 г. ), содержащая бункеры дробленой руды и известняка с питателями, трубные мельницы первой и последующих стадий измельчения, мельничные и сборные мешалки с насосами, трубопроводы подачи пульпы, гидроциклоны, установленные над мельницами второй и четвертой стадий измельчения, при этом входные патрубки циклонов соединены напорными трубопроводами со сборными мешалками предыдущих стадий, песковые патрубки соединены трубопроводом с загрузочными устройствами этих мельниц, причем мельничная мешалка второй стадии соединена со сборной мешалкой первой стадии, а сливной патрубок циклона второй стадии соединен через промежуточную емкость со сборной мешалкой второй стадии, которая соединена напорным трубопроводом с загрузочными устройствами мельниц третьей и четвертой стадии, а сливной патрубок циклона четвертой стадии соединен с мельничной мешалкой.
Известная установка в целом становится неработоспособной в условиях жестких ограничений влажности промежуточного и конечного продукта (27-28%), так как эффективность работы гидроциклонов (далее - циклонов) значительно снижается из-за большой вязкости пульпы. Наличие большого объема циркулирующей нагрузки в замкнутом цикле дополнительно существенно уменьшает влажность пульпы при одновременном снижении производительности мельниц по исходному сырью..
Стремление же восстановить ее работоспособность путем повышения влажности пульпы перед циклонами мельниц второй стадии (как минимум до 42%) неизбежно приводит к необходимости подачи нефелиновой пульпы в загрузочное устройство мельницы третьей стадии для компенсации избыточной влажности «сухим» известняком, а значит к бесполезным затратам энергии на повторное, неэффективное измельчение кондиционного компонента шихты, образованного на предыдущей стадии.
Сложность аппаратурной схемы с мельницами второй стадии известной установки затрудняет регулирование процесса классификации и измельчения руды,
Кроме того монтаж циклонов над мельницами в условиях действующего производства из-за наличия подкрановых путей становится проблематичным.
Целью полезной модели является обеспечение стабильной работоспособности линии в условиях жестких ограничений влажности промежуточного и конечного продукта за счет эффективной предварительной классификации пульпы в циклонах, исключение бесполезного расходования энергии мелющих тел на повторное неэффективное измельчение кондиционных компонентов шихты в мельницах второй, третьей и четвертой стадий и снижение тем самым затрат электроэнергии и мелющих тел на производство шихты.
Поставленная цель достигается тем, что циклоны, установлены перед мельницами второй и четвертой стадии, напорные трубопроводы подачи пульпы в циклоны снабжены инжекторами, соединенными с источником сжатого воздуха, песковый патрубок каждого из циклонов соединен с загрузочным устройством соответствующей мельницы, а сливной патрубок - с соответствующей мельничной мешалкой, при этом сборная мешалка пульпы мельницы второй стадии соединена напорным трубопроводом со сборной мешалкой третьей или четвертой стадии..
На фиг. 1 показана аппаратурная схема заявляемой установки приготовления двухкомпонентной спекающейся шихты.
Установка приготовления двухкомпонентной шихты содержит бункера руды и известняка с питателями (на схеме не показаны), мельницы 1, 2, первой и второй стадий измельчения руды, 3, 4, третьей и четвертой стадий совместного измельчения известняка и руды соответственно, трубопроводы или лотки 5 для слива пульпы из мельниц самотеком, мельничные мешалки 6 с насосами циклоны 8, установленные перед мельницами второй и четвертой стадии, снабженные песковыми 9 и сливными 10 патрубками, соединенными с соответствующими загрузочными устройствами и мельничными мешалками, напорные трубопроводы 7, снабженные инжектором 16, соединенным трубопроводом 18 с источником сжатого воздуха (на схеме не показан), сборные мешалки 11, 12, 13 и 14 с насосами (на схеме не показаны) при этом сборная мешалка 12 соединена трубопроводом 17 со сборной мешалкой шихты 13 или 14 а загрузочные устройства мельниц 1 и 3 соединены напорным трубопроводом с емкостью оборотного раствора (на схеме не показана).
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 или лотку 5 в мельничную мешалку 6.
По напорному трубопроводу пульпу подают в сборную мешалку 11 а из нее по трубопроводу 7 - в циклон 8. Одновременно с этим через инжектор 16 по трубопроводу 18 в трубопровод 7 подают сжатый воздух. Смесь пульпы с воздухом, обладая меньшей плотностью и вязкостью обеспечивает приемлемую эффективность классификации пульпы в циклоне 8. Пески циклона из пескового патрубка 9 поступают в загрузочное устройство мельницы 2 второй стадии, из которой по трубопроводу или лотку 5 - в мельничную мешалку 6. Кондиционный продукт, из сливного патрубка 10 циклона 8, в обход мельницы 2 поступает в эту же мешалку 6 и в смеси с повторно измельченными песками, направляется в сборную мешалку 12. Поскольку влажность пульпы в этом случае остается постоянной (27-28%), нефелиновую пульпу с остатком на сите + 0,08 = 12-16%) из сборной мешалки 12 по напорному трубопроводу 17 направляют в обход мельницы 3 в сборную мешалку шихты третьей стадии 13, а при остатке на сите + 0,08 мм не более 10%, - имеется вариант, минуя мельницы 3 и 4, направить ее непосредственно в сборную мешалку 14.
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%. Из мельничной мешалки 6 после мельницы 3 известняковую пульпу подают в сборную мешалку шихты 13.
Из мешалки 13 шихту по трубопроводу 7 подают в циклон 8 мельницы 4 четвертой стадии. Одновременно с этим через инжектор 16 по трубопроводу 18 в трубопровод 7 подают сжатый воздух. Смесь пульпы с воздухом, обладая меньшей плотностью и вязкостью обеспечивает приемлемую эффективность классификации пульпы в циклоне 8. Пески циклона по патрубку 9 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 или лотку 5 шихта поступает в мельничную мешалку 6. Кондиционный продукт, из сливного патрубка 10 циклона 8, в обход мельницы 4 поступает в эту же мешалку 6 и в смеси с повторно измельченными песками, направляется в сборную мешалку 14.
Технический результат в предлагаемой полезной модели заключается в обеспечении стабильной работоспособности линии в условиях жестких ограничений влажности промежуточного и конечного продукта за счет эффективной предварительной классификации пульпы в циклонах, исключении бесполезного расходования энергии мелющих тел на повторное неэффективное измельчение кондиционных компонентов шихты в мельницах второй, третьей и четвертой стадий и снижении тем самым затрат электроэнергии и мелющих тел на производство шихты.
Это достигается тем, что циклоны, установлены перед мельницами второй и четвертой стадии, напорные трубопроводы подачи пульпы в циклоны снабжены инжекторами, соединенными с источником сжатого воздуха, песковый патрубок каждого из циклонов соединен с загрузочным устройством соответствующей мельницы, а сливной патрубок - с соответствующей мельничной мешалкой, при этом сборная мешалка пульпы мельницы второй стадии соединена напорным трубопроводом со сборной мешалкой шихты третьей или четвертой стадии.
Такое конструктивное исполнение установки обеспечивает возможность подачи воздуха в поток пульпы. Смесь воздуха с пульпой обладает меньшей плотностью и вязкостью, в результате чего создаются условия для эффективного ее разделения в циклонах 8 без избыточной влажности пульпы. После эффективной предварительной классификации пульпы в циклонах 8 кондиционную ее часть (как минимум 50%) направляют в обход мельниц 2, 3, и 4, В результате на доизмельчение в мельницы поступает лишь часть пульпы. Это увеличивает пропускную способность мельничных агрегатов и позволяет перевести в резерв до половины действующих мельниц второй, третьей и четвертой стадии без ущерба для технологического процесса и снизить за счет этого затраты электроэнергии и расход мелющих тел, при этом влажность шихты не выходит за пределы допустимой по технологическому регламенту (27-28%).
Выполненные эксперименты подтверждают эффективность применения инжектора в сочетании с источником сжатого воздуха в подводящем трубопроводе циклона. Объектом исследования являлась пульпа нефелиновой руды влажностью 30%, с остатком на сите №008 = 35%. Конкретная цель заключалась в установлении факта разделения исходной пульпы на крупную и мелкую ее части при использовании инжектора.
Для этого пульпа с помощью насоса подавалась в гидроциклон Д=50 мм., отбиралась проба пульпы верхнего слива циклона и определялась ее влажность и остаток на сите + 0.08 мм. Результаты эксперимента свидетельствуют, что без применения инжектора классификация пульпы влажностью 30% отсутствует.
При использовании же инжектора классификация пульпы той же влажности происходит достаточно эффективно (при исходной пульпе с остатком на сите №0,08 = 35%), в сливе циклона получен продукт с остатком на сите + 008 = 14%.)
Илл. 1.