17 III 2016

ELEMENTY PRZERÓBKI MINERALNEJ

SPRAWOZDANIE Z ZAJĘĆ LABORATORYJNYCH

Wpływ obciążenia przesiewacza na skuteczność procesu przesiewania.

Dyląg Joanna Jasiński Maciej Krupa Damian	247789 238361 254492

Inżynieria Mineralna:

Wstęp i cel badania

Przesiewanie to klasyfikacja ziarnowa, która stanowi zasadniczy węzeł technologii utylizacji stałych odpadów przemysłowych. Parametrem decydującym o klasyfikacji ziarna jest jego wielkość, traktowana jako średnica umowna, np. dla ziarn kulistych jest to średnica kuli, dla sześciennych – przekątna sześcianu, dla prostopadłościennych oznaczenie średnicy jest sprawą umowną.

Proces przesiewania odbywa się na sitach i może być przeprowadzony:

• na sucho,

• na mokro (przy użyciu wody pod ciśnieniem w postaci natrysków. Woda spełnia rolę pomocniczą, rozluźnia materiał i pomaga ziarnom przejść przez otwory sita).

W wyniku przesiewania na sicie mieszaniny ziarn o różnych wymiarach i dowolnym kształcie otrzymuje się dwie klasy ziarnowe:

klasę górną – najmniejsze ziarna powinny być większe od otworów sita (Q_PG),

klasę dolną – największe ziarna powinny być mniejsze od otworów sita (Q_PD).

gdzie:

Q_N – całkowita ilość (nadawa) [g],

Q_PG – klasa górna (produkt górny) [g],

Q_PD – klasa dolna (produkt dolny) [g].

Q_N = Q_PG + Q_PD [g]

Celem niniejszego sprawozdania jest określenie wpływu obciążenia przesiewacza na skuteczność procesu przesiewania.

Metodyka

Przygotowano próbkę reprezentatywną pod względem uziarnienia. Masa nadawy (porfiru) wynosiła 12 kg, był to materiał o uziarnieniu 0–63 mm.
Następnie zmieszano materiał i podzielono go na pięć próbek zgodnie z poniższym schematem: (Fig.1)

Fig. 1 Schemat kwartowania

Dalej:

1. Zważono próbki.

2. Przesiano próbki od I do IV przez przesiewacz (d_T=2,5 [mm] w czasie t=20s).

3. Próbki nr II poddano analizie sitowej ( w czasie t=3 min.) na odpowiednio dobranym zestawie sit:

a) analiza sitowa produktu dolnego,
b) analiza sitowa produktu górnego.

1. Próbkę reprezentatywną (próbka nr V) poddano analizie sitowej (w czasie t=3 min.).

1. Opracowanie wyników

   1. Wzory i obliczenia

1. Bilans masowy:

Q_PG + Q_PD = Q_N [g]

346 + 347 = 693  [g] ← nadawa rzeczywista

gdzie:

Q_PG – masa produktu górnego [g]

Q_PD - masa produktu dolnego [g]

Q_N – masa zbilansowanej nadawy [g]

Bilans wychodu:

$\gamma_{\text{PG}} = \frac{Q_{\text{PG}}}{Q_{N}}\ \bullet 100\%$

$\gamma_{\text{PG}} = \frac{346}{693} \bullet 100\% = \mathbf{49,93\%}$

$\gamma_{\text{PD}} = \frac{Q_{\text{PD}}}{Q_{N}} \bullet 100\%$

$\gamma_{\text{PD}} = \frac{347}{693} \bullet 100\% = \mathbf{50,07\ }\mathbf{\%}$

γ_PG + γ_PD = γ_N  [%]

49, 93 + 50, 07 = 100%

gdzie:
γ_PG – wychód produktu górnego [%]

γ_PD – wychód produktu dolnego [%]

γ_N – wychód nadawy [%]

1. Udział danej klasy ziarnowej w całym materiale:

$$a_{i} = \frac{q_{i}}{\Sigma q_{i}} \bullet 100\%$$

np.: $a_{(1,0 - 1,6)\text{PG}} = \frac{1}{346} \bullet 100\% = 0,29\ \%$

gdzie:

a_i – zawartość i-tej klasy ziarnowej w materiale [%]

q_i – masa materiału o i-tej klasie ziarnowej [g]

Σq_i – masa całego materiału [g]

1. Równanie bilansowe wychodu:

γ_PG • a_iPG + γ_PD • a_iPD = γ_N • a_iN

$a_{\text{dN}} = \frac{49,92 \bullet 6,36 + 50,07 \bullet 100}{100} = 53,25\ \%$

gdzie:

γ_PG – wychód produktu górnego [%]

a_iPG – zawartość i-tej klasy ziarnowej w produkcie górnym [%]

γ_PD – wychód produktu dolnego [%]

a_iPD – zawartość i-tej klasy ziarnowej w produkcie dolnym [%]

γ_N – wychód nadawy [%]

a_iN – zawartość i-te klasy ziarnowej w nadawie [%]

1. Obliczenie ilościowej skuteczności przesiewania:

$$S = \frac{Q_{\text{PD}}}{Q_{\text{dN}}} \bullet 100\%$$

Q_dN = a_dN • Q_N = 0, 7397 • 0, 693 = 0, 5162 [g]

$$S = \frac{0,347}{0,51262} \bullet 100\% = 67,69\%$$

gdzie:

S - ilościowa sprawność przesiewania [%]

1. Obliczenie jakościowej (technologicznej) sprawności przesiewania:

$$S = \gamma_{\text{PD}} \bullet \frac{a_{\text{dPD}}}{a_{\text{dN}}} \bullet 100\%$$

$$S = 50,07 \bullet \frac{100}{0,7397}*100\% = 67,69\ \%$$

gdzie:

S- jakościowa sprawność przesiewania [%]

Tab. 1 Charakterystyka próbki reprezentatywnej.

d [mm]	gi [g]	ai [%]	Φ(d) [%]	F(d) [%]
<0,25	98	11,86%	11,86%	100,00%
0,25-0,5	52	6,30%	18,16%	88,14%
0,5-1,0	93	11,26%	29,42%	81,84%
1,0-1,6	116	14,04%	43,46%	70,58%
1,6-2,0	252	30,51%	73,97%	56,54%
2,0-3,15	10	1,21%	75,18%	26,03%
3,15-5,0	155	18,77%	93,95%	24,82%
5,0<	50	6,05%	100,00%	6,05%
				0,00%
Σ	826	100,00%

Charakterystyka próbki nr IV.
Dane:
d_T=2,5 mm
Masa nadawy: Q_n= 0,693 kg
Wychód nadawy: _n= 1=100%

Tab. 2 Produkt Górny
d [mm]
<0,125
0,125-0,5
0,5-1,0
1,0-1,6
1,6-2,0
2,0-3,15
3,15-5,0
5,0-6,3
6,3<
Σ

Tab. 3 Produkt Dolny
d [mm]
<0,1
0,1-0,125
0,125-0,25
0,25-0,315
0,315-0,4
0,4-0,8
0,8-1
1-1,6
1,6<
Σ

Tab.4 Zbilansowana nadawa
d [mm]
< 0,25
0,25 - 0,4
0,4 - 0,5
0,5 - 0,63
0,63 - 1,0
1,0 - 1,6
1,6 - 2,0
2,0 - 2,5
2,5 - 3,5
3,5 - 4,0
4,0 - 5,0
5,0 - 6,3
6,3<

3.2 Wykresy:

Fig. 2 Krzywa uziarnienia nadawy – próbka reprezentatywna

Fig. 3 Krzywa uziarnienia produktu górnego – próbka nr IV

Fig. 4 Krzywa uziarnienia produktu dolnego – próbka nr IV

Wnioski

Na podstawie otrzymanych wyników i po dogłębnej analizie wykresów krzywych uziarnienia można wysunąć oczywistym fakt iż, skuteczność procesu przesiewania rośnie wraz z obciążeniem przesiewacza. Jest to spowodowane tym, że zwiększone ciśnienie nadkładu ułatwia przedostawanie się ziaren przez oczka sita przesiewacza.

DAMIANA PRZYPUSZCZENIA z FB:

Na pewno na odchyłki mają wpływ: jakość kwartowania zarówno stożkiem jak i Jonsem, pozostałości na sitach (być może nie wszystko dokładnie zostało zebrane i zważone), czas i moc wytrząsania podczas analizy sitowej. Być może dłuższe i intensywniejsze wytrząsanie przyniosłoby lepszy efekt. To samo tyczy się przesiewacza, bo przecież krzywa zbilansowana nadawy zależna jest od wychodów a te zaś od PD i PG.

CO JA ZNALAZŁEM:

Każdy przesiewacz przy przesiewaniu tego samego materiału w tych samych warunkach ma różną wydajność przy różnej skuteczności, czyli dokładności przesiewania. Natomiast warunki konstrukcyjne przesiewacza pozwalają na pewne maksymalne jego obciążenie ze względu na możliwość przepuszczania materiału przez przesiewacz. Wydajność tą można określić jako przepustową wydajność przesiewacza. W pewnych korzystnych warunkach przepustowa wydajność przesiewacza jest równa skutecznej wydajności przesiewania. Skuteczna wydajność przesiewania wyznacza stosunek ilości przesianego materiału do czasu przy określonej zawartości podziarna w klasach górnych.Skuteczna wydajność przesiewania zależy od:

• kinematycznych właściwości przesiewacza,

• wielkości powierzchni sit,

• ilości klas ziarnowych,

• wielkości otworów sit,

• współczynnika prześwitu sit,

• rozdziału klas dolnych lub klas odpowiadającym klasie ocenianego podziarna,

• wielkości klas dolnych lub podziarna,

• dowolnej zawartości podziarna w klasach górnych,

• ciężaru usypowego materiału,

• lepkości materiału