Przesiewacze wibracyjne o wysokiej częstotliwości
Przesiewacze wibracyjne o wysokiej częstotliwości są najważniejszymi przesiewaczami stosowanymi przede wszystkim w przemyśle przetwórstwa minerałów . Służą do oddzielania wsadów zawierających rudy stałe i rozdrobnione do rozmiaru poniżej 200 μm i mają zastosowanie zarówno do pasz doskonale zwilżonych, jak i wysuszonych. Częstotliwość przesiewacza jest kontrolowana głównie przez wibrator elektromagnetyczny, który jest montowany nad i bezpośrednio połączony z powierzchnią przesiewającą. Charakterystyka wysokich częstotliwości odróżnia go od zwykłego przesiewacza wibracyjnego. Przesiewacze wibracyjne o wysokiej częstotliwości zwykle działają pod kątem nachylonym, tradycyjnie w zakresie od 0° do 25° i mogą sięgać maksymalnie do 45°. Powinny pracować z niskim skokiem i mieć częstotliwość w zakresie od 1500 do 9000 obr./min . Częstotliwość na ekranie wysokiej częstotliwości może być stała lub zmienna. Przesiewacz o zmiennej wysokiej częstotliwości jest bardziej wszechstronny w przypadku różnych warunków materiałowych, takich jak rozkład wielkości cząstek, wilgotność i ma wyższą wydajność dzięki przyrostowemu wzrostowi częstotliwości. Siła G odgrywa ważną rolę w określaniu określonej wydajności przesiewania przesiewacza w przeliczeniu na TPH na m2. Siła G rośnie wykładniczo wraz z częstotliwością.
Wstępna obróbka paszy jest często wymagana przed użyciem przesiewacza o wysokiej częstotliwości, ponieważ otwory w przesiewaczu mogą łatwo zostać zablokowane.
Zakres zastosowań
Ekrany o wysokiej częstotliwości stały się bardziej znormalizowane i powszechnie stosowane w procesach klasyfikacji materiałów. Pozwalają na wydajne cięcie i separację drobnych cząstek, co może zapewnić wysoką czystość i precyzyjną kontrolę wielkości produktu (dla wielkości drobnych cząstek do 0,074-1,5 mm). Typowe zastosowania przemysłowe obejmują odwadnianie materiałów, przetwarzanie proszku w węglu, rudach i minerałach, peletowanie drewna, frakcjonowany destrukt asfaltowy , przemysł spożywczy, farmaceutyczny i chemiczny . Dokładność produktów i możliwości systemu różnią się w szerokim zakresie między różnymi modelami, aby spełnić indywidualne wymagania aplikacji. Jest również skutecznie stosowany do przetwarzania wyprodukowanego piasku do segregacji i usuwania mułu o grubości poniżej 75 mikronów. Do usuwania drobnych cząstek pożądana jest duża siła G, którą osiąga się przy wyższej częstotliwości około 5000 do 6000 obrotów na minutę.
Nawierzchnia z frakcjonowanego destruktu asfaltowego
Najczęściej przesiewacze o wysokiej częstotliwości są używane do oddzielania „odzyskanej” nawierzchni asfaltowej (RAP) na wiele rozmiarów i frakcji, co pozwala producentom w pełni wykorzystać materiały pochodzące z recyklingu. RAP to materiał z recyklingu, który jest ponownie wykorzystywany w konstrukcji nowej nawierzchni; wszelkie produkty pochodzące z recyklingu są warte tyle, ile zastępują. W porównaniu z konwencjonalnymi metodami przesiewania, które ograniczają się do uzyskiwania niedopuszczalnych rozmiarów w produktach, przesiewacze o wysokiej częstotliwości mogą dawać bardziej wydajne sortowanie w celu uzyskania drobniejszego produktu. Kolejną zaletą stosowania przesiewaczy o wysokiej częstotliwości do recyklingu odzyskanych materiałów jest dostępne kruszywo i olej, które można ponownie wykorzystać, oraz zmniejszenie ilości wymaganego nowego materiału. Dlatego koszt kapitałowy procesu jest obniżony przy zachowaniu wysokiej jakości mieszanki asfaltowej. Ponadto przesiewacz o wysokiej częstotliwości przykłada intensywne wibracje bezpośrednio do nośnika przesiewacza, tak wysokie obroty pozwalają materiałowi nawierzchni asfaltowej osiągnąć wyższą stratyfikacji i separacji w szybszym tempie.
Przetwarzanie minerałów
W przetwórstwie minerałów, takich jak rudy metali (np. żelazo, cyna, wolfram, tantal itp.) oraz rudy metali nieżelaznych (np. ołów, cynk, złoto, srebro, piasek przemysłowy itp.), ekrany wysokiej częstotliwości odgrywają kluczową rolę. Po rozdrobnieniu rud stosuje się przesiewacze o wysokiej częstotliwości jako klasyfikator, który wybiera rozmiar materiału, który jest wystarczająco mały, aby przejść do następnego etapu odzyskiwania. Na przykład zamknięty obieg mielenia (np. sieć recyrkulacyjna z młynem kulowym). Po pierwsze, odsiewa gruboziarniste cząstki i zawraca je z powrotem do młyna. Po drugie, drobnoziarnisty materiał zostanie rozładowany w odpowiednim czasie, unikając nadmiernego zgniatania spowodowanego ponownym szlifowaniem. Korzyści wynikające z zastosowania przesiewaczy o wysokiej częstotliwości w przetwarzaniu minerałów mogą łatwo spełnić wymagania dotyczące rozdrobnienia w celu odzyskania i są w stanie osiągnąć separację mniejszych rozmiarów, zmniejszając wydajność potrzebną do etapu rozdrabniania i ogólne zużycie energii. Stąd poprawa jakości produktu końcowego i zapewnienie lepszej wydajności odzysku i przesiewania.
Zalety i ograniczenia
Przesiewacze wibracyjne o wysokiej częstotliwości osiągają wysoką skuteczność separacji i różnią się od swoich odpowiedników tym, że rozkładają napięcie powierzchniowe między cząstkami. Również wysoki poziom obrotów na minutę przyczynia się do zwiększenia rozwarstwienia materiału, dzięki czemu oddziela się on w znacznie szybszym tempie. Separacja nie może mieć miejsca bez stratyfikacji. Ponadto, ponieważ sito wibruje pionowo, występuje „efekt prażonej kukurydzy”, w wyniku którego grubsze cząsteczki unoszą się wyżej, a drobniejsze cząstki pozostają bliżej sita, co zwiększa prawdopodobieństwo rozdzielenia. W niektórych przesiewaczach wibracyjnych o wysokiej częstotliwości można kontrolować natężenie przepływu paszy, jest to proporcjonalne do „efektu popcornu”; jeśli natężenie przepływu spada, efekt również jest zmniejszony. Ograniczenia przesiewacza wibracyjnego o wysokiej częstotliwości polegają na tym, że drobne przesiewacze są bardzo delikatne i bardzo łatwo ulegają zablokowaniu. Z czasem skuteczność separacji spadnie i sito będzie wymagało wymiany.
Alternatywą dla przesiewaczy wibracyjnych o wysokiej częstotliwości jest przesiewacz obrotowy. Przesiewacz obrotowy wykorzystuje sito, które obraca się ruchem okrężnym, a drobniejsze cząstki są przesiewane przez otwory. Jest również powszechnie używany do drobniejszych separacji; wielkość cząstek od 12 mm do 45 μm. Przesiewacz obrotowy będzie zwykle wybierany na podstawie charakteru oddzielanej substancji; serwatka, drożdżowa mieszanka chlebowa, ser w proszku, nawozy. Przesiewacz obrotowy jest często preferowany w przemyśle niemetalurgicznym przemysłu i działa w sposób zapewniający środowisko wolne od pyłu i hałasu. Ograniczeniem przesiewacza obrotowego jest to, że nie może on obsłużyć dużej wydajności w porównaniu z przesiewaczem wibracyjnym o wysokiej częstotliwości. Oba urządzenia osiągają jednak wysoką skuteczność przesiewania.
Dostępne wzory
Konwencjonalna i ogólna konstrukcja przesiewacza wibracyjnego o wysokiej częstotliwości składa się z ramy głównej, wstęgi przesiewacza, mimośrodu, silnika elektrycznego, sprężyny pocierającej i łącznika. Dwa najpowszechniejsze typy wibratorów, które wywołują wibracje o wysokiej częstotliwości, to wibratory hydrauliczne lub elektryczne, te wibratory elektryczne są albo silnikami elektrycznymi, albo elektromagnesami. Typowe konstrukcje pokładów przesiewających to jedno lub dwupokładowe. Ponadto inną cechą przesiewaczy wibracyjnych o wysokiej częstotliwości są statyczne płyty boczne, które zapewniają korzyści, takie jak mniejsza konstrukcja nośna, mniejszy hałas, dłuższa żywotność, a tym samym mniej konserwacji. W przemyśle ekrany pracują pod kątem do 40º. Charakterystyka wysokiej częstotliwości (1500 – 7200 obr./min) i niskiej amplitudy (1,2 – 2,0 mm) prowadzi do pionowo-eliptycznego ruchu, który szybko przenosi ponadwymiarowe cząstki w dół sita. Tworząc cienką warstwę cząstek, poprawia to wydajność i pojemność przesiewacza.
Ekrany stacjonarne są zwykle używane w zakładach i nie są przemieszczane. W przemyśle przetwórstwa minerałów sprzęt często musi być przenoszony do różnych miejsc w zależności od zadań podejmowanych przez firmę. Mobilne ekrany to kolejny opłacalny projekt dla firm, które często muszą przenosić swój sprzęt. Należą do nich instalacje na kołach i na torach, które umożliwiają łatwy transport i przemieszczanie przesiewaczy. Typowe projekty ekranów mobilnych są pokazane na diagramach po prawej stronie.
Główne cechy procesu
Na wydajność przesiewania znaczny wpływ mają różne czynniki, takie jak wydajność sprzętu i kąt nachylenia, przy czym wydajność można mierzyć na podstawie wydajności przesiewania i strumienia produktu.
Strumień definiuje się jako ilość pożądanego składnika (materiału podwymiarowego), który został przeniesiony przez środek przesiewający z zasilania w czasie na jednostkę powierzchni. Skuteczność przesiewania wyraża się jako stosunek ilości materiału, który faktycznie przechodzi przez szczelinę, do ilości materiału w paszy, który teoretycznie powinien przejść. Uważa się, że komercyjnie doskonałe przesiewanie jest skuteczne w 95%, jeśli proces jest prowadzony przy odpowiednim stężeniu nadawy i cząstkach o odpowiednim rozmiarze. Zasadniczo odpowiednia różnica wielkości cząstek między przesiewaniem a paszą nie powinna przekraczać 30%. Wysoka wydajność przesiewania może zmniejszyć kwalifikowaną zawartość wzmocnienia w cyklicznym ładowaniu i przesiewaniu, a tym samym zwiększyć zdolność przerobową młyna.
Pojemność sprzętu jest niemal wprost proporcjonalna do szerokości ekranu. Oznacza to, że zwiększając długość, pojawią się dodatkowe szanse na przejście, co zwykle prowadzi do zwiększenia transmisji i wydajności. Ogólnie rzecz biorąc, standardowa długość ekranu powinna być dwa do trzech razy większa od szerokości. Jednak niektóre szczególne sytuacje, takie jak ograniczona przestrzeń, mogą wymagać innego projektu.
Kąt nachylenia można zaprojektować w oparciu o pożądane ziarno mineralne. Na przykład kąt przesiewania na mokro wynosi zwykle około 25 ± 2 ° dla koncentratora. Zwiększenie nachylenia ekranu skutecznie zmniejszy aperturę o cosinus kąta nachylenia. Jednocześnie materiały poruszają się szybciej po ekranie, co prowadzi do szybszego rozwarstwienia. Jednak wydajność ma tendencję do zmniejszania się po pewnym punkcie, ponieważ nachylenie pokładu jest zbyt duże i większość cząstek pozostanie w strumieniu ponadgabarytowym zamiast przechodzić przez otwór, w ten sposób uzyskiwany jest niższy strumień.
Poniższa tabela przedstawia zależność kąta nachylenia od pożądanego strumienia produktu i wydajności.
| Kąt nachylenia (°) | Natężenie przepływu/strumień (m/min) | Efektywność (%) |
|---|---|---|
| 18 | 18.29 | 86,4 |
| 20 | 24.39 | 54,6 |
| 22 | 30.48 | 62,8 |
| 25 | 36,58 | 64,2 |
| 30 | 32.37 | 67,5 |
Ocena cech
Ruch ekranu
Zadaniem przesiewacza wibracyjnego jest wielokrotne wprowadzanie cząstek do szczelin w przesiewaczach. Częstotliwość ekranu musi być wystarczająco wysoka, aby cząstki nie blokowały otworów, a maksymalna wysokość trajektorii cząstek powinna występować, gdy powierzchnia ekranu znajduje się w najniższym punkcie. W oparciu o tę zasadę istnieje optymalna częstotliwość i amplituda drgań
Transmisja odnosi się do frakcji pożądanej cząstki, która przechodzi przez otwory w ekranie. Przy niskiej częstotliwości skuteczność przesiewania jest wysoka, ale oślepienie jest poważne. Oślepienie będzie się zmniejszać wraz ze wzrostem częstotliwości, ale cząstki będą miały trudności z przejściem przez szczeliny. Podczas projektowania przesiewacza wibracyjnego o wysokiej częstotliwości należy wybrać optymalny punkt częstotliwości i amplitudy, w zależności od konkretnych zastosowań.
Wydajność separacji
Skuteczność separacji jest po prostu miarą ilości materiału usuniętego przez sito w porównaniu z teoretyczną ilością, która powinna była zostać usunięta. Wydajność przesiewacza można uzyskać za pomocą różnych równań, które zależą od tego, czy pożądanym produktem jest frakcja nadwymiarowa czy podwymiarowa z sita.
Wydajność przesiewacza w oparciu o nadwymiar (E o ) wyraża się wzorem:
![{\displaystyle E_{o}={\frac {Q_{ms}(o)\;[1-M_{u}(o)]}{Q_{ms}(f)\;[1-M_{u}(f)]}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/097847e66e50f71308dcc6ca66d45bd4784dbf36)
Wydajność przesiewacza oparta na podwymiarze (E u ) jest zatem określona wzorem:
gdzie Q ms (o) to masowe natężenie przepływu substancji stałych w przelewie sita, Q ms (f) to masowe natężenie przepływu substancji stałych nadawy, Q ms (u) to masowe natężenie przepływu substancji stałych w dolnej części sita, M u (o) to udział masowy podwymiaru w przelewie, M u (f) to udział masowy podwymiaru w dopływie, M u (u) to udział masowy podwymiaru w dopływie.
Całkowita wydajność (E) jest dana wzorem:
Możliwe heurystyki do wykorzystania podczas projektowania procesu
W procesie sortowania minerałów często obowiązują praktyczne zasady, których należy przestrzegać, aby osiągnąć maksymalną wydajność separacji.
Wybór ekranu
Wybór rodzaju przesiewacza będzie oparty na materiałach, które sprzęt będzie przetwarzał. Istotny problem występuje w przypadku sit, ponieważ jeśli sito nie jest odpowiednie dla materiału podawanego na sito, materiały zaślepią otwory i konieczna będzie regularna konserwacja. Aby przeciwdziałać temu problemowi, opracowano różne rodzaje ekranów. Przykładem jest drut „samoczyszczący”; te druty mogą swobodnie wibrować, więc wzrośnie odporność na oślepianie. Cząsteczki zostaną strząśnięte z drutów i otworów. Będzie jednak kompromis z wydajnością przesiewania.
Wstępna obróbka paszy
Przesiewacze wibracyjne o wysokiej częstotliwości będą często używane jako przesiewacz wtórny, ponieważ jego celem jest oddzielenie drobniejszych minerałów. Zapewnia to nie tylko dobrą skuteczność separacji, ale także pomaga utrzymać żywotność ekranu. Zaślepienie może wystąpić znacznie, jeśli rozmiary cząstek nie mieszczą się w zaprojektowanych kryteriach przesiewaczy.
Innym często napotykanym problemem jest zlepianie się cząstek z powodu wilgoci. To zbrylanie spowoduje niepożądany wzrost efektywnej wielkości cząstek, w wyniku czego zbrylone cząstki nie będą mogły przejść przez otwory do strumienia produktu. Zaleca się, aby przesiewanie przy aperturze mniejszej niż około 5 mm było wykonywane na idealnie suchych materiałach. Podgrzewany pokład przesiewacza może być użyty do odparowania wilgoci z paszy. Spowoduje to również przerwanie napięcia powierzchniowego między drutem ekranującym a cząstkami. Alternatywą jest przeprowadzenie paszy przez suszarkę przed wejściem na przesiewacz wibracyjny o wysokiej częstotliwości.
Systemy oczyszczania
Przesiewacze wibracyjne o wysokiej częstotliwości są szeroko stosowane w wielu procesach przemysłowych, w związku z czym do środowiska zostanie uwolniona duża ilość produktów odpadowych. Ważne jest, aby te strumienie odpadów były przetwarzane, ponieważ nieprzetworzone odpady spowodują szkody w środowisku w dłuższym okresie czasu.
Ustalonym systemem obróbki końcowej jest przetwarzanie klasyfikacyjne. W tym systemie strumienie odpadów są rozdzielane na różne rodzaje materiałów odpadowych. Rodzaje materiałów odpadowych są podzielone na materiały nadające się do recyklingu, materiały niebezpieczne, materiały organiczne, materiały nieorganiczne. Zasadniczo odpady są oddzielane za pomocą separacji mechanicznej i ręcznej. Separacje mechaniczne służą do separacji metali i innych materiałów mogących być szkodliwymi dla środowiska, a także do przygotowania strumienia odpadów do separacji ręcznej. Separacja ręczna ma dwa rodzaje sortowania, które są sortowaniem dodatnim i sortowaniem ujemnym. Sortowanie pozytywne zbiera odpady nadające się do ponownego wykorzystania, takie jak materiały nadające się do recyklingu i materiały organiczne, podczas gdy sortowanie negatywne zbiera odpady bezużyteczne, takie jak materiały niebezpieczne i nieorganiczne. Po tym procesie separacji materiały nadające się do recyklingu są przekazywane do ponownego użycia. Odpady organiczne są często przetwarzane za pomocą procesów chemicznych (np. spalanie, piroliza itp.) lub oczyszczania biologicznego (rozkład mikrobiologiczny). Produkty otrzymane z tych odpadów organicznych mają postać paliwa pochodzącego z odpadów. RDF można wykorzystywać na wiele sposobów do wytwarzania energii elektrycznej, a nawet stosować wraz z tradycyjnymi źródłami paliwa w elektrowniach węglowych. Pozostała część niebezpiecznych i niepożądanych odpadów nieorganicznych jest przekazywana na składowiska w celu unieszkodliwienia. Te procesy po obróbce mają kluczowe znaczenie dla utrzymania środowiska.
Nowy rozwój
Ulepszenia ekranu
Badania nad ekranami o wysokiej częstotliwości doprowadziły do nowych rozwiązań w tej dziedzinie, które poprawiają działanie i wydajność sprzętu. Te nowe rozwiązania obejmują układanie do 5 pojedynczych pokładów ekranów umieszczonych jeden na drugim i działających równolegle. System rozdzielaczy rozdziela paszę na każdy ekran Stack Sizer, a następnie na każdy pokład sita w maszynie. Każdy pokład przesiewacza ma niewymiarową i nadwymiarową miskę zbiorczą, które trafią odpowiednio do wspólnego wylotu. Układanie maszyn w stos pozwala zatem na większą produkcję przy mniejszym zużyciu miejsca. Kolejnym nowym osiągnięciem jest wytwarzanie powierzchni ekranu z uretanu Polyweb, które mają otwory o średnicy do 45 μm i otwarte obszary od 35% - 45%. Prowadzi to do tego, że ekran jest w stanie oddzielić drobniejsze cząstki. Sita mogą być używane zarówno do zastosowań mokrych, jak i suchych, a formułowanie uretanu jest wciąż procesem ciągłym. W związku z tym nadal inwestuje się w badania i rozwój w sprzęt do przesiewania o wysokiej częstotliwości, aby poprawić ogólną wydajność separacji, a także obniżyć koszty.
Modyfikacje części mechanicznych
Aby jeszcze bardziej zoptymalizować wydajność sprzętu wibracyjnego o wysokiej częstotliwości, opracowywany jest wibrator hydrauliczny ze „zmienną prędkością”, który jest używany do napędzania pokładów przesiewacza. Wykorzystuje płynną siłę hydrauliczną, którą można następnie przekształcić w moc obrotową w celu generowania wibracji o wysokiej częstotliwości. Ta modyfikacja umożliwia pracę sprzętu w wyższym zakresie częstotliwości, do 8200 obr./min, w porównaniu do konwencjonalnych wibratorów elektrycznych. Specjalne elektryczne silniki wibracyjne są również używane ze zmienną częstotliwością w zakresie od 3000 do 9000 obr./min i okazały się bardziej wydajne i bezproblemowe przy mniejszej konserwacji. Poza tym wywołane wibracje stwarzają również doskonałe warunki do oddzielania drobniejszych cząstek i poprawiają prawdopodobieństwo kontaktu materiałów. Inną odmianą, którą można zastosować w sprzęcie, jest „obrotowy system napinania”, w którym pomaga zapewnić szybszą zmianę nośnika ekranu. W związku z tym za pomocą jednego urządzenia można osiągnąć wiele zastosowań, ponieważ przy różnej wielkości podawanego materiału można sobie poradzić, wymieniając sita w bardzo krótkim czasie przestoju. W związku z tym poprawia korzyści ekonomiczne roślin. Jedną z ważnych zmian jest wielospadowy pokład w przesiewaczu o wysokiej częstotliwości, dzięki czemu jest on bardziej wydajny dzięki przyrostowej przepustowości i wydajności w tym samym obszarze przesiewania.
VIBFEM