Добыча и транспортировка сырья

Основы технологии вяжущих материалов

Основы технологии. Добыча и транспортировка

Лекция 3

Принципиальная технологическая схема получения всех минеральных вяжущих материалов включает в себя следующие этапы: добыча и подготовка сырья, измельчение (грубое и тонкое), смешивание и гомогенизация, тепловая обработка, охлаждение, помол (рис.).

Добыча сырья

↓

Подготовка исходных компонентов. Измельчение

↓

Смешивание и гомогенизация

↓

Тепловая обработка (обжиг)

↓

Охлаждение

↓

Помол

Рис.. Технологическая схема получения минеральных вяжущих материалов

Технологический процесс производства вяжущих материалов начинается с добычи сырья, его транспортировки и подготовки.

Подготовка исходных компонентов должна обеспечить заданный химико-минералогический состав, необходимую степень чистоты, а также физическое состояние и влажность, требуемые для дальнейшей их переработки. Эта стадия включает процессы обогащения минерального сырья, то есть промывку водой, сортировку, магнитную и ситовую сепарацию, химическую очистку и другие способы удаления вредных примесей; сушку сырья до влажности, обеспечивающей возможность измельчения и др. Выбор способа подготовки определяется видом сырья и предъявляемым к ним требованиям.

Измельчение компонентов обеспечивает получение размеров их зёрен в соответствии с особенностями последующей технологии и требованиями к свойствам изделий. Измельчение твёрдых крупногабаритных пород происходит, как правило, в две стадии (грубое и тонкое), мягких – в одну. Помол может осуществляться как в сухом виде, так и в воде.

Смешивание компонентов должно обеспечивать получение однородной композиции (шихты, шлама) определённого химико-минералогического и зернового состава.

Общая стадия для всех силикатных материалов – тепловая обработка. Именно на этот этапе происходят те физико-химические процессы в сырьевой смеси, которые обеспечивают превращение её в вяжущее. При этом обжиг может проводиться не до спекания (известь, гипсовые вяжущие), до спекания (портландцемент), либо до плавления (глинозёмистый клинкер). В зависимости от этого температура тепловой обработки может составлять для разных материалов от 100 до 2500 ^ОС.

После тепловой обработки все материалы подвергают общей технологической операции – охлаждению. Завершающей стадией является помол продукта обжига.

Все операции, связанные с извлечением (добычей) полезных ископаемых из недр земли называются горными работами. Они производятся открытым или подземным способом. Открытый способ предусматривает добычу непосредственно с земной поверхности, при этом часто приходится предварительно снимать слои пустых пород (вскрышу). Удаляют вскрышные породы экскаваторами, иногда скреперами. По объёму перемещаемых масс вскрышные работы составляют одну из основных расходных статей карьерного хозяйства. Подземный способ используют, когда полезное ископаемое находится под большим слоем пустой породы, при этом добыча ведётся без съёма последней, в шахтах (шахтный способ).

В силикатной технологии сырьё, как правило, добывают открытым способом. Открытая выработка со всеми устройствами и приспособлениями называется карьером. Выбор способа ведения горных работ и подбор необходимых машин зависят от степени сложности его добываемости, которая определяется твёрдостью, хрупкостью и вязкостью породы. Наиболее мощные карьеры у цементных заводов. Это предприятия современного типа, оснащённые необходимой техникой для механизации основных операций по добыче и переработке сырья.

Карьер

Карьеры сырья разрабатывают при открытом способе одним или несколькими уступами. Высоту уступа задают, исходя из физико-механических свойств разрабатываемых пород и применяемого оборудования. Она составляет для твёрдых пород 10…20, а для мягких – 8…10 м.

Твёрдые породы (известняк, мрамор) добывают с помощью буровзрывных работ. Скважины для заряда взрывчатки располагают в шахматном порядке в 1…3 ряда по глубине при расстоянии между ними 3…10 м. Бурение скважин осуществляется буровыми машинами ударно-контактного или вращательного бурения. Разрабатываемую породу грузят на транспортные средства экскаваторами.

Добычу мягких пород (мел, глина и др.) производят экскаваторами, которые выполняют сразу две функции - отделение породы от пласта и погрузку готового сырья. На цементных заводах используют либо одноковшовые, либо многоковшовые (роторные) экскаваторы. Использование последних наиболее целесообразно при добыче глины вследствие того, что они одновременно усредняют сырьё, так как снимают его тонкой стружкой по всей толщине уступа.

Многоковшовый экскаватор	Роторный экскаватор

Для добычи мела использую мощные роторные экскаваторы производительностью около 1000 м³/ч. Они могут работать в комплексе с самоходным агрегатом для приготовления сырьевой суспензии и её гидротранспортировки. Передвижной комплекс имеет производительность до 700…800 т/ч, что обеспечивает непрерывность технологического процесса в забое и создаёт предпосылки для внедрения автоматического управления с выполнением производственных процессов без постоянно присутствия рабочих.

Организация добычи мягких пород зависит от климатических условий, так как при низких зимних температурах иногда приходится и при добыче глины применять взрывной метод.

Для доставки сырья на завод используют автомобильный и железнодорожный транспорт, воздушно-канатные дороги, ленточные транспортёры, гидротранспорт, при больших объёмах перевозок – железнодорожный транспорт. Применение большегрузных составов обеспечивает наименьший расход рабочей силы на 1 м³ перевозимых материалов, а также наиболее низкий относительный расход электроэнергии при электрической тяге. Автомобильный транспорт целесообразно применять для перевозки материалов при сложном рельефе местности, малых объёмах перевозок, а также небольших (до 8 км) расстояниях, когда удорожание стоимости перевозок незначительно.

Мягкие, рыхлые и мелкокусковые породы можно доставлять на завод при расстоянии 1…6 км в благоприятных климатических условиях ленточными транспортёрами. Воздушно-канатные транспортёры применяют для транспортирования сырья по сильно пересечённой местности.

При выборе способа транспортировки сырья следует учитывать, что эксплуатационные расходы минимальны при использовании воздушно-канатных и ленточных транспортёров, а наиболее дорогой является доставка сырья автотранспортом. Однако сумма капитальных вложений минимальна при автотранспорте и наиболее велика для железнодорожного и воздушно-канатного транспорта. Применение гидротранспорта обеспечивает удобство эксплуатации и создаёт необходимые условия для осуществления комплексной автоматизации производства.

Дата добавления: 2014-11-29