Классификация и сортировка зернистых материалов

ЛЕКЦИЯ 46

Классификация и сортировка зернистых материалов

46.1. Общие сведения

Классификацией твердых зернистых материалов называется разделение их на классы по размеру кусков.  Необходимая для производственных целей крупность материала определяется нормами технологического процесса или условиями потребления измельченного материала. Например, для приготовления строительного бетона куски наполнителя имеют размер около 3 см, для осуществления процесса сушки в кипящем слое размер частиц должен быть не меньше 0,1 мм, а для лакокрасочного производства – доли микрометра.

При добыче и измельчении твердых материалов редко удается получить продукт требуемого состава. Обычно продукты измельчения состоят из частиц различных размеров и формы, и из них необходимо выделять нужные фракции, удалять из материала примеси и включения, снижающие его качество.

В технике применяют три основных способа классификации материалов:

1) механическая классификация (грохочение) – рассев сыпучих материалов на ситах, решетах или других устройствах;

2) гидравлическая классификация – разделение смеси твердых частиц на фракции по величине скорости их осаждения в жидкости, обычно в воде;

3) воздушная классификация (сепарация) – разделение смеси твердых частиц на фракции по величине скорости их осаждения.

Механическая классификация является самым распространенным и простым способом. Суть его состоит в том, что материал пропускают через сито с определенным размером отверстий. Частицы, размер которых меньше размера отверстий в сите, проходят через него (фракция ), а более крупные задерживаются (фракция ). Применяя сита с разными отверстиями, можно разделить зернистый материал практически на любое число фракций. Название «рассеивание» и «сита» употребляют в случае разделения сыпучих мелкозернистых материалов, а «грохочение» и «грохот» – при разделении крупнозернистых и кусковых материалов.

Различают сухой и мокрый способы грохочения. При мокром способе исходный материал поступает на грохочение в виде суспензии или в сухом виде и орошается водой из специальных брызгальных устройств. Мокрый способ применяют обычно для сортировки материалов повышенной влажности или загрязненных илом, глиной или другими примесями. В этом случае материал не только сортируется, но и промывается.

График состава сыпучего материала в координатах содержание частиц данного класса – номера сит называется характеристикой крупности. На основании результатов ситового анализа строят кривые распределения частиц по размерам. Для этого на оси абсцисс последовательно откладывают размеры частиц материала по классам, а по оси ординат – число или массу частиц данного класса, отнесенную к интервалу крупности частиц этого класса. Кривая распределения, или характеристика крупности, определяет гранулометрический состав сыпучего материала.

Шкала размеров ячеек металлических проволочных сит в соответствии с отечественным стандартом, основана на международном стандарте нормальных чисел. Отношение суммарной площади отверстий сита (площади в свету) ко всей площади для всех сит постоянна и равна, приближенно, 36 %. В наиболее распространенных лабораторных ситах размеры их отверстий образуют геометрическую прогрессию со знаменателем , называемым модулем шкалы. Выбор модуля  обусловлен широким распространением сит с этим модулем в практике ситовых анализов, соответствия этой шкалы стандартным ситам. Кроме того, при седиментационном анализе скорость осаждения частиц в воде (по закону Стокса) пропорциональна квадрату диаметра частицы. В технике также употребляется американское понятие «меш» которое означает количество отверстий на один линейный дюйм.

По способу изготовления, определяющему также и форму ячеек, сетки бывают тканые, плетеные, крученые, сварные, стержневые, вязаные и сборные.

Кроме проволочных сеток применяют перфорированные решетки (решета) изготовленные из листов толщиной 3¸12 мм с круглыми отверстиями диаметром 5 ¸ 50 мм или щелевыми отверстиями различной формы (рис. 46.1).

Рисунок 46.1 –Виды сеток: а – тканые; б – плетеные; в – крученые;
г – сварные; д – стержневые; е – вязаные; ж – сборные

При гидравлической  или пневматической классификации частицы материала разделяются на фракции по скорости  их осаждения.

46.2. Грохочение

Классификация материала по крупности частиц или кусков на грохоте происходит при относительном движении материала и просеивающей поверхности. Просеивающей поверхностью грохотов является колосниковая решетка или сито, которые расположены горизонтально или наклонно и совершают колебательные движения. Благодаря колебательным движениям решетки материал, поступающий на нее, перемещается по решетке и разделяется на подрешетный и надрешетный классы. Просеивающие поверхности могут совершать круговые, эллиптические или прямолинейные движения. Обычно для наклонных грохотов характерны все три вида движения, а для горизонтальных – прямолинейные, направленные под углом 35 ¸ 40° к просеивающей поверхности.