Фракционирование строительных песков в камерных гидроклассификаторах

Природные пески в большинстве случаев не отвечают требованиям современной технологии бетона к качеству мелкого заполнителя. Зерновой состав их весьма неоднороден, часто даже в условиях одного месторождения.

Между тем постоянство состава песка является одним из решающих факторов получения оптимальных смесей бетона. Применение обогащенных песков, помимо существенного повышения качества бетонных и железобетонных конструкций и деталей, обеспечивает значительную экономию цемента (до 12—18%, по данным НИИ бетона и железобетона АСиА СССР).

Проблему обогащения строительных песков можно в основном разделить на три основные части: корректирование

зернового состава природного песка; удаление частиц меньше 0,15 мм и поддержание стабильного заданного состава песка, несмотря на возможную его неоднородность в разрабатываемом карьере.

Работами, выполненными за последнее время рядом институтов, доказана возможность фракционирования строительных песков на грохотах и в конусных гидравлических классификаторах. Однако при этом может быть достаточно разделение песка только на две фракции, из которых, в общем случае, нельзя обеспечить получение песка оптимального зернового состава. К тому же мелкая фракция заполнителя нуждается в дополнительной промывке, так как получается загрязненной.

Наиболее полно прогресс обогащения можно осуществить в камерном гидравлическом классификаторе, обеспечивающем выдачу нескольких фракций мытого песка

Для проектирования гидравлических многими классификаторов до настоящего времени не было достаточно проверенных опытных данных. Поэтому возникла необходимость в предварительных исследованиях на эксперементальных образцах. Эта работ.1 была предпринята в ВНННГлройпвмаше.

Экспериментальный восьмикамерный гндроклассификатор ВНИИСтропдормаша производительностью 8 т/час. па котором отрабатывали конструктивные параметры и оптимальные режимы работы, показан на рис. 1. Автоматические разгрузочные устройства отрабатывались на однокамерных экспериментальных образцах классификаторов разных размеров.

Принцип работы камерного гидроклассифихатора заключается в следующем. Пульпа подастся в приемную камеру, разбавляется водой, вводимой через напорную камеру, и поступает в верхний направляющий лоток классификатора. В процессе перемещения пульпы по лотку самые крупные частицы песка оседают быстрее и попадают в первую камеру, несколько менее крупные—во вторую и т. д. Окончательное разделение частиц по крупности происходит в классификационных камерах при режимах стесненного падения в восходящих потоках воды.

Вода в классификационные камеры подается через напорные камеры, проходит сквозь отверстия решетки и, поднимаясь, выносит из камеры в верхний лоток более мелкие частицы, которые не должны оседать в данной камере. В каждой классификационной камере работающего классификатора увеличивается концентрация частиц определенных размеров; при достижении критической концентрации (плотности) пульпы разгрузочный механизм автоматически открывает донное отверстие, через которое происходит разгрузка камеры. Так, последовательно, по убывающим размерам частиц, происходит разделение песка по камерам, а самые мелкие частицы (размером 0,15 мм), загрязняющие песок, уходят со сливом в отходы.

Следует сказать, что экспериментальный образец многокамерного гидроклассификатора такого типоразмера может получить и промышленное применение на некоторых заводах строительных деталей, в частности, на заводах по производству железобетонных напорных труб, где требуются пески строго заданного зернового состава.

Приведем техническую характеристику гидроклассификатора, прошедшего экспериментальные испытание.


Восьмикамерный классификатор испытывался на трех различных по зерновому составу песках; два с наибольшей крупностью частиц до 2—3 мм и один — до 5 мм. Пески имея и естественную влажность (до 7°/о), содержание пылеватых и глинистых частиц в них составляло 5—17%.

При проведении опытов определялась эффективность классификации, отмыва пылеватых и глинистых частиц, а также обводнения готовых продуктов.

Эффективность классификации каждой камеры определялась по формуле:


Под эффективностью отмыва глинистых частиц принято считать выраженное в процентах весовое отношение количества отмытых частиц к общему содержанию их в исходном материале.

В процессе исследований было установлено, что многокамерный гидроклассификатор обеспечивает эффективность классификации в пределах 60—70% и отмыва пылевидных и глинистых частиц—в пределах 72—90°/с. Соотношение Т:Ж в готовых продуктах (при среднем значении) 1 : 1,1.

Качественные показатели процесса классификации, выявленные при испытании гидроклассификатора, вполне удовлетворительны, причем эти показатели получены в условиях недостаточно четкой работы разгрузочных устройств.


Исследования по созданию автоматических разгрузочных устройств проводились по двум направлениям:

выбор и выявление надежности действия датчиков и командных приборов;

определение эффективности действия исполнительного механизма, осуществляющего разгрузку.

Первая часть работы выполнялась на экспериментальной камере относительно малых размеров, вторая — на экспериментальной сдвоенной камере промышленного типа.