ЛИНИЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ДВУХКОМПОНЕНТНОЙ СПЕКАТЕЛЬНОЙ ШИХТЫ (ВАРИАНТЫ)

Заявляяемая полезная модель относится к технологическим линиям приготовления двухкомпонентной спекательной шихты по производству тонкоизмельченного материала в виде пульпы и может быть использована в цветной, цементной и других отраслях промышленности.
Известна линия приготовления известково-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]. Данная технологическая схема была выбрана из-за того, что доля нефелиной 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%.
Недостатком известной многостадийной линии измельчения, работающей без классификации материала, является низкая производительность и большой расход электроэнергии на измельчение из-за неоптимального грансостава нефелинового компонента в шихте - большое количество мелкой фракции (микронных и субмикронных частиц) за счет уменьшения количества средней фракции (10-80 мк). Это приводит к увеличению расхода энергии на измельчение. Кроме того, снижается качество спека из шихты и извлечение глинозема из него из-за каогуляции субмикронных частиц в пульпе за счет их высокой поверхностной активности в конгломераты, которые ведут себя при спекании аналогично крупным частицам, и образования чрезмерно большого количества жидкой фазы при спекании, которая во вращающихся печах нарушает процесс спекообразования.
Наиболее близкой по технической сущности является линия приготовления двухкомпонентной спекательной шихты, содержащая бункера дробленной руды и известняка с питателями, последовательно установленные трубные мельницы первой и последующих стадий измельчения, снабженные мелющими телами, мельничные и сборные мешалки, гидроциклон, трубопроводы подачи пульпы с насосами, отличающаяся тем, что гидроциклон установлен над сборными мешалками, при этом его входной патрубок соединен с трубопроводом подачи пульпы из мельницы первой стадии, песковый и сливной патрубки соединены со сборными мешалками крупного и мелкого продукта соответственно, трубопровод подачи крупного продукта соединен с загрузочным устройством мельницы второй стадии, разгрузочное устройство которой соединено трубопроводом со сборной мешалкой мелкого продукта, трубопровод подачи пульпы из которой соединен с загрузочным устройством мельницы третьей стадии [патент РФ №38121 от 20.01.2004 г. 7В02С 23/08, 17/00, опубл. 27.05.2004 Бюл. №15, «Линия приготовления двухкомпонентной спекательной шихты»].
Недостатком известной линии является также низкая производительность и повышенный расход электроэнергии на измельчение из-за неоптимального грансостава нефелинового компонента в шихте - большое количество мелкой фракции (микронных и субмикронных частиц) за счет уменьшения количества средней фракции (10-80 мк) при заданной ситовой характеристике шихты. Установка классификатора - гидроциклона после первой стадии измельчения несколько снижает количество переизмельченной фракции нефелинового компонента в пульпе за счет уменьшения мелкой части компонента в исходной загрузке мельницы второй стадии измельчения. Однако, вторая стадия измельчения нефелинового компонента работает в открытом цикле, что и обуславливает его переизмельчение на этой стадии. Кроме того, ограничивается максимально возможная производительность мельницы первой стадии измельчения крупностью частиц, поступающих из нее в мельницу второй стадии измельчения.
Возникает также сложность получения пульпы определенной крупности, поступающей на совместный помол с известняком в мельницу третьей стадии измельчения, при смешивании слива с гидроциклона со сливом мельницы второй стадии измельчения.
Основной задачей полезной модели является увеличение производительности и снижение энергозатрат многостадийных линий приготовления двухкомпонентной спекательной шихты.
Технический результат, в предлагаемой полезной модели по вариантам 1, 2 и 3, заключается в увеличении производительности мельниц первой и второй стадий в 1,2-1,3 раза.
Это достигается тем, что в линии приготовления двухкомпонентной спекательной шихты по варианту 1, содержащей бункера дробленной руды и известняка с питателями, трубные мельницы первой и последующих стадий измельчения, снабженные мелющими телами, мельничные и сборные мешалки с насосами, трубопроводы подачи пульпы, гидроциклон, установленный над сборными мешалками, песковый и сливной патрубки которого соединены трубопроводами или лотками соответственно со сборными мешалками крупного и мелкого продукта, при этом трубопровод подачи из сборной мешалками крупного продукта соединен с загрузочным устройством мельницы второй стадии, а трубопровод подачи из сборной мешалки мелкого продукта соединен с загрузочным устройством мельницы третьей стадии измельчения, входной патрубок гидроциклона соединен трубопроводом подачи пульпы со сборной мешалкой, которая соединена одновременно с напорными трубопроводами подачи пульп из мельниц первой и второй стадий измельчения.
По второму варианту в линии приготовления двухкомпонентной спекательной шихты, содержащей бункера дробленной руды и известняка с питателями, трубные мельницы первой и последующих стадий измельчения, снабженные мелющими телами, мельничные и сборные мешалки с насосами, трубопроводы подачи пульпы, гидроциклон, сливной патрубок которого соединен со сборной мешалкой мелкого продукта, при этом трубопровод подачи из нее соединен с загрузочным устройством мельницы третьей стадии измельчения, установлена дополнительная мешалка для слива из гидроциклона, который установлен над мельницей второй стадии измельчения, входной патрубок его соединен напорным трубопроводом со сборной мешалкой, которая соединена одновременно с напорными трубопроводами подачи пульп из мельниц первой и второй стадий измельчения, песковый патрубок гидроциклона соединен самотечным трубопроводом или лотком с загрузочным устройством мельницы второй стадии измельчения, а сливной патрубок соединен трубопроводом со сборной мешалкой мелкого продукта через дополнительную мешалку.
По третьему варианту в линии приготовления двухкомпонентной спекательной шихты, содержащей бункера дробленной руды и известняка с питателями, трубные мельницы первой и последующих стадий измельчения, снабженные мелющими телами, мельничные и сборные мешалки с насосами, трубопроводы подачи пульпы, гидроциклон, сливной патрубок которого соединен со сборной мешалкой мелкого продукта, при этом трубопровод подачи пульпы из нее соединен с загрузочным устройством мельницы третьей стадии измельчения, установлена дополнительная мешалка для слива из гидроциклона, который установлен над мельницей второй стадии измельчения, входной патрубок его соединен напорным трубопроводом с общей мельничной мешалкой, которая соединена одновременно самотечными трубопроводами или лотками с разгрузочными устройствами мельниц первой и второй стадий измельчения, песковый патрубок гидроциклона соединен самотечным трубопроводом или лотком с загрузочным устройством мельницы второй стадии, а сливной патрубок соединен трубопроводом со сборной мешалкой мелкого продукта через дополнительную мешалку.
Технический результат, в предлагаемой полезной модели по вариантам 1, 2 и 3, достигается тем, что мельница второй стадии измельчения работает в замкнутом цикле с гидроциклоном, в котором предварительная и поверочная классификации совмещены, что повышает производительность мельницы второй стадии и обеспечивает позможность загрубления помола и, как следствие, высокую производительность мельницы первой стадии.
Технический результат достигается тем, что линия позволяет получать шихту с регулируемой верхней крупностью и меньшим переизмельчением нефелинового компонента.
На фиг.1 показана принципиальная линия приготовления двухкомпонентной спекательной шихты по варианту 1.
На фиг.2 - второй вариант линии.
На фиг.3 - третий вариант линии. Здесь мельницы первой и второй стадий, в том числе, могут работать попарно на общую мельничную мешалку. Вариант более компактен и отличается меньшими затратами на транспорт пульпы по трубопроводам.
Линия приготовления двухкомпонентной спекательной шихты, показанная на фиг.1, содержит бункера 1 и 2 соответственно нефелиновой руды и известняка с питателями 3 и 3а, мельницы 4 и 5 первой и второй стадий измельчения руды соответственно, мельницу 6 третьей стадии совместного помола нефелиновой пульпы с дробленным известняком, мельницу 7 четвертой стадии домола шихты, трубопроводы или лотки 8, для слива пульпы из мельниц самотеком, мельничные мешалки 9 с насосами, напорные трубопроводы 10, мешалку 11 для слива с гидроциклона 12, трубопроводы или лотки 13 и 14 соответственно для песков и слива с гидроциклона 12, сборные мешалки с насосами 15, 16, 17, 18 и 19.
Линия по варианту 1 работает следующим образом. Дробленную нефелиновую руду из бункера 1 загружают питателем 3 в мельницу 4 первой стадии измельчения, заполненную ассортиментом мелющих тел - металлическими шарами диаметром от 60 до 120 мм. Туда же подают оборотный содовый раствор в пропорции, обеспечивающей необходимую влажность пульпы (24-30%) в мельнице 4, и осуществляют измельчение руды при высокой валовой производительности по исходному сырью до содержания в пульпе класса - 0,08 мм в пределах 35-60%. Содержания класса - 0,08 мм в сливе мельницы 4 будет зависеть от рабочего объема мельницы, отношения ее длины к диаметру, от производительности, от ассортимента мелющих тел, от формы мелющих тел: шары или стержни и т.д.
Пульпа из мельницы 4 первой стадии и пульпа из мельницы 5 второй стадии измельчения самотеком сливаются по трубопроводам или лоткам 8 соответственно в мельничные мешалки 9, далее они по напорным трубопроводам 10 подаются в сборную мешалку 15, в которую при необходимости подают воду для корректировки влажности пульпы. Пульпа для классификации с влажностью 25-40% и содержанием класса - 0,08 мм равным 45-70% из сборной мешалки 15 подается по трубопроводу 10 на вход гидроциклона 12. Крупный продукт классификации пульпы - пески влажностью 25-35% с содержанием класса - 0,08 мм равным 25-35% из гидроциклона 12 самотеком сливается по трубопроводу или лотку 13 в сборную мешалку 19, из которой они по трубопроводу 10 подаются в загрузочные устройства мельницы 5. Мелкий продукт классификации пульпы - слив гидроциклона 12 влажностью 28-45% с содержанием класса - 0.08 мм равным 85-90% самотеком сливается по трубопроводу или лотку 14 в сборную мешалку 16, из которой он подается по трубопроводу в загрузочное устройство мельницы 6 третьей стадии совместного помола нефелиновой пульпы с дробленным известняком. При этом необходимая влажность слива с мельницы 6 в пределах 26-28% обеспечивается за счет дробленного известняка естественной влажности.
Шихта с мельницы 6 третьей стадии измельчения самотеком сливается по соответствующему трубопроводу или лотку 8 в соответствующую мельничную мешалку 9, из которой она подается по трубопроводу 10 в сборную мешалку 17, из которой поступает в мельницу 7 четвертой стадии измельчения для окончательного домола и смешивания нефелинового и известнякового компонентов. Слив с мельницы 7 четвертой стадии измельчения самотеком поступает по соответствующему трубопроводу или лотку 8 в мельничную мешалку 9, из которой он подается в сборную мешалку 18 и далее в коррекционные бассейны.
Отличие работы линии по варианту 2 на фиг.2 от варианта 1 заключается в том, что крупный продукт классификации пульпы - пески гидроциклона 12 поступают по трубопроводу или лотку 13 в загрузочное устройство мельницы 5 второй стадии, а мелкий продукт классификации пульпы - слив гидроциклона 12 поступает по трубпроводу 14 в дополнительную мешалку 11, из которой он подается в сборную мешалку 16 мелкого продукта и далее - в загрузочное устройство мельницы 6 третьей стадии, совместного помола нефелиновой пульпы с дробленным известняком.
Отличие работы линии по варианту 3 на фиг.3 от варианта 1 заключается в том, что сливы с мельницы 4 первой и мельницы 5 второй стадий измельчения самотеком одновременно сливаются по трубопроводам или лоткам соответственно 8 в общую мельничную мешалку 9, из которой смесь этих сливов подается по трубопроводу 10 на вход гидроциклона 12. Крупный продукт классификации пульпы - пески гидроциклона 12 поступают по трубопроводу или лотку 13 в загрузочное устройство мельницы 5 второй стадии, а мелкий продукт классификации пульпы - слив гидроциклона 12 поступает по трубопроводу 14 в дополнительную мешалку 11, из которой он подается в сборную мешалку 16 мелкого продукта и далее - в загрузочное устройство мельницы 6 третьей стадии, совместного помола нефелиновой пульпы с дробленным известняком.
Общеизвестно, что наиболее эффективна работа мельниц в замкнутом цикле на последних стадиях измельчения [С.Е.Андреев и др. «Дробление, измельчение и грохочение полезных ископаемых». Госиздат, москва, С.308]. Перевод мельницы второй стадии измельчения заявленной линии в замкнутый цикл наиболее эффективен, так как энергозатраты на измельчение нефелинового компонента в 2-3 раза больше, чем на измельчение известняка. Кроме того, классификацию пульпы на второй стадии его измельчения можно проводить с большей эффективностью при повышенной влажности питания гидроциклона. При этом необходимая влажность пульпы-слива мельницы третьей стадии измельчения обеспечивается совместным размолом с сухим дробленным известняком.
Технологическое значение циркулирующей нагрузки в мельнице второй стадии заключается в том, что она увеличивает содержание крупного класса в мельнице и количество материала, проходящего через нее, и следовательно, повышает ее производительность, которая, как известно, прямо пропорциональна содержанию в ней крупного класса. Наличие поверочной классификации позволяет эффективно получать продукт с регулируемой верхней крупностью и минимальным переизмельчением после мельницы второй стадии измельчения. Вследствие этого, в значительной степени снижается ограничение по увеличению производительности мельницы первой стадии, наиболее полно реализуя потенциальную возможность ее эффективной работы в открытом цикле с большей производительностью при невысокой степени измельчения.
Таким образом, заявленная технологическая линия обеспечивает увеличение производительности и снижение удельного расхода электроэнергии как за счет загрубления помола на мельнице первой стадии, так и за счет перевода мельницы второй стадии в замкнутый цикл работы с гидроциклоном с возможностью эффективно классифицировать пульпу при повышенной ее влажности на входе в гидроциклон.
Перечисленные отличия заявленной технологической линии в совокупности обеспечивают:
- увеличение производительности мельниц;
- получение шихты с регулируемой верхней крупностью и минимальным переизмельчением нефелинового компонента;
- снижение удельных затрат на электроэнергию и мелющие тела.
Преимуществом предложенной линии является сочетание простоты технических решений, высокой ее эффективности и возможности реконструкции действующих линий с наименьшими затратами без остановки производства. При этом, в зависимости от существующих условий: количества мельниц, их расположения, размеров производственной площадки, коэффициента использования оборудования и т.д., выбирается та или другая предложенная эффективная технологическая схема линии измельчения.