RU2099143C1

RU2099143C1 - Material grinding and separation system and device for realization of this method

Info

Publication number: RU2099143C1
Application number: RU95111787A
Authority: RU
Inventors: Владимир Иванович Бабушкин; Виталий Игнатович Момот; Анатолий Филиппович Михайлов; Валерий Иванович Кондращенко
Original assignee: Владимир Иванович Бабушкин; Виталий Игнатович Момот; Анатолий Филиппович Михайлов; Валерий Иванович Кондращенко
Priority date: 1995-07-24
Filing date: 1995-07-24
Publication date: 1997-12-20
Also published as: RU95111787A

Abstract

FIELD: grinding materials in industries where dispersed materials are used. SUBSTANCE: electrostatic space charge is maintained in material being ground within entire grinding process. Device used for realization of this method and all its components are reliably insulated. Electric mass classifier ensures separation of material by fractions from 0.1 to 100 mk. EFFECT: obtaining highly dispersed ground materials. 3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области измельчения материалов в шаровых барабанных мельницах и может быть использовано в горнорудной промышленности, теплоэнергетике, промышленности строительных материалов. В качестве прототипа взято техническое решение по а.с. СССР N 1373437, B 02 C 25/00, 1986 г, в котором создают электрическое поле путем заряжения выходной горловины мельницы положительным потенциалом, а входной горловины сепаратора отрицательным потенциалом и изменяют величину напряженности созданного электрического поля в зависимости от частоты выхода из мельницы недоизмельченных кусков материала. The invention relates to the field of grinding materials in ball drum mills and can be used in the mining industry, thermal power, building materials industry. As a prototype, a technical solution for A. with. USSR N 1373437, B 02 C 25/00, 1986, in which an electric field is created by charging the outlet neck of the mill with a positive potential, and the input mouth of the separator with a negative potential and the magnitude of the created electric field is changed depending on the frequency of the exit of the underfinished pieces of material from the mill .

Недостатками являются следующие:
способ применим лишь для ограниченного количества видов материалов;
наличие магнитных полей приводит к слипанию ферромагнитных мелющих тел, что снижает эффективность измельчения;
способ не пригоден для применения в мельницах, где используются неферромагнитные мелющие тела (уралитовые или др. шары);
способ не позволяет исключить слипание частиц измельчаемого материала и их налипание на мелющие тела;
по вышеизложенным причинам способ не дает возможности измельчать материал при сверхкритических частотах вращения барабана.The disadvantages are as follows:
the method is applicable only for a limited number of types of materials;
the presence of magnetic fields leads to the adhesion of ferromagnetic grinding media, which reduces the grinding efficiency;
the method is not suitable for use in mills where non-ferromagnetic grinding media (uralitic or other balls) are used;
the method does not allow to exclude adhesion of particles of the crushed material and their adhesion to the grinding body;
for the above reasons, the method does not make it possible to grind the material at supercritical frequencies of rotation of the drum.

В основу изобретения поставлена задача создания технологии измельчения материала в барабанных мельницах, при которой отсутствовало бы слипание частиц измельчаемого материала и их налипание на мелющие тела, благодаря чему повышаются дисперсность измельчения и производительность мельниц. The basis of the invention is the task of creating a technology for grinding material in drum mills, in which there would be no adhesion of particles of the crushed material and their adhesion to the grinding bodies, thereby increasing the dispersion of grinding and productivity of the mills.

Поставленная задача достигается тем, что измельчение производится в электростатическом поле трибоэлектричества, образуемого за счет трения частиц обрабатываемого материала, а соответствующее устройство выполнено из условия накопления электростатического заряда за счет установки электроизоляционных прокладок между узлами установки и Землей, причем электромассклассификаторы выполнены из условия разделения материалов на фракции от 0,1 мкм до 100 мкм. The task is achieved in that the grinding is carried out in an electrostatic field of triboelectricity, formed due to friction of the particles of the processed material, and the corresponding device is made from the accumulation of electrostatic charge due to the installation of insulating gaskets between the units of the installation and the Earth, and electromassifiers are made from the condition of separation of materials into fractions from 0.1 μm to 100 μm.

Сущность предлагаемого способа измельчения материала заключается в следующем. Известно, что разрушение частиц материала сопровождается образованием на поверхности частиц электростатических зарядов противоположных знаков, приводящих к их слипанию и налипанию на мелющие тела. В то же время деформация материала и их трение друг о друга сопровождаются эмиссией электронов с поверхности материала. В результате этих двух явлений в материале в случае его электроизоляции (и только в этом случае) образуется интегральный объемный электростатический заряд. Формирование последнего в электроизолированном материале и его поддержание в процессе измельчения исключает слипание частиц измельчаемого материала и их налипание на мелющие тела и ведет к ослаблению в нем химических связей. В этих условиях возможен переход к сверхкритическим скоростям измельчения материала, когда основным разрушающим фактором являются сдвиговые деформации, приводящие к срезу, скалыванию и истиранию. The essence of the proposed method of grinding material is as follows. It is known that the destruction of material particles is accompanied by the formation on the surface of particles of electrostatic charges of opposite signs, leading to their adhesion and sticking to grinding media. At the same time, the deformation of the material and their friction against each other are accompanied by the emission of electrons from the surface of the material. As a result of these two phenomena in the material in the case of its electrical insulation (and only in this case), an integral volume electrostatic charge is formed. The formation of the latter in an electrically insulated material and its maintenance during the grinding process eliminates the adhesion of particles of the material being ground and their adhesion to the grinding media and leads to weakening of chemical bonds in it. Under these conditions, a transition to supercritical grinding rates of the material is possible, when the main destructive factor is shear deformation, leading to shearing, chipping and abrasion.

Авторами установлено, что при наличии в материале объемного электростатического заряда можно осуществить его измельчение при числе оборотов мельницы большим критического (n_кр).The authors found that if there is a volumetric electrostatic charge in the material, it can be crushed at a mill speed greater than critical (n _cr ).

В шаровой барабанной мельнице измельчался цементный клинкер. Критическая частота вращения барабана мельницы рассчитывалась по формуле:

где D внутренний диаметр барабана мельницы.In a ball drum mill, cement clinker was ground. The critical rotational speed of the mill drum was calculated by the formula:

where D is the inner diameter of the mill drum.

Было установлено, что при отсутствии объемного электростатического заряда наиболее эффективно измельчался материал при n=(0,7-0,9)n_кр. При этом достигалась удельная поверхность δ_уд3000.3500 см²/г. При n>n_кр измельчение материала практически не наблюдалось.It was found that in the absence of bulk electrostatic charge, the material was most efficiently ground at n = (0.7-0.9) n _cr . In this case, the specific surface area δ _{beats of} 3000.3500 cm ² / g was achieved. For n> n _cr, material grinding was practically not observed.

При наличии объемного электростатического заряда при числе оборотов, большим n_кр достигается удельная поверхность δ_уд25000.30000 см²/г, т.е. в 7,1-10,0 раз больше, чем при общепринятом режиме измельчения. При этом производительность мельницы повышается.In the presence of a volume electrostatic charge at a revolution speed greater than n _cr , the specific surface area δ _beats 25000.30000 cm ² / g is achieved, i.e. 7.1-10.0 times more than in the conventional grinding mode. At the same time, the productivity of the mill increases.

Было проверено влияние сверхтонкого помола на активность полученного цемента (cм.таблицу). The effect of ultrafine grinding on the activity of the cement obtained was checked (see table).

В строке 1 таблицы приведены результаты испытаний п/цемента марки 400 обычного помола с δ_уд3000 см²/г, а в строке 2 п/цемент сверхтонкого помола с удельной поверхностью 25000.30000 см²/г.Row 1 of the table shows the test results for p / cement of grade 400 of conventional grinding with δ _{beats of} 3000 cm ² / g, and in line 2 p / cement of ultrafine grinding with a specific surface of 25000.30000 cm ² / g.

Как видно из таблицы, переход от обычного п/цемента к сверхтонкоизмельченному повышает прочность цементных растворов: при изгибе в 1,3.1,5 раза, а при сжатии в 2,1.2,4 раза, что характеризует высокую эффективность предлагаемого способа помола. As can be seen from the table, the transition from conventional semi-cement to ultrafine grind increases the strength of cement mortars: by bending by 1.3.1.5 times, and by compression by 2.1.2.4 times, which characterizes the high efficiency of the proposed grinding method.

На прилагаемой схеме изображено устройство для измельчения материалов по предлагаемому способу. The attached diagram shows a device for grinding materials according to the proposed method.

На чертеже схематично изображено устройство для измельчения и сепарации материалов. The drawing schematically shows a device for grinding and separation of materials.

Установка состоит из бункера подачи обрабатываемого материала 1, питателя 2, конусно-инерционной дробилки 3, барабанной мельницы 4, электромассклассификатора 5, электроизоляционных прокладок 6, электропривода 7, электроизоляционных рукавов 8, заземленного ограждения 9 и бункера выдачи готовой продукции 19. The installation consists of a feed hopper of the processed material 1, feeder 2, cone-inertial crusher 3, drum mill 4, electric classifier 5, electrical insulating gaskets 6, electric drive 7, electrical insulating sleeves 8, grounded guard 9, and the output bin 19.

Исходный материал (сырье) из бункера 1 и питателя 2 попадает в конусно-инерционную дробилку 3, где подвергается предварительному измельчению до размеров частиц 3-5 мм. Из дробилки 3 с помощью электроизолированного рукава 8 материал подается в барабанную мельницу 4, где под действием различных физических процессов, сопровождающих измельчение, образуется объемный электростатический заряд трибоэлектричества, который, благодаря наличию электроизоляционных прокладок, сохраняется в течение всего времени измельчения и разделения материала в электромассклассификаторе 5 на фракции. Готовый продукт выдается через бункер 8. The source material (raw materials) from the hopper 1 and the feeder 2 enters the cone-inertial crusher 3, where it is subjected to preliminary grinding to a particle size of 3-5 mm From the crusher 3, with the help of an electrically insulated sleeve 8, the material is fed into a drum mill 4, where, under the influence of various physical processes accompanying the grinding, a volume electrostatic charge of triboelectricity is formed, which, thanks to the presence of electrical insulating gaskets, remains during the entire time of grinding and separation of the material in the electromassifier 5 on fractions. The finished product is dispensed through hopper 8.

Благодаря отсутствию слипания частиц (они взаимно отталкиваются, благодаря наличию электростатического заряда на их поверхностях) электромассклассификатор позволяет разделить частицы существенно меньших размеров и имеет соответствующие параметры ячеек и других конструктивных элементов. На электромассклассификаторе можно разделить материал на фракции от 0,1 до 100 мкм. Due to the absence of particles sticking together (they mutually repel, due to the presence of an electrostatic charge on their surfaces), the electromassifier classifies particles of significantly smaller sizes and has the corresponding parameters of cells and other structural elements. On the electric classifier, you can divide the material into fractions from 0.1 to 100 microns.

По мере уменьшения достигаемой удельной поверхности измельчаемого материала, производительность помольной установки возрастает, а расход электроэнергии уменьшается (1,2 1,3 раза по сравнению с прототипом). Для предлагаемого изобретения характерен низкий уровень рабочего шума и меньший износ мелющих тел и футеровки. As the achieved specific surface area of the crushed material decreases, the productivity of the grinding plant increases, and the energy consumption decreases (1.2 1.3 times compared with the prototype). The invention is characterized by a low level of working noise and less wear of grinding media and lining.

Claims

1. The method of grinding and separation of materials, including loading the material into the mill, grinding and separation, characterized in that the grinding and separation of the material is carried out in the electrostatic field of triboelectricity, formed due to friction of the particles of the processed material.

2. A device for grinding and separation of materials, consisting of a mill and an electromass classifier, characterized in that it further includes a crusher for primary grinding of materials and is made from the condition that electrostatic charge of triboelectricity is accumulated on the particles of the material being crushed by installing insulating gaskets and insulating sleeves between the drum assemblies mills, crushers and electric classifiers and ground.

3. The device according to p. 2, characterized in that the electric classifier is made from the condition of separation of the material into fractions of 0.1 to 100.0 microns.