RU168994U1

RU168994U1 - Vortex Mill

Info

Publication number: RU168994U1
Application number: RU2016125648U
Authority: RU
Inventors: Геннадий Иванович Стороженко; Николай Алексеевич Дворников; Валентин Дмитриевич Чивелёв
Priority date: 2016-06-27
Filing date: 2016-06-27
Publication date: 2017-03-01

Abstract

Полезная модель относится к горно-обогатительной технике и может быть использована для дробления, селективного помола и сушки отходов обогащения углей, углистых аргиллитов, а также других полиминеральных отходов, в частности, отходов флотационного обогащения железных руд, каолинов, песков и др. Задачей является создание устройства, в котором возможна организация дробления, селективного помола и одновременной сушки полиминеральных отходов с влажностью выше 20% при сохранении высокой производительности. Вихревая мельница включает вертикальную сушильную трубу, питатель, загрузочную трубу, рабочую камеру с помольным рабочим органом, выполненным в виде трех вращающихся с изменяющейся скоростью роторов, на валах которых закреплены от 6 до 18 мелющих тел - бил, газоходы с вертикальным и горизонтальным завихрителями, соединяющие рабочую камеру вихревой мельницы с теплогенератором, а также газоход, соединяющий теплогенератор и сушильную трубу в месте выхода измельченного материала из рабочей камеры вихревой мельницы.The utility model relates to mining and processing equipment and can be used for crushing, selective grinding and drying of coal processing waste, carbonaceous mudstone, as well as other polymineral waste, in particular, flotation processing waste of iron ore, kaolin, sand, etc. The task is to create devices in which the organization of crushing, selective grinding and simultaneous drying of polymineral waste with a humidity above 20% is possible while maintaining high productivity. A vortex mill includes a vertical drying tube, a feeder, a loading tube, a working chamber with a grinding working body made in the form of three rotors rotating with variable speed, from 6 to 18 grinding bodies mounted on its shafts, gas ducts with vertical and horizontal swirlers connecting the working chamber of the vortex mill with the heat generator, as well as the gas duct connecting the heat generator and the drying pipe at the exit of the crushed material from the working chamber of the vortex mill.

Description

Полезная модель относится к горно-обогатительной технике и может быть использована для дробления, селективного помола и сушки отходов обогащения углей, углистых аргиллитов, а также других полиминеральных отходов, в частности, отходов флотационного обогащения железных руд, каолинов, песков и др.The utility model relates to mining and processing equipment and can be used for crushing, selective grinding and drying of coal processing waste, carbonaceous mudstone, as well as other polymineral waste, in particular, flotation processing waste of iron ore, kaolin, sand, etc.

Известна установка для подготовки порошка из глинистого сырья [Пат. РФ 2099308, C04B 33/02, B02C 21/00, 20.12.1997], включающая вертикально расположенную сушильную камеру с питателем, воздухораспределителем, набором направляющих лопастей, патрубками для подвода и отвода теплоносителя, теплогенератор, дымосос, циклон и бункер, причем сушильная камера дополнительно содержит подвижный конус, размещенный в верхней его части, овальное тело, закрепленное в центре камеры под загрузочным питателем, направляющие лопасти выполнены подвижными путем размещения их на колесе-активаторе, над которым закреплена ложная стенка, снабженная жалюзи, при этом колесо-активатор и ложная стенка отдельными газоходами соединены с воздухораспределителем.A known installation for the preparation of powder from clay raw materials [US Pat. RF 2099308, C04B 33/02, B02C 21/00, 12/20/1997], including a vertically located drying chamber with a feeder, an air distributor, a set of guide vanes, pipes for supplying and discharging a heat carrier, a heat generator, a smoke exhauster, a cyclone and a hopper, and a drying chamber additionally contains a movable cone located in its upper part, an oval body fixed in the center of the chamber under the loading feeder, the guide vanes are movable by placing them on the activator wheel, over which a false wall is fixed, equipped with I blinds, while the activator wheel and the false wall are connected to the air distributor by separate gas ducts.

Недостатками известной установки являются невозможность организации селективного помола и применения ее для сушки и помола минерального сырья влажностью выше 20%.The disadvantages of the known installation are the impossibility of organizing selective grinding and its use for drying and grinding of mineral raw materials with a moisture content above 20%.

Известна сушильно-сепарационная установка для сушки, классификации и обогащения минерального полидисперсного сырья без ограничения его крупности [Пат. РФ 2360195, F26B 17/10, 29.01.2008], включающая вертикальный и горизонтальный завихрители, вертикальную загрузочную трубу, связанную с питателем, размещенную в центре сушильной камеры над завихрителями, заглушенную в верхней части, с конусным распределителем на выходе, в нижней части сушильной камеры размещен классификатор для крупной фракции, воздушные сепараторы снабжены полочными классификаторами, а бункеры готовой продукции - регулируемыми клапанами для подсоса атмосферного воздуха.Known drying and separation unit for drying, classification and enrichment of mineral polydisperse raw materials without limiting its size [Pat. RF 2360195, F26B 17/10, 01/29/2008], including vertical and horizontal swirlers, a vertical feed pipe connected to the feeder, located in the center of the drying chamber above the swirls, plugged in the upper part, with a conical outlet at the bottom of the dryer the classifier for a large fraction is placed in the chambers, the air separators are equipped with shelf classifiers, and the bunkers of the finished product are equipped with adjustable valves for suctioning of atmospheric air.

Недостатками известной установки являются невозможность организации в ней селективного помола и использования ее для вторичного обогащения отходов из-за отсутствия мелющих тел и принудительной подачи теплоносителя через горизонтальный завихритель, вследствие чего завихритель забивается породой, и теплоноситель через него в сушильную камеру не поступает.The disadvantages of the known installation are the impossibility of organizing selective grinding in it and using it for secondary enrichment of wastes due to the absence of grinding media and the forced supply of the coolant through a horizontal swirler, as a result of which the swirl is clogged by the rock, and the coolant does not enter the drying chamber through it.

Наиболее близким техническим решением, выбранным за прототип, является измельчительно-сепарационная установка [Пат. РФ 2194577, B02C 21/00, 20.12.2002], включающая последовательно соединенные между собой общей воздушной системой вертикально расположенный вихревой измельчительно-сушильный аппарат, снабженный колесом-активатором, ложной стенкой с жалюзи, соединенный с теплогенератором отдельными газоходами, питателем, подвижным конусом, размещенным в верхней его части, овальным телом, закрепленным в центре, теплогенератор, воздухораспределитель, дымосос и аспирационную систему. Колесо-активатор вихревого измельчительно-сушильного аппарата выполнено в виде турбины, на направляющих лопастях которой установлены била, отдельные газоходы ложной стенки и турбины выполнены в виде единой улитки, верхний конец овального тела размещен над загрузочным питателем, а аспирационная система установки включает от двух до четырех последовательно расположенных ступеней пылеосаждения.The closest technical solution selected for the prototype is a grinding and separation unit [US Pat. RF 2194577, B02C 21/00, 12/20/2002], including a vertically located vortex grinding and drying apparatus, connected in series with each other by a common air system, equipped with an activator wheel, a false wall with shutters, connected to the heat generator by separate flues, a feeder, a moving cone, located in its upper part, an oval body fixed in the center, a heat generator, an air distributor, a smoke exhauster and an aspiration system. The activator wheel of the vortex grinding and drying apparatus is made in the form of a turbine, on which guide blades are installed, the separate ducts of the false wall and turbine are made in the form of a single snail, the upper end of the oval body is placed above the loading feeder, and the aspiration system of the installation includes from two to four sequentially located steps of dust deposition.

Недостатком известной установки является то, что ее нельзя использовать для переработки отходов сухого и флотационного обогащения углей, углистых аргиллитов, каолинов, песков и других техногенных отходов из-за невозможности организации селективного (избирательного) помола с одновременной сушкой при влажности выше 20% при сохранении высокой производительности.A disadvantage of the known installation is that it cannot be used for processing waste dry and flotation of coal, carbonaceous mudstones, kaolin, sand and other industrial waste due to the inability to organize selective (selective) grinding with simultaneous drying at a humidity above 20% while maintaining high performance.

Задачей полезной модели является создание устройства, в котором возможна организация дробления, селективного помола с одновременной двухступенчатой сушкой полиминеральных отходов с влажностью выше 20% при сохранении высокой производительности.The objective of the utility model is to create a device in which the organization of crushing, selective grinding with simultaneous two-stage drying of polymineral waste with a humidity above 20% is possible while maintaining high productivity.

Поставленную задачу решают путем создания устройства, а именно, вихревой мельницы, включающей вертикальную сушильную трубу, питатель, вертикальную загрузочную трубу, рабочую камеру с помольным рабочим органом, соединенную с теплогенератором отдельными газоходами, выполненными в виде единой улитки, с вертикальным и горизонтальным завихрителями. При этом согласно полезной модели помольный рабочий орган вихревой мельницы выполнен в виде трех вращающихся в одном направлении с изменяющейся от 750 до 3000 мин^-1 скоростью вращения роторов, на валах которых закреплены от 6 до 18 мелющих тел - бил (от 2 до 6 бил на валу каждого из роторов), вихревая мельница снабжена дополнительно газоходом, соединяющим теплогенератор и сушильную трубу в месте выхода измельченного материала из рабочей камеры вихревой мельницы, а газоход, соединяющий рабочую камеру вихревой мельницы с теплогенератором через горизонтальный завихритель, выполнен таким образом, что теплоноситель от теплогенератора поступает в рабочую камеру вихревой мельницы принудительно через воздуховод вентилятора поддува. Роторы установлены в рабочей камере вихревой мельницы таким образом, что их оси проходят через вершины равностороннего треугольника, центр тяжести которого лежит на оси рабочей камеры вихревой мельницы, причем оси роторов и рабочей камеры вихревой мельницы параллельны. Скорость вращения каждого из роторов можно изменять независимо от скорости вращения остальных роторов.The problem is solved by creating a device, namely, a vortex mill, including a vertical drying pipe, feeder, vertical loading pipe, a working chamber with a grinding working body, connected to the heat generator by separate flues, made in the form of a single snail, with vertical and horizontal swirls. Moreover, according to the utility model, the grinding working body of the vortex mill is made in the form of three rotors rotating in one direction with a rotational speed varying from 750 to 3000 min ^-1 , on whose shafts from 6 to 18 grinding bodies are fixed - beat (from 2 to 6 beat on the shaft of each rotor), the vortex mill is additionally equipped with a gas duct connecting the heat generator and the drying pipe at the place where the crushed material exits the working chamber of the vortex mill, and the gas duct connecting the working chamber of the vortex mill with the heat generator through izontalny swirler is configured such that coolant flows from the heat source to the working chamber of the vortex mill forced through the air blowing fan. The rotors are installed in the working chamber of the vortex mill in such a way that their axes pass through the vertices of an equilateral triangle, the center of gravity of which lies on the axis of the working chamber of the vortex mill, and the axes of the rotors and the working chamber of the vortex mill are parallel. The rotational speed of each of the rotors can be changed independently of the rotational speed of the remaining rotors.

На фиг. 1 представлена схема вихревой мельницы.In FIG. 1 shows a diagram of a vortex mill.

На фиг. 2 - схема вихревой мельницы, вид А.In FIG. 2 is a diagram of a vortex mill, type A.

На фиг. 3 - схема вихревой мельницы, разрез Б-Б.In FIG. 3 is a diagram of a vortex mill, section BB.

На фиг. 4 - схема вихревой мельницы, вид В.In FIG. 4 is a diagram of a vortex mill, view B.

Где: 1 - сушильная труба; 2 - питатели; 3 - загрузочная труба; 4 - рабочая камера; 5 - роторы; 6 - била; 7 - двигатели; 8 - теплогенератор; 9 - газоход; 10 -вертикальный завихритель; 11 - газоход; 12 - горизонтальный завихритель; 13 - воздуховод; 14 -вентилятор поддува; 15 - газоход.Where: 1 - a drying pipe; 2 - feeders; 3 - loading pipe; 4 - a working chamber; 5 - rotors; 6 - beat; 7 - engines; 8 - heat generator; 9 - flue; 10 - vertical swirl; 11 - flue; 12 - horizontal swirl; 13 - duct; 14 - blower fan; 15 - flue.

С помощью соединенных друг с другом шлюзового и шнекового герметичных питателей 2 полиминеральные отходы подают в вихревую мельницу через загрузочную трубу 3.Using interconnected lock and screw sealed feeders 2, polymineral waste is fed into the vortex mill through the loading pipe 3.

Вихревая мельница имеет три рабочих органа, выполненных в виде роторов 5, на которых закреплены от 6 до 18 мелющих тел - бил 6, приводящихся в движение двигателями 7 с изменяющейся скоростью вращения от 750 до 3000 мин^-1. Установка трех роторов позволяет в отличие от работы одного колеса-активатора у прототипа организовать дробление и селективный (избирательный) помол отходов сухого или флотационного обогащения углей, углистых аргиллитов, каолинов и др.The vortex mill has three working bodies, made in the form of rotors 5, on which from 6 to 18 grinding bodies are fixed - beat 6, driven by engines 7 with a varying speed of rotation from 750 to 3000 min ^-1 . The installation of three rotors allows, in contrast to the operation of one activator wheel in a prototype, to organize crushing and selective (selective) grinding of waste from dry or flotation concentration of coal, carbonaceous mudstones, kaolins, etc.

Селективность помола отходов достигается благодаря тому, что при вращении роторов била отбрасывают обрабатываемый материал движущемуся навстречу соседнему билу, что обеспечивает помол материала за счет «свободного» удара, а изменение скорости вращения бил позволяет подобрать режим, при котором происходит максимальное раскрытие минералов (предпочтительное разрушение по естественным структурным границам внутри измельчаемых кусков, незначительные сдвиговые деформации внутри однородных фрагментов и прочее).The selectivity of the waste grinding is achieved due to the fact that during the rotation of the rotors of the beater the processed material is discarded to the neighboring beater moving towards it, which ensures the grinding of the material due to the “free” impact, and the change in the speed of rotation of the beater allows you to choose the mode at which the maximum opening of the minerals occurs (preferred destruction by natural structural boundaries inside the crushed pieces, minor shear deformations inside homogeneous fragments, etc.).

Роторы 5 установлены таким образом, что являются вершинами равностороннего треугольника, через центр тяжести которого проходит ось рабочей камеры 4 вихревой мельницы. Расположение роторов позволяет более эффективно производить помол материала за счет создания встречных потоков при работе бил 6. Роторы вращаются в одном направлении, например, против часовой стрелки.The rotors 5 are installed in such a way that they are the vertices of an equilateral triangle, through the center of gravity of which passes the axis of the working chamber 4 of the vortex mill. The location of the rotors allows more efficient grinding of the material due to the creation of oncoming flows during operation of beat 6. The rotors rotate in one direction, for example, counterclockwise.

Для эффективной сушки отходов влажностью 20% и более теплоноситель в вихревую мельницу поступает через три газохода. Теплоноситель по газоходу 9, соединяющему рабочую камеру вихревой мельницы с теплогенератором 8, через вертикальный завихритель 10 поступает в рабочую камеру 4 вихревой мельницы за счет разрежения, создаваемого дымососом (на схеме не показан). Теплоноситель через горизонтальный завихритель 11 поступает в рабочую камеру 4 вихревой мельницы через газоход 12 принудительно с помощью вентилятора поддува 14, которым осуществляют отбор теплоносителя от теплогенератора через воздуховод 13. Принудительная подача теплоносителя обеспечивает поддержание псевдоожиженого слоя материала в вихревой мельнице за счет создания «воздушной подушки» над горизонтальным завихрителем в рабочей зоне бил и постоянного давления теплоносителя в зоне вертикального завихрителя. Теплоноситель, поступающий через горизонтальный и вертикальный завихрители, служит для предварительной сушки флотационных отходов влажностью 20% и более до влажности, при которой эффективно происходит селективный помол отходов. Окончательная сушка измельченных отходов осуществляется за счет теплоносителя, поступающего через газоход 15, соединяющий теплогенератор 8 и сушильную трубу 1 в месте выхода измельченного материала из вихревой мельницы, за счет разрежения, создаваемого дымососом в вихревой мельнице.For efficient drying of waste with a moisture content of 20% or more, the coolant enters the vortex mill through three flues. The coolant along the gas duct 9 connecting the working chamber of the vortex mill with the heat generator 8 through the vertical swirler 10 enters the working chamber 4 of the vortex mill due to the vacuum created by the smoke exhauster (not shown in the diagram). The coolant through a horizontal swirler 11 enters the working chamber 4 of the vortex mill through the gas duct 12 forcibly with the help of a blower fan 14, which selects the coolant from the heat generator through the duct 13. Forced coolant supply maintains the fluidized bed of material in the vortex mill by creating an “air cushion” above the horizontal swirl in the working zone beat and constant pressure of the coolant in the zone of the vertical swirl. The coolant entering through horizontal and vertical swirlers serves for preliminary drying of flotation waste with a moisture content of 20% or more to a humidity at which selective grinding of the waste takes place effectively. The final drying of the crushed waste is carried out due to the coolant entering through the gas duct 15 connecting the heat generator 8 and the drying pipe 1 at the exit point of the crushed material from the vortex mill, due to the vacuum created by the smoke exhauster in the vortex mill.

Высушенный и измельченный материал вместе с отработанным теплоносителем пневмотранспортом за счет работы дымососа поступает в систему пылеуловителей-классификаторов (на схеме не показано).The dried and crushed material together with the spent heat carrier pneumatic transport due to the operation of the smoke exhauster enters the dust collector-classifier system (not shown in the diagram).

В заявленном устройстве, в отличие от известных, селективный помол наряду с двухступенчатой сушкой позволяет осуществить вторичное обогащение отходов обогащения углей, а также других полиминеральных отходов, в частности, отходов флотационного обогащения железных руд, каолинов, песков и др. влажностью более 20%.In the claimed device, in contrast to the known ones, selective grinding along with two-stage drying allows secondary enrichment of coal enrichment waste, as well as other polymineral waste, in particular, flotation enrichment waste of iron ores, kaolin, sand and other humidity of more than 20%.

Селективный помол, совмещенный с сушкой в вихревом потоке теплоносителя, создаваемом вертикальным и горизонтальным завихрителями, приводит к уменьшению размеров частиц высушиваемого материала и к увеличению его концентрации в рабочей зоне, то есть - к увеличению поверхности фазового контакта. Все это приводит к росту относительной скорости дисперсной и газовой фаз при закручивании потока газовзвеси материала, а также движущей силы процесса сушки.Selective grinding combined with drying in a vortex coolant flow created by vertical and horizontal swirlers leads to a decrease in the particle size of the dried material and to an increase in its concentration in the working zone, i.e., to an increase in the phase contact surface. All this leads to an increase in the relative velocity of the dispersed and gas phases during swirling of the gas suspension of the material, as well as the driving force of the drying process.

Работоспособность и достижение технического результата в установке с вихревой мельницей можно продемонстрировать на примере.The performance and achievement of the technical result in a plant with a vortex mill can be demonstrated by example.

Отходы флотационного обогащения каолина Кыштымского месторождения (Челябинская область) влажностью 22,1% подавали в вихревую мельницу при соотношении теплоносителя температурой 250°C к отходам в весовом отношении 3,3:1. Конечная влажность высушенного каолина - 0,5%.Flotation enrichment kaolin from the Kyshtym field (Chelyabinsk region) with a moisture content of 22.1% was fed into a vortex mill with a heat-carrier ratio of 250 ° C to waste in a weight ratio of 3.3: 1. The final moisture content of dried kaolin is 0.5%.

Гранулометрический состав отходов флотационного обогащения каолина и продуктов его переработки на установке, включающей вихревую мельницу, по мокрому способу приведен в таблице 1.The granulometric composition of the flotation enrichment waste of kaolin and products of its processing at the installation, including a vortex mill, by the wet method are shown in table 1.

Химический состав отходов флотационного обогащения каолина и продуктов его переработки на установке приведен в таблице 2.The chemical composition of flotation enrichment waste of kaolin and its products at the installation are shown in table 2.

Использование вихревой мельницы позволяет осуществить вторичное обогащение отходов флотационного обогащения каолина влажностью более 20%.The use of a vortex mill allows the secondary enrichment of waste flotation enrichment of kaolin with a moisture content of more than 20%.

Claims

1. Vortex mill, including a vertical drying pipe, pressurized feeder, vertical loading pipe, a working chamber with a grinding working body connected to a heat generator by separate gas ducts made in the form of a single scroll, with vertical and horizontal swirls, characterized in that the grinding working body is a vortex the mills are made in the form of three rotating in one direction with a rotational speed of rotors varying from 750 to 3000 min ^-1 , on the shafts of which are fixed from 6 to 18 beaters, the vortex mill is equipped with and additionally, a gas duct connecting the heat generator and the drying pipe at the place where the crushed material exits the working chamber of the vortex mill, and the gas duct connecting the working chamber of the vortex mill with the heat generator through a horizontal swirl is made so that the heat carrier from the heat generator enters the working chamber of the vortex mill blower fan duct.

2. The vortex mill according to claim 1, characterized in that the rotors are installed in the working chamber of the vortex mill in such a way that their axes pass through the vertices of an equilateral triangle, the center of gravity of which lies on the axis of the working chamber of the vortex mill, and the axes of the rotors and the working chamber are parallel .

3. The vortex mill according to claim 1, characterized in that from 2 to 6 beats are fixed on the shaft of each rotor.