Механический скрининг

Механическое просеивание , часто называемое просто просеиванием , представляет собой практику взятия гранулированного или измельченного рудного материала и разделения его на несколько сортов по размеру частиц .

Такая практика встречается в различных отраслях промышленности, таких как горнодобывающая и перерабатывающая промышленность , сельское хозяйство, фармацевтика, пищевая промышленность, переработка пластмасс и переработка отходов.

Метод разделения твердых частиц только по размеру называется скринингом.

Общие категории

Скрининг подразделяется на две общие категории: сухой скрининг и мокрый скрининг. Из этих категорий сортировка разделяет поток материала на сорта, которые затем либо подвергаются дальнейшей переработке в промежуточный продукт, либо в готовый продукт. Кроме того, машины можно разделить на машины с движущимся ситом и машины со статичным ситом, а также по тому, являются ли сита горизонтальными или наклонными.

Приложения

Горнодобывающая и перерабатывающая промышленность использует сортировку для различных процессов переработки. Например, после добычи полезных ископаемых материал транспортируется в первичную дробилку. Перед дроблением большого валуна снимают скальп на вибраторе с защитным экраном толщиной 0,25 дюйма (6,4 мм). Дальше по потоку после дробления материал может проходить через сита с отверстиями или щелями, которые продолжают уменьшаться. Наконец, сортировка используется для окончательного разделения для производства товарной продукции по сорту или размерному ряду.

Процесс

Модель процесса скрининга

Просеивающая машина состоит из привода, вызывающего вибрацию, ситового материала, вызывающего разделение частиц, и платформы, которая удерживает ситовой материал и привод и является средством транспортировки вибрации.

Существуют физические факторы, которые делают скрининг практичным. Например, вибрация, сила перегрузки , плотность слоя и форма материала способствуют увеличению скорости резки. Электростатические силы также могут снизить эффективность сита из-за притяжения воды, вызывающего прилипание или закупорку, или очень сухой материал создает заряд, который заставляет его притягиваться к самому сетке.

Как и в любом промышленном процессе, существует группа терминов, которые идентифицируют и определяют, что такое скрининг. Такие термины, как ослепление, загрязнение, частота, амплитуда и другие, описывают основные характеристики скрининга, а эти характеристики, в свою очередь, определяют общий метод сухого или мокрого скрининга.

Кроме того, экраны различаются по способу вибрации деки. Различные виды движения имеют свои преимущества и недостатки. Кроме того, типы носителей также имеют свои различные свойства, которые приводят к преимуществам и недостаткам.

Наконец, существуют вопросы и проблемы, связанные с скринингом. Разрывы сит, загрязнение, ослепление и увлажнение влияют на эффективность скрининга.

Физические принципы

• Вибрация – либо синусоидальная , либо вращательная .
  • Синусоидальная вибрация возникает в плоскости, расположенной под углом к ​​горизонтали. Вибрация имеет волновую структуру, определяемую частотой и амплитудой.
  • Вращательная вибрация возникает почти в горизонтальной плоскости под малыми углами при возвратно-поступательном движении из стороны в сторону.
• Гравитация . Это физическое взаимодействие происходит после того, как материал выбрасывается с экрана, заставляя его падать на более низкий уровень. Гравитация также протягивает частицы через сито.
• Плотность . Плотность материала связана с расслоением материала.
• Электростатическая сила. Эта сила применяется при просеивании, когда частицы очень сухие или влажные.

Терминология скрининга

Как и любой механический и физический объект, существует научная, промышленная и непрофессиональная терминология. Ниже приводится неполный список терминов, связанных с механическим скринингом.

• Амплитуда – это измерение полотна экрана, когда оно достигает максимальной высоты по вертикали и опускается до самой низкой точки. Измеряется в кратных константе ускорения g ( g-force ).
• Ускорение — применено ускорение к сетке экрана для преодоления сил Ван-дер-Вааля.
• Ослепление – когда материал застревает в открытых прорезях сетчатого полотна и препятствует выпадению переливающегося материала.
• Чистка щеткой. Эту процедуру выполняет оператор, который чистит щеткой ткань экрана до смещенного заглушенного отверстия.
• Загрязнение – это нежелательный материал данного сорта. Это происходит, когда имеется материал слишком крупного или мелкого размера относительно разреза или сорта. Другой тип загрязнения – загрязнение инородными телами.
  • Загрязнение слишком крупного размера происходит, когда в сите есть отверстие, размер которого превышает размер ячейки сита. Другими случаями превышения размера могут быть переливы материала, падающие в сорт сверху, или установка сетки неправильного размера.
  • Загрязнение мелкими частицами – это когда большие участки ситового полотна застилаются и материал, протекающий через сито, не проваливается. Штрафы затем сохраняются в рейтинге.
  • Загрязнение инородным телом – это нежелательный материал, который отличается от исходного материала, проходящего через сито. Это может быть что угодно: от веток деревьев, травы, металлического шлака до других типов и составов минералов. Это загрязнение происходит, когда в сите для скальпирования имеется отверстие или минералогия или химический состав постороннего материала отличается от исходного материала.
• Дека - дека представляет собой раму или устройство, удерживающее полотно экрана на месте. Он также содержит просеивающий привод. Он может состоять из нескольких секций по мере перемещения материала от подающего конца к разгрузочному. Несколько дек - это экранные деки, расположенные в конфигурации, в которой несколько дек прикреплены вертикально и наклонены под тем же углом, что и предшествующие и превышающие деки. Несколько колод часто называют одинарными, двойными, тройными и т. д.
• Частота — измеряется в герцах (Гц) или оборотах в минуту (об/мин). Частота — это количество раз, когда ткань экрана достигает синусоидальных пиков и спадов в течение секунды. Что касается вращательного просеивающего движения, то это количество оборотов сит или ситовой деки за интервал времени, например, оборотов в минуту (об/мин).
• Градация, грейдинг – также называется «вырезкой» или «вырезкой». Учитывая исходный материал в исходном состоянии, можно определить, что материал имеет распределение частиц по размерам. При сортировке удаляется материал максимального и минимального размера путем выбора сетки.
• Screen Media (Ткань сита) - это материал, определяемый размером ячейки, который может быть изготовлен из любого типа материала, такого как сталь, нержавеющая сталь, резиновые смеси, полиуретан, латунь и т. д.
• Шейкер – комплекс механических просеивающих машин любого типа.
• Расслоение. Это явление возникает, когда вибрация проходит через слой материала. Это приводит к тому, что грубый (более крупный) материал поднимается, а более тонкий (меньший) материал опускается в слой. Материал, контактирующий с тканью экрана, либо проваливается через прорезь, либо закрывает прорезь, либо контактирует с тканевым материалом и выбрасывается из ткани и падает на следующий более низкий уровень.
• Сетка — количество открытых слотов на погонный дюйм. Сетка устроена в нескольких конфигурациях. Сетка может иметь квадратный узор, прямоугольный узор с длинными прорезями, круговой узор или ромбовидный узор.
• Скальп, скальпирование – это самый первый срез поступающего материала с суммой всех его сортов. Скальпинг – это удаление частиц самого крупного размера. Сюда входят чрезвычайно большие частицы по сравнению с размерами других частиц. Скальпирование также очищает поступающий материал от загрязнений инородными телами, такими как ветки, мусор, стекло или другие нежелательные негабаритные материалы.

Виды механического скрининга

Существует ряд типов механического сортировочного оборудования, вызывающего сегрегацию. Эти типы основаны на движении машины посредством моторного привода.

• Вибрационное оборудование с круговым ходом. Этот тип оборудования имеет эксцентриковый вал, который заставляет раму вибросита крениться на заданный угол. Это кренящееся действие буквально швыряет материал вперед и вверх. Когда машина возвращается в исходное состояние, материал под действием силы тяжести падает на физически более низкий уровень. Этот тип грохочения также используется в горнодобывающей промышленности для крупных материалов размером от шести дюймов до +20 меш.
• Высокочастотное вибрационное оборудование. Этот тип оборудования приводит в движение только сито. В отличие от вышеописанного, корпус оборудования фиксирован, а вибрирует только экран. Однако это оборудование похоже на вышеописанное, поскольку оно по-прежнему сбрасывает с себя материал и позволяет частицам каскадом стекать по ситовой ткани. Эти сита предназначены для размеров от 1/8 дюйма до +150 меш.
• Вращательное оборудование. Этот тип оборудования отличается от двух предыдущих тем, что машина совершает круговые движения в почти горизонтальной плоскости под небольшими углами. Привод представляет собой эксцентриковый редуктор или эксцентриковые грузики.

  

  Химический барабанный скрининг

• Барабанные грохоты - Не требуют вибрации. Вместо этого материал подается в горизонтальный вращающийся барабан с сетчатыми панелями по диаметру барабана.

Техника скрининга с помощью барабана

Основная статья: Техника скрининга с помощью стакана

Усовершенствованная версия вибрационных, вибрационных и линейных грохотов, барабанный грохот использует эллиптическое движение, которое помогает сортировать даже очень мелкий материал. Как и в случае с промыванием золота, мелкие частицы имеют тенденцию оставаться ближе к центру, а более крупные выходят наружу. Он позволяет разделить и разгрузить поверхность экрана, чтобы он мог эффективно выполнять свою работу. Благодаря добавлению нескольких дек и дек для очистки шаров даже сложные продукты можно просеивать с высокой производительностью и получать очень тонкую сепарацию.

Круглобросочное вибрационное оборудование

Основная статья: Вибрационное оборудование с круговым движением

Вибрационное оборудование с круговым движением представляет собой вибратор или серию вибраторов, привод которых приводит в движение всю конструкцию. Структура расширяется до максимального хода или длины, а затем сжимается до базового состояния. Под конструкцией расположен ряд пружин, где происходит вибрация и поглощение ударов при возвращении конструкции в исходное состояние.

Этот тип оборудования используется для очень крупных частиц, размеры которых варьируются от размера гальки до материала размером с валун. Он также предназначен для вывода большого объема. В качестве скальпера этот вибратор позволяет негабаритному материалу проходить и падать в дробилку, например конусную дробилку, щековую дробилку или молотковую мельницу. Материал, прошедший через сито, минует дробилку, транспортируется и объединяется с дробленым материалом.

Также это оборудование используется в процессах мойки, когда материал проходит под форсунками, более мелкий материал и посторонние материалы вымываются через сито. Это один из примеров мокрого скрининга.

Высокочастотное вибрационное оборудование

Основная статья: Высокочастотное вибрационное оборудование

Высокоэнергетическая просеивающая машина

Высокочастотное вибрационное просеивающее оборудование представляет собой вибратор, рама которого неподвижна, а привод приводит в движение только ситовое полотно. Оборудование для высокочастотной вибрации предназначено для частиц размером от 1/8 дюйма (3 мм) до +150 меш. Традиционные шейкерные грохоты с трудом разделяют частицы размером около 44 микрон. В то же время другие высокоэнергетические сита, такие как усовершенствованная технология просеивания Elcan Industries, позволяют добиться гораздо более тонкого разделения до 10 мкм и 5 мкм соответственно.

Эти шейкеры обычно выполняют вторичный разрез для дальнейшей обработки или разрезают готовый продукт.

Эти шейкеры обычно устанавливаются под большим углом к ​​горизонтальной плоскости уровня. Углы составляют от 25 до 45 градусов относительно горизонтальной плоскости уровня.

Вращающийся грохот

Гираторное оборудование

Основная статья: Гираторное оборудование

Оборудование этого типа имеет эксцентриковый привод или грузы, которые заставляют шейкер двигаться по орбитальной траектории. Материал перекатывается по экрану и падает под действием силы тяжести и изменения направления. Резиновые шарики и лотки служат дополнительным механическим средством, способствующим провалу материала. Шары также обеспечивают бросок материала, чтобы найти открытую прорезь и выпасть.

Шейкер устанавливают под небольшим углом относительно горизонтальной плоскости уровня. Обычно не более 2–5 градусов относительно горизонтальной плоскости уровня.

Эти типы шейкеров используются для очень чистого разреза. Как правило, окончательный разрез материала не содержит каких-либо примесей негабаритов или мелких частиц.

Эти шейкеры разработаны для обеспечения максимально достижимого качества за счет снижения скорости подачи.

Барабанные грохоты

Основная статья: Барабанный экран

Барабанные грохоты имеют вращающийся под небольшим углом барабан с ситовыми панелями по всему диаметру барабана. Подаваемый материал всегда находится внизу барабана и при вращении барабана всегда соприкасается с чистым ситом. Увеличенный размер перемещается к концу барабана, поскольку он не проходит через сито, в то время как недостаточный размер проходит через сито в желоб ниже.

Системы крепления экранных носителей

Существует множество способов установки ситового материала в ситовую коробку (шейкер). Также на размеры носителя влияет тип системы крепления.

Натянутый экранный носитель

Натянутое ситовое полотно обычно составляет 4 фута по ширине или длине просеивающей машины в зависимости от того, натянуто ли полотно сбоку или сбоку. Полотно сита для натяжных настилов может быть изготовлено с крючками и крепиться с помощью зажимных планок, прикрепленных болтами с обеих сторон короба сита. При затягивании болтов зажимной направляющей ткань натягивается или даже растягивается в случае некоторых типов самоочищающихся сит. Чтобы гарантировать, что центр ткани не будет многократно стучать по деке из-за вибрационного шейкера и чтобы ткань оставалась натянутой, опорные стержни расположены на разной высоте на деке, чтобы создать изгиб короны от крючка до крючка на ткани. Натяжное ситовое полотно изготавливается из различных материалов: нержавеющей стали, высокоуглеродистой стали и стальной проволоки, закаленной в масле, а также формованных резиновых или полиуретановых и гибридных сит (самоочищающееся ситовое полотно из резины или полиуретана и металлических проволок).

Обычно в просеивающем оборудовании вибрационного типа используются жесткие круглые ситовые рамы, к которым прикреплена плетеная проволочная сетка. Обычные методы изготовления сетчатых сит с натяжением в последние годы уступили место склеиванию, при котором сетка больше не натянута и не зажата между корпусом ситовой рамы и зажимным кольцом; вместо этого развитие современных клеевых технологий позволило отрасли использовать высокопрочные конструкционные клеи для приклеивания натянутой сетки непосредственно к рамам.

Модульный экранный носитель

Модульный экран обычно имеет размеры 1 фут и длину 1 или 2 фута. (длина 4 фута для ISEPREN WS 85 ) армированные сталью полиуретановые или резиновые панели. Они устанавливаются на плоском настиле (без короны), поверхность которого обычно больше, чем натянутый настил. Такая увеличенная конструкция поверхности компенсирует тот факт, что модульные сита из резины и полиуретана имеют меньшую открытую площадь, чем проволочная ткань. За прошедшие годы было разработано множество способов крепления модульных панелей к стрингерам (балкам) экранной палубы. Некоторые из этих систем крепления были или в настоящее время запатентованы. В этой модульной системе также доступен самоочищающийся сетчатый материал.

Типы экранных медиа

Существует несколько типов ситовых материалов, изготовленных из разных типов материалов, в которых используются два распространенных типа систем крепления ситовых материалов: натяжные и модульные.

Тканая проволочная ткань ( сетка )

Тканая проволочная ткань, обычно изготавливаемая из нержавеющей стали, обычно используется в качестве фильтрующей среды для просеивания в широком спектре отраслей промышленности. Чаще всего ткут полотняное переплетение или саржевое переплетение для самых легких сеток, а отверстия могут быть изготовлены размером от нескольких микрон и выше (например, 25 микрон), используя проволоки диаметром всего от 25 микрон. Саржевое переплетение позволяет плести сетку, когда диаметр проволоки слишком толстый по сравнению с отверстием. Другие, менее распространенные переплетения, такие как голландское/голландское, позволяют производить сетки более прочные и/или имеющие меньшие отверстия.

Сегодня проволочная ткань ткут в соответствии со строгими международными стандартами, например, ISO1944:1999. что определяет приемлемый допуск в отношении номинального количества ячеек и дефектов. Номинальное количество ячеек, которым обычно определяется сетка, представляет собой меру количества отверстий на погонный дюйм, определяемую путем подсчета количества отверстий от центра одной проволоки до центра другой проволоки на расстоянии одного линейного дюйма. Например, 2-я сетка, сплетенная из проволоки диаметром 1,6 мм, имеет отверстие 11,1 мм (см. рисунок ниже 2-й сетки с промежуточным обжимом). Формула расчета апертуры сетки при известном количестве ячеек и диаметре проволоки выглядит следующим образом:

$a=\left({\frac {25.4}{b}}\right)-c$

где a = апертура, b = количество ячеек и c = диаметр проволоки.

2 сетки с промежуточным обжимом

Могут быть произведены другие расчеты, касающиеся тканого проволочного полотна/сетки, включая определение веса и открытой площади. Следует отметить, что диаметры проволоки часто обозначаются стандартным калибром проволоки (swg); например, провод 1,6 мм — это 16 поворотов.

Традиционно ситовое полотно изготавливалось из металлической проволоки, сотканной на ткацком станке. Сегодня тканые ткани по-прежнему широко используются, прежде всего потому, что они дешевле, чем другие типы растровых материалов. С годами были разработаны различные техники плетения; либо для увеличения процента открытой площади, либо для увеличения срока службы. Тканое полотно с прорезями используется там, где форма продукта не является приоритетом и где пользователям требуется более высокий процент открытой площади. Тканое полотно с плоским верхом используется, когда потребитель хочет увеличить срок службы. На обычной плетеной проволоке извитости (суставы плетеной проволоки) изнашиваются быстрее, чем остальная часть ткани, что приводит к преждевременному поломке. При использовании плетеной проволоки с плоской вершиной ткань изнашивается одинаково до тех пор, пока не изнашивается половина диаметра проволоки, что приводит к увеличению срока службы. К сожалению, тканая проволочная сетка с плоским верхом не получила широкого распространения из-за отсутствия извитости, что приводит к заметному снижению проходимости мелких частиц и, как следствие, к преждевременному износу дробилок.

Перфорированная и перфорированная пластина

На дробильно-сортировочной установке пуансоны или перфорированные плиты в основном используются на вибрационных ситах скальперов после прохождения сырых продуктов через грохоты. Скорее всего, установленные на натянутой платформе перфорационные пластины обеспечивают превосходный срок службы при работе в условиях высоких ударов и высоких скоростей потока материала.

Синтетические сита (обычно резина или полиуретан)

Синтетические фильтрующие материалы используются там, где срок службы является проблемой. Крупные производители, такие как шахты или огромные карьеры, используют их, чтобы снизить частоту остановки установки для обслуживания грохота. Резина также используется в качестве очень стойкого и ударопрочного материала для сита, используемого на верхней части сита скальпера. Чтобы конкурировать с производством резиновых сит, производители полиуретана разработали сита с более низкой твердостью по Шору. Чтобы конкурировать с самоочищающимися ситовыми материалами, которые по-прежнему доступны в основном в виде натянутой ткани, производители синтетических ситовых материалов также разработали мембранные ситовые панели, панели с прорезями и панели с ромбовидными отверстиями. Благодаря углу извлечения из формы в 7 градусов пользователи полиуретановых сит могут столкнуться с изменениями гранулометрии продукта в течение срока службы панели.

Самоочищающийся экранный носитель

Самоочищающийся ситовый материал изначально был разработан для решения проблем, связанных с засорением, засорением и застреванием ситового полотна. Идея заключалась в том, чтобы разместить гофрированные провода рядом на плоской поверхности, создав отверстия, а затем каким-то образом удерживая их вместе над опорными стержнями (коронками или выступами). Это позволит проводам свободно вибрировать между опорными стержнями, предотвращая заслепывание, засорение и застревание ткани. Первоначально гофрированные продольные проволоки на самоочищающейся ткани скреплялись над опорными стержнями плетеной проволокой. В 50-е годы некоторые производители начали покрывать плетеные поперечные проволоки конопаткой или резиной, чтобы предотвратить преждевременный износ обжимов (костяшек на плетеных проволоках). Одним из пионеров в этой категории стал ONDAP GOMME французского производителя Giron. В середине 90-х годов компания Major Wire Industries Ltd., производитель из Квебека, разработала «гибридное» самоочищающееся сито под названием Flex-Mat без переплетенных поперечных проволок. В этом изделии гофрированные продольные провода удерживаются на месте полиуретановыми полосками. Вместо того, чтобы блокировать (препятствовать) вибрацию опорных стержней за счет переплетения поперечных проволок, полиуретановые полоски уменьшают вибрацию продольных тросов над опорными стержнями, тем самым допуская вибрацию от крюка к крюку. Компания Major Wire быстро начала продвигать этот продукт как высокопроизводительный сит, который помогает производителям проверять больше материалов, соответствующих спецификациям, за меньшие затраты, а не просто решает проблемы. Они утверждали, что независимые вибрирующие проволоки помогают производить больше продукции по сравнению с тканой проволочной сеткой с тем же отверстием (апертурой) и диаметром проволоки. Эта более высокая производительность будет прямым результатом более высокой частоты вибрации каждой независимой проволоки сита (рассчитывается в герцах ) по сравнению с вибрацией вибросита (рассчитывается в об/мин ), что ускоряет расслоение слоя материала. Еще одним преимуществом, которое помогло увеличить производительность, является то, что гибридные самоочищающиеся сита обеспечивают более высокий процент открытой площади, чем тканые проволочные сита. Благодаря своей плоской поверхности (без складок), гибридные самоочищающиеся сита могут использовать меньший диаметр проволоки для той же апертуры, чем плетеная проволока, и при этом служат так же долго, что приводит к большему проценту открытия.