Закрытое акционерное общество «Урал-Омега»
+7 (499) 704-48-08
+7 (3519) 22-00-49
+7 (499) 704-48-08
+7 (3519) 22-00-49
Главная  /  Применение центробежно-ударных измельчителей в производстве извести

Применение центробежно-ударных измельчителей в производстве извести

Артамонов А.В., Гаркави М.С.

Для обжига известняка при производстве строительной воздушной извести наибольшее распространение получили шахтные печи различной конструкции. При этом эффективность работы печного агрегата независимо от его конструктивных особенностей в значительной степени зависит от зернового состава сырья и способа его подготовки для обжига.

Скорость и степень процесса декарбонизации зависит не только от размера обжигаемых кусков карбонатной породы, но и от состояния их поверхности. Это обусловлено тем, что декарбонизация является типичным твердофазным процессом, протекающим на границе раздела фаз, причем образование зародышей и рост кристаллов CaO определяется концентрацией активных центров на поверхности исходного карбоната кальция [1].

Действенным средством раскрытия дефектов, увеличения концентрации и повышения свободной энергии поверхностных центров является использование при измельчении исходного известняка энергонапряженных измельчителей, к которым относятся центробежно-ударные дробилки ДЦ, поставляемые ЗАО «Урал-Омега» [2].

Частицы материала измельчаются почти исключительно путем сво­бодного удара о бронеплиты, что сказывается на форме частиц получаемого продукта. Частицы дробленого материала однородны по форме, что способствует улучшению аэродинамики зернистого слоя.

Основной особенностью этих дробилок является наличие в них газового подшипника, заменившего систему традиционных опорных подшипников и жидкой смазки. Это позволило увеличить окружные скорости до 100-120 м/с и, таким образом, разрушать материалы любой крепости. Применение газового подшипника позволило создать самобалансирующуюся систему рабочих органов дробилки, обеспечивающую гашение возникающих дисбалансов. Вследствие этого дробилка ДЦ характеризуется низким уровнем вибрации, что в сочетании с малыми металлоемкостью и массой позволяют размещать ее на легких фундаментах на любой отметке производственного здания. Съемные изнашиваемые детали дробилки ДЦ имеют малый износ, а благодаря незначительной массе (до 30 кг) продолжительность их замены не превышает 45-60 мин.

В данной работе рассмотрено влияние центробежно-ударного измельчения известняка и доломита на свойства получаемой при его обжиге строительной и доломитовой  извести.

В качестве объекта экспериментального исследования был использованы известняк и доломит месторождения «Белый Камень» (Пермский край), химический состав которых приведен в таблице 1.

Таблица 1. Химический состав карбонатных пород

Порода

Массовая доля составляющих, %

SiO2

Al2O3

Fe2O3

CaO

MgO

ппп

SO3

Известняк

0,53

0,15

0,3

53,28

2,65

42,83

0,09

Доломит

0,14

0,105

0,18

31,68

20,81

46,6

0,42

Указанные породы были измельчены в центробежно-ударной дробилке с получением кускового материала фракций 5-10 мм и 10-20 мм. В качестве контрольных были использован кусковой материал тех же фракций, полученный измельчением указанных пород в щековой дробилке.

В работе [3] показано, что при центробежно-ударном измельчении изменяются физико-механические показатели измельчаемых горных пород. Это имеет место и при дроблении исследуемых пород, для которых установлено изменение их насыпной плотности и пустотности кускового материала (таблицы 2 и 3).

Таблица 2. Влияние способа измельчения на насыпную плотность карбонатных пород

Вид дробилки

Известняк

Доломит

Насыпная плотность, кг/м3, для фракций, мм

5-10

10-20

5-10

10-20

Щековая

1141

1226

1435

1361

Центробежно-ударная

1396

1381

1475

1421

 

Таблица 3. Влияние способа измельчения на пустотность карбонатных пород

Вид дробилки

Известняк

Доломит

Пустотность, %, для фракций, мм

5-10

10-20

5-10

10-20

Щековая

55,3

52,0

44,4

47,3

Центробежно-ударная

45,4

46,0

42,9

45,0

Как следует из приведенных данных материалы, измельченные в центробежно-ударной дробилке, обладают более высокой насыпной плотностью, что обусловлено кубовидной формой зерна [3]. Изменение насыпной плотности закономерно приводит и к изменению пустотности материалов, которая определяется в данном случае более плотной укладкой кубовидных зерен.

Следует отметить значительное влияние способа дробления на пустотность известняка. Если применительно к доломиту использование центробежно-ударного измельчения позволяет уменьшить пустотность на 3...5%, то применение этого способа для дробления известняка позволяет уменьшить его пустотность на 13...21%. Это может быть обусловлено прочностными показателями карбонатных пород, которые рассмотрены ниже.

Увеличение однородности свойств карбонатных материалов центробежно-ударного измельчения улучшает фильтрационные свойства зернистого слоя при его обжиге в шахтной печи, т.е. способствует повышению равномерности обжига и, соответственно, улучшает качество готового продукта [4].

Прочностные свойства дробленых карбонатных пород оценены по показателю их дробимости (таблица 4).

Таблица 4. Влияние способа измельчения на дробимость карбонатных пород

Вид дробилки

Известняк

Доломит

Дробимость, %, для фракций, мм

5-10

10-20

5-10

10-20

Щековая

10,6

15,5

9,6

13,4

Центробежно-ударная

7,5

7,8

6,4

8,6

Материалы, полученные в центробежно-ударной дробилке, характеризуются более высокими прочностными показателями (дробимость ниже), что обусловлено кубовидной формой зерен. Прочность материала после измельчения в центробежно-ударной дробилке почти в 2 раза превышает аналогичный показатель материала, полученного в щековой дробилке. Это чрезвычайно важный показатель для сырья, обжигаемого в шахтных печах, где не должно быть измельчения материала при его движении по шахте.

Влияние способа измельчения отражается в изменении гранулометрического состава известняка в процессе обжига при различной температуре (рисунки 1 и 2). Независимо от размера кусков исходного материала, наименьшие изменения зернового состава имеют место для известняка, измельченного в центробежно-ударной дробилке. Этот результат хорошо согласуется с физико-механическими характеристиками (таблица 4).

Рисунок 1. Влияние температуры обжига на изменение зернового состава известняка фракции 10-20мм

Рисунок 2. Влияние температуры обжига на изменение зернового состава известняка фракции 5 -10 мм



Следует отметить, что наилучшие результаты достигаются при обжиге известняка фракции 10-20 мм, измельченного в центробежно-ударной дробилке.

При обжиге доломита для получения доломитовой извести наиболее полная диссоциация независимо от способа измельчения достигается его обжигом при температуре 950оС. фракции 10-20 мм, измельченного в центробежно-ударной дробилке.

Вследствие более высокой прочности доломита (таблица 4) при его обжиге имеет место меньшее изменение зернового состава, особенно у доломита, измельченного в центробежно-ударной дробилке (рисунок 3).

Рисунок 3. Влияние способа измельчения на изменение зернового состава доломита

Свойства строительной воздушной извести, полученной при обжиге известняка, измельченного в различных дробилках, приведены в таблице 5.

Таблица 5. Свойства продукта обжига известняка

Наименование показателя

Значение показателя в зависимости от вида измельчителя и размера кусков (мм)

ДЩ

ДЦ

10-20

5-10

10-20

5-10

Непогасившийся остаток, %

3,0

4,5

0,0

3,17

Скорость гашения, мин

1,0

1,5

1,0

1,5

Максимальная температура при гашении, оС

99,0

99,5

99,0

99,5

Активность извести, определенная на усредненных пробах составила        

Аср = 96,56%, а фактическая степень карбонизации xср = 0,983.

Как следует из данных таблицы 5, строительная воздушная известь, полученная из сырья, измельченного в центробежно-ударной дробилке, имеет более высокое качество (меньше непогасившийся остаток). Это свидетельствует о более равномерном обжиге данного материала, что обусловлено однородной формой зерен.

Свойства доломитовой извести, из сырья, измельченного в разных дробилках, приведены в таблице 6, откуда следует, что применение центробежно-ударной дробилки способствует повышению качества готового продукта.

Таблица 6. Свойства продукта обжига доломита

Наименование показателя

Значение показателя в зависимости от вида измельчителя и размера кусков (мм)

ДЩ

ДЦ

10-20

5-10

10-20

5-10

Потери при прокаливании (ппп), %

1,06

1,61

0,96

1,47

Скорость гашения, мин

3,0

3,0

5,0

5,0

Максимальная температура при гашении, оС

71

68

68

66

Таким образом, проведенные исследования  показали высокую эффективность применения центробежно-ударных дробилок для подготовки сырья при производстве извести.

Список литературы:

  • Браун М., Доллимор Д., Галвей А. Реакции твердых тел. – М.:Мир, 1983. – 360 с.
  • Воробьев В.В., Кушка В.Н., Свитов В.С., Гаркави М.С. Современное оборудование для измельчения и классификации материалов // Вестник БГТУ. –2003.- №6. – С.280-284.
  • Воронин К.М., Гаркави М.С., Кушка В.Н. О возможностях получения высококачественного щебня // Строительные материалы. – 1998. - №2. – С.12-13.
  • Kocabiyik S., Kadirgan N. Effect of temperature and type of ash on amount of impurities in lime // Cement, lime, gypsum. - 2008. - №1. – P.63-71.
Скачать статью () в PDF