Общая характеристика процесса классификации

Классификаторами называются машины для разделения исходной полидисперсной массы твердого сыпучего материала на фракции (классы) по крупности частиц. Классификация как самостоятельный процесс используется для выделения из массы твердого сыпучего материала частиц заданного размера, который определяется технологическими требованиями или условиями потребления (стандарты на размеры частиц твердого сырья и продуктов). В химической промышленности используют два способа классификации: механический (грохочение) и пневматический (сепарация). Выбор способа классификации конкретного материала определяется размером его частиц: если размер превышает 3 мм, то выгоднее использовать грохочение, при меньших размерах - сепарацию.

Процесс грохочения протекает нормально, если материал перемещается по поверхности просеивающего элемента и при этом перемешивается (крупные частицы не преграждают путь мелким). Поэтому просеивающие элементы грохотов чаще всего устанавливают наклонно, а их рамы делают подвижными (рис.1.16). Отношение массы () продукта, прошедшего сквозь сито, к массе () нижнего класса в исходном материале называется эффективностью грохочения: .

Одно из основных требований к конструкциям просеивающих элементов грохотов - максимальная световая поверхность, т.е. отношение площади отверстий к площади элемента. Наиболее популярны в промышленности листовые сита, см. рис.1.17 а),б). В зависимости от преобладающей формы частиц классифицируемого материала используются сита с круглыми, продолговатыми, прямоугольными или квадратными отверстиями. Отверстия разных форм, обеспечивающие одинаковую эффективность грохочения, считают равноценными. В расчетах сит используют переходные коэффициенты: , , где - диаметр круглого, - сторона квадратного, - ширина прямоугольного отверстия. Для увеличения световой поверхности сит и улучшения условий разделения отверстия располагают в шахматном порядке (при перемещении по поверхности такого сита частица обязательно встретит на своем пути отверстие). Промышленные сита чаще всего изготавливают из стали, для грохочения абразивных материалов используют сита из резины или полиуретана, которые на порядок долговечнее металлических. Наиболее популярный размер отверстий промышленных листовых сит 10-80 мм, толщина 4-10 мм. При больших размерах кусков нижнего класса для грохочения используют колосниковые решетки, см. рис.1.17 в), при меньших - проволочные сита: плетеные (рис.1.17 г)), крученые (рис.1.17 д)), вязаные (рис.1.17 е)), сварные (рис.1.17 ж)), стержневые (рис.1.17 з)). Основное требование к проволочным ситам: форма изгибов проволоки должна обеспечивать точность размеров отверстий и их неизменность при грохочении.

Расположение просеивающих элементов в грохоте определяет последовательность выделения классов частиц обрабатываемого материала. Различают три основные схемы выделения классов: от мелкого к крупному, от крупного к мелкому и комбинированную (рис.1.18). В первой схеме весь исходный материал поступает на самое мелкое сито, поэтому оно быстро изнашивается. Крупные куски затрудняют доступ к его отверстиям мелким частицам, в результате уменьшается его световая поверхность и снижается эффективность грохочения. Для схемы от крупного к мелкому характерна высокая эффективность грохочения, долговечность сит и высокая производительность, однако доступ к ситам для осмотра и ремонта при этой схеме затруднен. Комбинированная схема в определенной мере сохраняет достоинства и устраняет недостатки первой и второй схем.

Сепарация - это классификация в потоке газа. Она основана на различии скоростей движения крупных и мелких частиц в газовой среде под действием силы тяжести и центробежной силы.