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

Опыт переработки отсевов дробления

В.A. АРТАМОНОВ, инженер, директор ЗАО «Урал Омега», г. Магнитогорск Челябинской обл., В.В. ВОРОБЬЕВ, инженер, зам. директора НПО «Центр», Республика Беларусь, B.C. СВИТОВ, инженер, директор НПЦ «Уралмеханобринжиниринг», Екатеринбург (Ассоциация «Урал-Центр»)

Несмотря на сокращение выпуска нерудных строительных материалов, объемы их производства остаются значительными. По оценочным данным ВНИПИИстромсырье (1), в 2000 г. в России было переработано около 140 млн. т. только скальных пород. Если принять выход класса 0-5 мм за 15%, то это составит около 21 млн. т.. Фактическая цифра, по-видимому, значительно выше. Этот продукт переработки скальных пород обычно называют отсевом дробления, а чаще - отходами производства. Востребованность их невелика по двум причинам: первая - форма зерен (пластинчатая и игловатая), вторая — высокое (более 10%) содержание пылевидных частиц. Известны примеры, когда дробильно-сортировочные производства останавливались из-за затоваривания этим материалом. Большие площади горных предприятий заняты отвалами отсевов. При этом предприятия платят налоги за пользование землей. Кроме этого затраты производителей нерудных строительных материалов на вынужденное производство отсевов ложатся на себестоимость основной продукции — щебня, увеличивая ее на 15—30%.

Строительная индустрия потребляет песок, чаше всего природный, для производства бетонов и растворов, асфальтобетонов, изделий и т. п. Объемы потребления песка в 2000 г. составили почти 45% от объемов потребленного щебня (1). Действующие или вновь разрабатываемые песчаные карьеры создают постоянную экологическую нагрузку на среду жизнедеятельности, и в первую очередь на водоемы - поймы рек, озера. При этом зачастую качество природных песков оставляет желать лучшего вследствие неоптимального зернового состава, запредельного содержания крупных или мелких зерен и пылевидных частиц, высокой влажности, окатанной формы зерен и т. д.

Альтернативой природным пескам в редких случаях служат искусственные пески из отсевов дробления, обогащенные мокрым способом на спиральных классификаторах. Недостатки как самой технологии, так и продукции известны. Это и сезонность работ, и высокое энерго- и водопотребление, и шламохранилища, и пластинчатая форма частиц песка.

Известна и реализована на практике технология сухой воздушной классификации отсевов — продуктов дробления центробежно-ударных дробилок с применением каскадно-гравитационных классификаторов. В них использован способ разделения в воздушном потоке мелкозернистых и песчаных материалов по крупности, плотности, массе и форме частиц за счет взаимодействия двух противоположно направленных сил: гравитации, действующей на частицы исходного материала, и восходящего воздушного потока. На таких аппаратах можно классифицировать сыпучие материалы максимальной крупностью до 10 мм и влажностью до 6% с разделением на 2—3 класса, то есть с получением 2—3 продуктов.

Трехлетний опыт эксплуатации каскадно-гравитационного классификатора КГ 30-2 производительностью 30 т/ч по классификации отсева дробления класса 0-5 мм после центробежно-ударной дробилки ДЦ-1,6 на руднике Малый Куйбас (г. Магнитогорск) в комплексе дробильно-сортировочной установки по производству кубовидного щебня (2) доказал перспективность этого метода. Комплекс классификации разработан, изготовлен, поставлен и запущен группой компаний научно-производственной ассоциации "Урал-Центр". Комплексный проект установки выполнен НПЦ «Уралмеханобринжиниринг».

Назначение классификатора КГ 30-2 - получение строительного песка по ГОСТ 8736-93 для производства асфальтобетона. Особенностью отсева является форма зерен. Она в отличие от отсевов дробления в щековых или конусных дробилках имеет не пластинчатую, а близкую к изометрической форму. Кроме этого зерна имеют рваную, шероховатую поверхность. Это является существенным преимуществом, поскольку такие зерна увеличивают сцепление вяжущего с зернами.

В исходном классе 0—5 мм — подрешетном продукте грохочения — содержание пылевидных частиц размером менее 0,16 мм составляет 11-23%. Задача классификации - снизить содержание пылевидных частиц до <5% успешно выполняется. Зерновой состав песка из отсева дробления оказался оптимальным, такой песок соответствует песку I класса средней группы с модулем крупности 2—2,5.

Выход класса 0—5 мм после дробилки ДЦ-1,6 в настоящее время составляет 18%.Однако в связи с высоким качеством щебня мелких классов и песка, прежде всего по форме зерна, основной потребитель данной продукции ЗАО «Южуралавтобан» перешел на производство мелкозернистых асфальтобетонов, где содержание песчаной фракции достигает 45% и выше. Сложилась парадоксальная ситуация. Бывший отсев дробления, выход которого заказчик на этапе проектирования по известным причинам ограничивал, пройдя процесс сухой классификации, стал дефицитным товаром. Сегодня ставится задача по увеличению выпуска песка из отсева дробления.

В настоящее время несколько подобных установок работает на территории России и других стран СНГ.

Решение задачи переработки отсевов дробления, по нашему мнению, может реализовываться по двум направлениям.

Во-первых, не накапливать новые отвалы, то есть заниматься переработкой текущих отсевов. В случае если форма зерна удовлетворительна, достаточно встроить в технологическую линию каскадно-гравитационный классификатор, обеспечивающий обеспыливание и разделение песка на несколько классов. При этом нужно иметь в виду, что форма зерна существенным образом влияет на эффективность классификации и качество готовых продуктов. Чем выше содержание зерен пластинчатой и игловатой формы исходного материала, тем ниже эффективность классификации вследствие влияния эффекта планирования частиц. В этом случае необходимо дополнительное додрабливание отсевов в дробилка ударного типа, лучше всего центробежно-ударных, наиболее эффективно исправляющих и улучшающих форму зерна. Во-первых, не накапливать новые отвалы, то есть заниматься переработкой текущих отсевов. В случае если форма зерна удовлетворительна, достаточно встроить в технологическую линию каскадно-гравитационный классификатор, обеспечивающий обеспыливание и разделение песка на несколько классов. При этом нужно иметь в виду, что форма зерна существенным образом влияет на эффективность классификации и качество готовых продуктов. Чем выше содержание зерен пластинчатой и игловатой формы исходного материала, тем ниже эффективность классификации вследствие влияния эффекта планирования частиц. В этом случае необходимо дополнительное додрабливание отсевов в дробилках ударного типа, лучше всего центробежно-ударных, наиболее эффективно исправляющих и улучшающих форму зерна.

Во-вторых, перерабатывать существующие отвалы. При этом необходимо иметь в виду, что в этом случае предстоит решить как минимум две проблемы. В результате длительного хранения мелкого продукта под открытым небом проявляется эффект слеживаемости (слипания) и увлажнения. Естественная влажность отсевов дробления равна 6—8%. Технологическая линия по переработке отсевов дробления может состоять из центробежно-ударной дробилки, решающей три задачи: разрушение агрегатов, улучшение формы зерна и частично (на 1—2%) снижение влажности, и каскадно-гравитационного классификатора, решающего задачу обеспыливания и разделения продукта классификации на несколько фракций.

По нашему мнению, в настоящее время в России создана реальная база для решения проблемы переработки отсевов дробления.

Список литературы

  • Буткевич Г.Р. Некоторые тенденции развития промышленности нерудных строительных материалов // Строит. материалы. 2001. №8. С. 6-8.
  • Гущин А.И., Косян Г.А., Артамонов В.А. и др. Реальность производства щебня I группы по форме зерна // Строит. материалы. 2002. №2. С. 4-5.
Скачать статью () в PDF