Принцип действия, классификацияи область применения барабанных мельниц. Шаровая мельница с центральной разгрузкой

Значения параметра kдля различных частот ψ и заполнении  φ мельницы шарами

Глава III

ПОЛЕЗНАЯ МОЩНОСТЬ ШАРОВОЙ МЕЛЬНИЦЫ

§ 9. МАССА ДРОБЯЩЕЙ ЗАГРУЗКИ

Масса шаровой загрузки при данной степени заполнения шарами объема мельницы определяется объемной массой дробящей среды. Объемная масса или масса объемной единицы (например, 1 м³) шаровой загрузки, в свою очередь, зависит от плотности дробящих тел и степени заполнения ими объема, занятого шарами, т. е. от характера укладки шаров при неподвижном барабане мельницы.

Плотность  δ кованых и катаных стальных шаров составляет в среднем 7,8, литых — 7,5; чугунных при низком качестве литья (наличие раковин и пр.)—7,1, кремневой гальки — 2,5— 2,6 г/см³.

При кубической укладке одноразмерных шаров, когда соприкасающиеся шары располагаются в пространстве по вершинам куба, они заполняют 52 % объема, занятого шарами. Остальные 48 % объема приходятся на долю промежутков между шарами. При тетраэдрической укладке, когда соприкасающиеся шары располагаются в пространстве по вершинам тетраэдра, они заполняют 74 % объема шаровой загрузки, а промежутки между шарами составляют 26 % объема.

Практически шаровая загрузка мельницы представляет собой разноразмерные шары, беспорядочно уложенные в мельнице. Опытным путем определено, что смесь таких шаров заполняет около 60—62 % всего объема шаровой загрузки, что составляет среднее между заполнением объема при кубической и тетраэдрической укладке одноразмерных шаров. На долю промежутков между шарами остается 38—40 % объема.

Объемная масса стальных шаров при заполнении ими объема нагрузки на 60 %

γ = (7,5 # 7,8) 0,6 = 4,5 – 4,68   т/м³,   в   среднем   4,6   т/м³.

Эту цифру принимают при ориентировочных расчетах шаровой загрузки.

Массу М_ш шаров в мельнице с внутренними размерами DxL(в метрах) при степени заполнения шарами ее объема, равной φ (в долях единицы), определяют по формуле

.                                           (97)

Масса стержневой загрузки. Принимая объемную массу стержней γ = 6,25 т/м³ и плотность стали δ = 7,8 получаем степень заполнения стержнями объема дробящей загрузки

6,25/7,8=0,8 ≈ 80 %.

Объем   промежутков   между   стержнями   составляет   20 %. Масса М„ стержней ориентировочно определяется по формуле

.                                        (98)

Рудная галя плотностью δ_р._г и при 60 %-м заполнении ею объема имеет насыпную плотность γ = 0,6δ_р._г т/м³.

При расчетах полезной мощности барабанных мельниц плотность загрузки следует определять с учетом заполнения пульпой пустот между дробящими телами. Плотность пульпы в мельнице¹ определяется по формуле

,

¹ Плотность пульпы в мельнице несколько выше плотности пульпы, разгружаемой из мельницы, вследствие более быстрого прохождения воды через мельницу.

где Δ и δ_р — плотность пульпы и руды, т/м³; р — содержание твердого в пульпе (по массе), доли ед.; для шаровых и стержневых мельниц р ≈ 0,8.

Таким образом, объемная масса (т/м³) загрузки с учетом заполнения пустот пульпой будет¹:

для шаровой загрузки

γ_ш== 0,6(7,5 # 7,8) +0,4Δ;                     '                                (99)

для стержневой загрузки

γ_ст = 0,8 • 7,8 + 0,2 Δ;                                                      (100)

Для рудногалечной и рудной загрузки в мельнице самоизмельчения

γ_рг = 0,6δ_р + 0,4 Δ.                                                                (101)

Объемная масса загрузки мельницы полусамоизмельчения  γ_пси рассчитывается с учетом объема добавляемых шаров φ_ш,д. и степени заполнения мельницы дробящим материалом φ:

,                      (102)

где φ_ш.д. — отношение объема шаров (с пустотами) к объему мельницы (обычно оно составляет 0,06—0,1); φ — отношение объема загрузки (шары плюс крупные куски руды плюс пульпа) к объему мельницы; для мельниц рудного самоизмельчения и полусамоизмельчения оно составляет 0,3 — 0,35;  – объемная доля, занятая шарами с пустотами в 1 м³ загрузки; (φ — φ_ш.д.)/ φ — то же, занятая рудными кусками с пустотами.

Конкретное значение φ (%), входящей в формулы (97), (98), (102), зависит от типа мельницы, вида футеровки, схемы измельчения. Мельницы с разгрузкой через решетку могут работать при заполнениях около 50 %, так как решетка не позволяет шарам покидать мельницу. Для мельниц сливного типа предел φ = 45 % определяется опасностью выхода шаров из барабана. Стержневые мельницы ограничены величиной

φ = 35 # 40 %, так как при подаче исходного питания суммарное заполнение (стержни + руда) увеличивается до 40—50 %. Фактическое заполнение (%) может быть оценено при остановленной мельнице по формуле

, где H_в — внутреннее расстояние от верха мельницы до верха стационарной загрузки, м;

D — внутренний диаметр мельницы с футеровкой, м.

¹ Представьте себе ящик объемом 1 м³, заполненный дробящей загрузкой