Технология переработки каменных материалов

Добываемые в карьерах каменные материалы перерабатываются на стационарных камнедробильных и промывочно-сортировочных заводах или передвижных установках и в виде готового продукта стандартного качества доставляются на бетонные заводы и строитель­ные объекты.

Переработка состоит из дробления, сортировки, промывки и обогащения щебня, гравия, песка. Указанные операции производят последовательно в тесной технологической увязке между собой. В зависимости от конкретных условий переработки и характера исходного сырья отдельные операции могут отсутствовать, например мойка или обогащение.

Дроблением называют процесс разделения кусков каменных пород на более мелкие части дробильными машинами (камнедробилками). Материал, подаваемый в дробилку, называют исходным материалом, а выходящий после дробления — продуктом дробления.

Дробление характеризуется отношением размера кусков исходного материала к размеру кусков готового продукта. Отношение поперечника D наибольших кусков исходного материала к поперечнику d наибольших кусков продукта дробления называют степенью дробления ,т. е.

. (1)

Измельчение на куски размером 70...300 мм называют крупным дроблением, 20…70 мм — средним, 1...20 мм — мелким, а до размеров в долях миллиметра — тонким помолом. При крупном и среднем дроблении , при мелком , при помоле .

Если требуемая степень измельчения настолько высока, что одна дробилка не может ее обеспечить, то дробление ведут последовательно несколькими дробилками с постепенным уменьшением размеров кусков.

Степень дробления зависит от конструкции дробильной машины, физико-механических свойств перерабатываемой каменной породы и абсолютной величины кусков. С увеличением степени дробления производительность машины снижается, а расход энергии возрастает.

Каждой конструкции дробильной машины при максимальной производительности соответствует оптимальная степень дробления — так, для щековых и конусных дробилок крупного дробления = 3…5, для однороторных молотковых дробилок при дроблении неабразивных пород = 10…15 и для двухроторных = 30…40.

Получить высокую степень дробления на одной дробилке практически невозможно. Поэтому дробление осуществляют в несколько стадий, т. е. последовательно устанавливают ряд дробильных машин, различных по конструкции и техническим характеристикам. При этом постепенно переходят от крупного к среднему и затем к мелкому дроблению с таким расчетом, чтобы эффективность дробления на последующих стадиях была выше, а затраты энергии меньше.

Количество стадий дробления — основной показатель, характеризующий технологическую схему дробильно-сортировочного завода. Обычно проектируют две-три стадии дробления и реже четыре. При определении необходимого числа стадий дробления учитывают максимальные размеры отдельных кусков и их количество в массе.

Условно считают, что при дроблении получают продукты преимущественно крупные, а при измельчении — мельче 0,5 мм. Для измельчения используют барабанные (шаровые, стержневые), ударные, вибрационные и струйные машины. Например, путем измельчения приготовляют минеральный порошок для асфальтобетонной смеси.

Исходное сырье представляет собой неоднородную по крупности смесь, содержащую различные примеси и включения. В процессе переработки сырье необходимо разделить на фракции, удалить примеси и включения.

Сортировка (грохочение) — разделение продуктов переработки по крупности. Наиболее распространенный способ сортировки сыпучих материалов — механический, который выполняется машинами, содержащими колосники, сита и решета. Количество получаемых фракций материала определяется количеством сит (решет) в грохоте, а крупность фракций — размерами отверстий в ситах (решетах). Если сортируемый материал последовательно проходит через сит, то в результате получается фракций.

Процесс грохочения принято оценивать производительностью, т. е. количеством поступаемого на грохот исходного материала в единицу времени, и эффективностью грохочения — отношением массы материала, прошедшей через отверстия сит а, к массе материала данной фракции, содержащейся в исходном продукте.

Промывку щебня и гравия осуществляют с целью удаления из их состава глинистых и пылеватых частиц. В зависимости от физических свойств примесей промывку осуществляют на грохотах в машинах-мойках.

Классификацию и обогащение песков применяют для доведения зернового состава до требований Государственных стандартов. Эти операции выполняют в механических и гидравлических классификаторах, а также в обогатительных аппаратах.

Обогащение щебня по форме зерен предназначено для получения щебня кубообразной формы. Эту операцию осуществляют избирательной сортировкой на щелевидных ситах, грануляцией щебня в роторных дробилках ударного действия и в барабанах-грануляторах.

Обезвоживание гравия и щебня в основном производится на виброгрохотах, а песка — в спиральных классификаторах.