Песчаные смеси, гравийные и кремневые пески являются своего рода кровью любого вида строительства, от промышленных объектов до частной постройки домашнего назначения. На основе песка готовится 99% основных строительных смесей и наполнителей. Использование смесей улучшенной структуры позволяет без особых затрат добиться более высокого качества. К числу таких материалов можно отнести сеяный, мытый и рубленый песок.

Градации песчаных масс

Строительные марки песков, в отличие от оптических, кварцевых и маточных, не отличаются особой чистотой, имеют огромное количество примесей в виде глины и органики. Понятно, что степень загрязнения существенно влияла на качество бетона или кладочного раствора. Объемы строительства всегда были большими, проводить специальную подготовку и обработку песчаного материала было дорого, поэтому ГОСТы на строительное сырье, например, ГОСТ № 8736-93, просто разделял песок на три категории:

• Крупный материал - с размером крупы в 2,8-5 мм;
• Средний песок, с песчинками 2,0-2,8 мм;
• Мелкий отсев или песок сеянный на сите с размером ячейки 2 мм.

К сведению! Кроме размера, нормативные документы определяли наличие загрязнений - не более 0.03%, и радиоактивный фон песчаной массы. Других характеристик для подбора качественного песка определенных видов работ не существовало, как не существует нормативов для воды или глины.

Традиционный способ разделения сухой песчаной массы на сите позволяет только качественно разделить песчаную массу по размерным группам, удалить органику, соли железа, магния, окислы алюминия, содержащиеся в песке, практически невозможно.

Какой песочек лучше

На практике качество и пригодность песчаного материала традиционно определяют не точными параметрами смеси, а размером и способом добычи. Так, крупнозернистый песок лучше всего подходит для бетонных отливок большой толщины, средние пески используют для кладочного раствора, а мелкие супеси используют в качестве раскрепляющих добавок при производстве отдельных видов стройматериалов, например, силикатных блоков.

Мытый карьерный и речной сырец

Вторым определяющим критерием является способ добычи песчаной массы. Считается, что наилучшим вариантом для строительных работ остается песок речной мытый. Добытый со дна реки и промытый на гидрозатворе песчаный материал обладает высокой добротностью, однородностью и чистотой. Стоит такое удовольствие довольно дорого, но спрос на подобный материал настолько велик, что мытым речным песком торгуют в мешках по 100-140 рублей за мешок. Мытый песок в мешках берут для домашних нужд, для наполнения детских песочниц, для мелких строительных работ и хозяйственных целей. Из-за высокого спроса коммерсанты приспособились мыть и продавать обычный карьерный материал в мешках, предлагая его, как песок мытый речной.

Отличить крупнозернистый речной песочек от карьерной массы достаточно просто - по форме и размеру песчинок. Речной материал, мытый и обкатанный водой, будет иметь более округлую форму, он прочнее и пластичнее в бетоне. Кратерный песочек выглядит более изломистым и более грязным.

Речной песочек будет белым и чистым, карьерный, даже мытый и обработанный химией, сохранит рыжеватый или серый оттенок солей железа и алюминия.

На втором месте по качеству находится песок карьерный мытый. Главным недостатком карьерного песчаного материала является наличие большого количества солей глины и органики. При добыче карьерной массы используются гидропушки, которые смывают песчаные пласты в специальные отстойники, глина и грязь фильтруются, и получают более-менее стабильный по качеству мытый песочек.

Чтобы получить мытый крупнозернистый материал, самые чистые части карьерного пласта вырабатывают экскаваторной техникой, грузят и отправляют на подготовительные станции, где подвергают следующей обработке:

1. В воздушных циклонах песок сушится и разделяется по весу;
2. Из крупных фракций отбирают наиболее очищенную часть;
3. Подвергают промывке обратными водами.

После сушки такой песочек предлагают на продажу в мешках в качестве калиброванного и мытого песочника.

К сведению! Для песчаных масс, используемых для строительства особо ответственных объектов, крупнозернистые пески могут подвергать активации химическими реактивами, увеличивающими площадь поверхности песчинок.

Поэтому, если для дома необходим чистый песочек, лучше всего покупать мытый нетарированный материал, который, во-первых, будет дешевле, а во-вторых, будет гарантированно чистым от добавок ПАВ и протравителей.

Секрет мытого песка

Получить качественный песок мытый из карьера технически не представляет особой проблемы, вопрос упирается в стабильность характеристик сырья. Любой песчаный карьер, в котором ведется промышленная добыча песка крупными объемами, как правило, представляет собой наслоения материала с отличающимися характеристиками, что требует регулярной переналадки оборудования и делает очистку дорогостоящей. Мытый речной песочек даже после простой промывки водой обладает минимальным количеством солей, отложившихся на поверхности песчинок.

Даже при наличии остаточной органики от ила и находящихся в речной воде веществ, мытый речной песочек намного лучше слипается с цементными зернами бетона, чем даже химически протравленная морская смесь.

Песчаная масса, добытая из морской воды, считается наименее пригодной к использованию в строительном деле, при обустройстве дорог и даже в ландшафтном дизайне. Кальцитовая природа такого материала приводит к частичному растворению в бетонных смесях, а при длительном взаимодействии с кислыми компонентами сильно теряет в массе.

Заключение

Одной из наиболее интересных разновидностей песчаных масс является термически обработанная песчаная смесь. В таком мытом песочке основная часть песчинок имеет форму вытянутых острых сколов и игл, благодаря чему готовая смесь получает высокую адгезию с практически гладкими бетонными поверхностями. Подобные наполнители широко используются в различных грунтовках глубокого проникновения.

Существует много способов очистить пляжный песок для дизайн-проекта. Просейте камни и другой мусор, а также вымойте органические компоненты и ил. Если вам нужен стерильный песок, попробуйте пропечь его в духовке в течение 45 минут. Чтобы удалить соль, необходимо кипятить песок в воде, а затем процедить его через фильтр для кофе. Чтобы не занести песок в дом после поездки на пляж, ополосните все игрушки и другие предметы, перед тем как класть их в автомобиль. Насыпанная на салфетку детская присыпка отлично подойдет в качестве средства для удаления песка. Если все перечисленные способы не помогают, используйте пылесос, чтобы избавиться от песка в доме или в салоне автомобиля.

Шаги

Готовим пляжный песок для дизайн-проекта

Возьмите в два раза больше песка, чем необходимо. Обычно в процессе очистки некоторое его количество теряется. Возьмите с пляжа в два раза больше песка, чем нужно для проекта. Теперь вам точно хватит материала и не придется беспокоиться о том, что он закончится в самый неподходящий момент.

Просейте песок, чтобы избавиться от камней и остального мусора. Используйте старый дуршлаг или сито, чтобы просеять песок от камней и постороннего сора. Также можно собственноручно изготовить фильтр из тюля и емкости. Зафиксируйте тюль на верхней части контейнера с помощью резинки, а затем просейте песок через ткань прямо в емкость.

Избавьтесь от органических остатков и лишнего мусора. В пляжном песке содержится огромное количество раскрошенных ракушек, микроскопических организмов, ила и другого мелкого сора. Наполните половину ведра пресной водой, чтобы вымыть все лишнее. Перемешивайте воду и одновременно постепенно насыпайте в емкость пляжный песок. Продолжайте мешать в течение нескольких минут, после чего медленно слейте жидкость.

• Сливайте воду медленно, чтобы вместе с ней не ушло слишком много песка.
• Повторяйте процесс до тех пор, пока вода не будет абсолютно чистой.

1. Выпекайте песок, чтобы простерилизовать его. Промытый песок можно испечь, чтобы он стал абсолютно чистым. Слейте как можно больше воды и переложите сырье на противень. Разогрейте духовку до 150 °C и выпекайте песок в течение 45 минут, чтобы продезинфицировать его.

   Прокипятите песок, чтобы удалить соль. Насыпьте пляжный песок в большую кастрюлю и добавьте столько воды, чтобы полностью его покрыть. Нагревайте воду до момента закипания, после чего уменьшите огонь или добавьте больше воды, если испарилось слишком много. Варите несколько минут, чтобы вся соль растворилась, а затем снимите кастрюлю с огня и используйте большой дуршлаг для сбора песка.

   • Попробуйте прикрепить фильтр для кофе на горлышко большой банки с помощью резинки. Фильтр для кофе поможет качественно отделить соленую воду от песка. Действуйте осторожно во время работы с горячей кастрюлей и дайте воде остыть до температуры, безопасной для прикосновения.
   • Сначала удалите всю соль, если хотите смешать песок с краской, иначе она через некоторое время разъест холст или бумагу.

Избавьтесь от песка после поездки на пляж

1. Постелите на сиденья автомобиля и в багажник старые простыни. Необходимо заранее позаботиться о том, чтобы песок не попал в укромные уголки и щели багажника, иначе в дальнейшем придется приложить много усилий, чтобы тщательно очистить автомобиль после поездки на пляж. Прежде чем провести день на песочке, возьмите старые простыни и застелите все поверхности внутри вашего автомобиля.

   • Вернувшись домой, аккуратно снимите простыни с сидений автомобиля и развесьте их на солнце, а когда простыни высохнут, вытряхните и выстирайте их.

2. Собираясь уходить с пляжа, смойте налипший на предметы песок. Если на пляже есть душ или краны с пресной водой, вымойте предметы как можно тщательнее, чтобы удалить как можно больше песка, прежде чем класть их в машину. Ополосните под душем ноги, стулья, игрушки и другие испачканные песком предметы. Желательно также принять душ, переодеть пляжные вещи и хранить одежду для купания в полиэтиленовых пакетах.

   Используйте детскую присыпку, чтобы удалить песок с кожи. Если на пляже нет душевых или у вас попросту нет желания принимать душ, используйте детскую присыпку, чтобы избавиться от песка. Посыпьте ноги, ступни, руки или любые другие запачканные песком участки тела детской присыпкой, а затем протрите эти места полотенцем.

   • Детская присыпка работает лучше всего на влажной коже.

3. Развесьте запачканные песком вещи во дворе, когда вернетесь домой. Несмотря на все ваши усилия, некоторое количество песка все же обязательно попадет к вам в дом. Постарайтесь не заносить внутрь пляжные полотенца, сумки и другие предметы, особенно если они все еще влажные. Вместо этого сушите принадлежности снаружи, а после этого вытряхните песок.

Промывка песка от глины и примесей

Разделы статьи:

Промывка песка от глины, камней и примесей может пригодиться в различных случаях, а не только для строительных целей. Нередко песок моют в аквариумы и террариумы, очищая его тем самым от мелких частиц мусора и грязи.

Как бы там ни было, но перед тем как очистить песок, следует знать способы выполнения данной работы, тем более что в домашних условиях сделать это без специального оборудования можно несколькими способами.

В домашних условиях промыть песок в больших количествах не выйдет. Однако для строительных целей, скажем для выполнения штукатурки, очистить песок от глины всё-таки можно. Для этих целей подойдёт, например сетка от старой кровати или покупная металлическая сетка с маленькими ячейками.

Перед тем как очистить песок от глины и мусора данным способом, придётся сбить сначала основание из деревянных брусков, на которое потом нужно будет зафиксировать гвоздями или саморезами металлическую сетку. Далее, установив самодельное приспособление для промывки песка на пару шлакоблоков, под небольшим углом, можно приступать к просеиванию песка.

Вся процедура выполняется за пару этапов. Сначала песок просеивается через металлическую сетку, тем самым, очищаясь от крупного мусора, камней и слежавшихся комком глины. Таким образом, он станет мелким и без содержания крупного мусора, что самым положительным образом повлияет на для штукатурки.

Однако этого часто недостаточно, например, в аквариуме, следует использовать только чистый и крупный песок. Поэтому без знаний о том, как выполняется промывка песка, в таком случае, просто не обойтись.

Промыть песок от глины можно в небольшом корытце, используя для этих целей обычную воду из под крана. Сначала песок насыпается в ёмкость, после чего вся масса заливается поверх водой.

Для выполнения следующего этапа промывки песка в домашних условиях, понадобится штыковая лопата, но лучше всё-таки использовать тяпку. Именно тяпкой песок очень тщательно перемешивается в воде, отделяясь тем самым от различных примесей и глины.

Теперь осталось слить мутную воду и отделить «зерна от плевел». Для этого корыто аккуратно наклоняется, чтобы вода смогла беспрепятственно покинуть посудину. Но это ещё не всё.

Как правило, одной операции по промывке песка водой будет недостаточно и процедуру придётся повторить несколько раз до тех пор, пока песок не станет полностью чистым и нужной зернистости для использования.

Промывка песка, щебня и водооборот. Обзор решений

Одной из важных технологических операций при первичном обогащении руд и россыпей благородных металлов или переработке грунтов в строительные материалы является промывка, в подавляющем большинстве реализаций совмещенная с сортировкой. И если для обогащения действительно важно не пропустить ничего, обработав весь объем материала, что высокоэффективно и высокопроизводительно решается промывкой в барабанных грохотах (скруббер-бутарах), то для задач получения будущих строительных материалов проще избавиться от бесполезных глины, земли и других включений на самом раннем этапе, так сказать не дожидаясь стадии глубокой переработки. Последнее достижимо при переработке изверженных пород буровзрывным методом, когда всё нам не нужное сосредотачивается в карьерной мелочи, а тогда вполне достаточно отсеять мелочь сразу после питателя и на дробление отправлять материал крупнее 40 мм, например, а мелочь в отвал или на рекультивацию. Но есть ряд ситуаций, когда промывка остается необходимой или желательной (ведь ничто в нашей стране не является безусловно необходимым):

• высокое содержание глины в исходной породе,
• порода относительно непрочная и сопровождается глиной (известняки, доломиты),
• осуществляется переработка ПГС (песчано-гравийной смеси) или ГПС (гравийно-песчаной смеси),
• есть желание иметь высококачественный песок и мытый щебень.

В этих случаях мы должны пойти по существенно более сложному пути, чем просто отсеивание мелочи, в которой действительно сосредоточены нежелательные включения, засоряющие наш будущий готовый продукт (особенно песок) и просто портящие свойства щебня (замазывание поверхности) или технологического оборудования (замазывание сеток), что в конечном счете заканчивается порчей продуктов дробления и сортировки, а именно: промывке материала.

Промывка может организовываться следующими путями:

Промывка песка и щебня в барабанном грохоте (скруббер-бутаре, троммеле)

Скруббер-бутара - это крайне простой механизм, представляющий собой барабан (троммель) с глухой частью обечайки со стороны входа и лопастями внутри и перфорированной частью со стороны выхода. Барабан вращается, в него подается материал и вода, лопасти увлекают материал и перемешивают его, одновременно материал орошается промывочной водой. Взаимное трение материала в потоке воды приводит к эффективному отделению грязи, глины, земли, растительных и других мелких включений с поверхности кускового материала. Попадая далее в перфорированную часть барабана, кусковой материал, не проходящий через отверстия, отделяется от воды и всей мелочи 0-10 мм, которая уходит в слив. Крупный же материал выгружается для дальнейшей переработки. Есть модификации барабанов, в которых на выходе есть секция с душем, еще более повышающим качество очистки поверхности кускового материала.

загрузка материала большой крупности (до 150 мм, а возможно и крупнее);
высокая степень очистки поверхности за счет трения и орошения;
практически отсутствует самоизмельчение кускового материала, то есть нет влияния на гранулометрию полезного материала;
высокая производительность по твердому (до 300 м3/ч при размере барабана: диаметр 3 м, длина 10,5 м; мощность приводов для вращения около 90 кВт);
материал разделяется на крупный, средний (при двойном перфорированном барабане) и мелочь (слив, 0-10 мм).

большие габариты установки (при том, что для оборудования с высокой производительностью и эффективностью и при большой крупности питания оборудование можно назвать компактным, но при составлении технологической цепочки и для уменьшения транспортирующего оборудования скруббер-бутара помещается на большую высоту, требующую длинного конвейера для загрузки исходного и мощную раму);
размер отверстий перфорированной части барабана задан при изготовлении;
очень большое потребление воды (до 1000 м3/ч для максимальной производительности) - 3-3,5 части жидкости на 1 часть твердого;
требуется последующее обезвоживание отмытого материала и слива.

Крупный материал с частью воды чаще всего идет на грохочение, в ходе которого материал делится на разные фракции. Самая мелкая фракция аккумулирует оставшуюся воду и представляет собой пульпу, подлежащую обезвоживанию также как и слив с барабанного грохота. Эффективная граница разделения барабанного грохота на слив и крупный: 5-10 мм.

Промывка песка и щебня в корытной мойке

Корытная мойка представляет собой, как не трудно догадаться, резервуар (корыто) с одним или двумя валами с лопастями. Резервуар всегда заполнен водой, а перемешивающие лопасти эффективно очищают поверхность материала.

загрузка материала средней крупности (5-60 мм, максимально до 100 мм);
работа с любым содержанием глины или других загрязняющих включений;
высокая степень очистки поверхности за счет прямого воздействия и взаимного трения в воде;
нет самоизмельчения кускового материала, то есть нет влияния на гранулометрию полезного материала.

нет разделения на фракции (только промывка) и даже отделения слива;
низкая производительность по твердому при высокой мощности и сравнимых габаритах с барабанным грохотом (до 100 м3/ч при размере установки: диаметр вала с лопастями 1200 мм (х2), длина до 10,5 м; мощность приводов для вращения около 80 кВт);
большие габариты установки;
большое потребление воды (до 200 м3/ч для максимальной производительности) - 2 части жидкости на 1 часть твердого;
требуется последующее обезвоживание отмытого материала.

Материал подается преимущественно как влажный или сухой сыпучий после грохота, а выгружается с водой и требует обезвоживания и разделения на фракции, как минимум для удаления отмытых включений, как следствие нет эффективной границы разделения на слив и крупный.

Промывка пескаи щебня в комплексе грохот с орошением

Грохот с орошением не имеет принципиального отличия по конструкции в сравнении с обычным грохотом, но фактически промывочный грохот требует более качественного изготовления, применение сталей с защитой от коррозии (нержавеющая или специальные покрытия). Орошение создается при помощи установленной над грохотом системы форсунок, через которые на верхнее сито и материал на нем подается вода.

высокая крупность питания (до 250 мм);
эффективное разделение на заданные фракции, определяемые сменными сетками;
достаточно качественная промывка от пылевидных и глинистых включений;
относительно небольшие габариты при высокой производительности по твердому (до 300 м3/ч при размере установки (ДхШхВ) 8х3,5х5 м, мощность привода около 30 кВт);
разумное потребление воды (до 300-450 м3/ч при максимальной производительности) - 1-1,5 части воды на 1 часть твердого

качественная отмывка только для небольшого содержания глинистых включений и пыли для дробленного материала;
требуется последующая отмывка и обезвоживание песка.

Эффективная крупность разделения на слив и крупный зависит от установленной нижней сетки и находится в пределах: 2-8 мм.

Промывка на спиральном классификаторе (или дегидратационном колесе)

Спиральный классификатор представляет собой наклонное корыто со шнеком, который поднимает материал из нижней части корыта, куда он загружается, в верхнюю часть, которая находится выше уровня воды, обеспечивая одновременное отделение мелких частиц и воды, уходящих в слив, от крупных частиц. Применяется только для песков. Есть модели спиральных классификаторов (именуемые колесными дегидраторами), у которых в горизонтальном корыте помимо шнека или спирали небольшого диаметра может быть еще большая спираль, улучшающая движение материала, и колесо на выходе, работающее по типу драги с перфорированными ковшами, вынимающими песок из воды и выгружающими его в сторону (на конвейер), что существенно улучшает дегидратацию - обезвоживание.

высокая производительность по твердому при габаритах сравнимых с бутарой (до 400 м3/ч при размерах установки (ДхШхВ) 15х6,7х4,5 м, мощность привода около 22 кВт);
отсутствует потребление воды (вода поступает с песком (в виде слива с грохота, например), поддерживается на требуемом уровне, но дополнительной подачи не требуется);
обладает функцией обезвоживания (дегидратации);
качественная очистка песка от глинистых и иных мелких включений.

подходит только для песков (до 8-10 мм);
небольшая производительность по сливу (и по принимаемой с песком воде, соответственно - до 55 м3/ч).

Эффективная граница разделения на слив и песок около 0,16-0,8 мм. Спиральный классификатор в нашей стране как правило используется после промывочного грохота для очистки песка и его обезвоживания.

Сравнивая описанные выше пути организации промывки становится понятным, что в подавляющем большинстве задач невозможно обойтись одной единицей оборудования из перечисленных. Если мы имеем только песок, который хотим очистить, то нам действительно хватит только спирального классификатора, а вот если у нас ПГС с небольшим количеством глины и средней необходимой производительностью, или мы просто хотим иметь мытый щебень после его дробления (когда поверхность будет покрываться пылью от дробления), то мы скорее организуем промывку так: сначала тяжелый грохот для отделения валунов (не нужен после дробилки), затем промывочный грохот для разделения на фракции, затем спиральный классификатор для промывки и обезвоживания песка. Если же содержание глины будет побольше, и на грохоте не будет происходить должной очистки гравия, то фракции гравия с промывочного грохота надо подать в корытную мойку, а после нее снова разделить на меньшем промывочном грохоте на слив с мелочью, который пойдет в тот же спиральный классификатор, и на гравий, который пойдет в конус. И наконец при высоком содержании глины, схема должна включать: барабанный грохот (скруббер-бутара), промывочный грохот и спиральный классификатор.

Как можно было понять из того, что в недостатках первых трех типов оборудования присутствует необходимость обезвоживания материала, а у спирального классификатора стоит достоинством то, что он эту функцию имеет, и используется в вышеописанных вариантах схем абсолютно везде, важной операцией при промывке материала является обработка слива с песком. С ним что-то нужно сделать. По экологическим нормам, да и вообще по здравому смыслу, которые часто идут в разрез с экономической состоятельностью, брать воду из водоема (или реки) и сбрасывать назад слив как есть мы не можем или не имеем права и тому подобное. Помочь нам в обработке слива и выделению из него песка (хотя может быть это и не нужно по первичным задачам) могут следующие схемы:

• дегидратационное колесо (спиральный классификатор) с последующей отправкой слива на очистку;
• установка дегидратации песка на базе гидроциклона и обезвоживающего грохота с последующей отправкой слива на очистку.

О работе и показателях дегидратационного колеса можно посмотреть выше в описании его как средства промывки под названием спиральный классификатор.

Установка дегидратации песка на базе гидроциклона и обезвоживающего грохота

Установка работает по частично замкнутому циклическому принципу, и представляет собой модульную конструкцию. Основа ее резервуар, в который поступает исходная смесь песка, включений и воды, и уровень в резервуаре поддерживается в определенном диапазоне. Фактически резервуар нужен для обеспечения определенной концентрации смеси, которую центробежный насос способен поднять в гидроциклон. В гидроциклоне (или в сдвоенном гидроциклоне) за счет центробежных сил происходит отсадка почти до 100% частиц крупнее 100 мкм и 50-80% частиц крупнее 60-80 мкм, которые в виде высококонцентрированной смеси выгружаются из циклона на обезвоживающий (дегидратационный) грохот, располагающийся под гидроциклоном. Более мелкие частицы (в которых и должны содержаться все глинистые частицы и другие включения) в зависимости от тонких настроек частично попадают в крупный материал (то есть идут на грохот), частично (преимущественно) уносятся с основным объемом воды из гидроциклона в систему, разделяющую поток (автоматическая регулировка клапаном) на возвращаемый в резервуар и на слив, который отправляется в систему очистки воды. Обезвоживающий грохот представляет собой полиуретановое сито с редкими отверстиями (обычно 0,3-1,5 мм), через которые эффективно уходит и сливается в резервуар вода, а частицы песка сползают к течке и выгружаются на конвейер.

Рассмотрим эту установку в сравнении со спиральным классификатором (дегидратационным колесом):

выполняет роль промывочного оборудования для песка (до 8-10 мм);
сравнимая производительность по твердому при аналогичной или даже меньшей занимаемой площади;
очень высокая производительность по сливу (и по принимаемой с песком воде, до 750 м3/ч);
возможность регулирования крупности мытого песка в более низких границах;
слив имеет лучшую степень очистки от крупных частиц.

меньшая максимальная производительность по твердому и большие энергозатраты (до 200 м3/ч, при габаритах (ДхШхВ) 2,2х5,7х7,5 м, мощность привода насоса и вибраторов на грохоте около 96 кВт);
сложность устройства.

По поводу обезвоживания можно также сделать выводы о том, в каких случаях используется тот или иной путь. При работе с небольшим объемом воды (промывочный грохот, например) достаточно будет спирального классификатора. Но если объем воды велик (высокопроизводительный промывочный барабан и грохот за ним), то предпочтительна установка с гидроциклоном и обезвоживающим грохотом, так как имеющиеся спиральные классификаторы не смогут принять требуемый объем воды без снижения качества работы, которое проявляется в уносе с большим объемом воды, превышающим нормативный расход для спирального классификатора, более крупных частиц, что делает слив существенно более засоренным, а песок на выходе обедненным (зато с большим модулем крупности), то есть эффективная граница разделения спирального классификатора повышается до 0,3-0,5 мм. Еще один момент может также влиять на выбор типа обезвоживателя: качество получаемого песка и допустимые потери мелких фракций песка. Имеется в виду, что спиральный классификатор является “грубым” инструментом при работе с мелкими фракциям песка (эффективная граница разделения 0,16-0,25 мм). Это означает, что из всей массы смеси песка различных крупностей и глинистых частиц в песок как готовый продукт пойдут до 100% частиц крупнее 0,16 мм-0,25 мм, и малая часть частиц 0,1-0,16 мм, глинистые частицы и песок фракции 0-0,16 мм уйдут с водой. Для наших текущих требований к потребляемым пескам - это терпимо и даже нормально. Установку дегидратации на базе гидроциклона можно назвать “тонким” инструментом, так как в слив уйдут глинистые частицы и небольшая часть тонких фракций песка 0,08-0,1 мм, то есть потери тонких фракций песка минимизированы. Такие тонкие фракции песка необходимы при производстве ответственных высокопрочных бетонных изделий, но у нас в силу крайне низкого потребления таких бетонов и спрос на такой песок соответствует.

Водооборот

Вода, идущая с самой тонкой фракцией на слив, подлежит очистке и возвращению в оборот (рециклинг). Рециклинг воды может быть организован так:

• бассейн (пруд-отстойник) для отстоя осадка из воды,
• установка осветления (сгущения).

Оба способа используют принцип осаждения частиц, находящихся во взвешенном состоянии в сливе, под действием силы тяжести (отстоя). Чем мельче частицы, тем хуже они оседают, а у нас глинистые частицы сосредоточены во фракции 0-0,1 мм, поэтому процесс идет крайне медленно, и для больших объемов воды требуются большие площади.

Бассейн (пруд-отстойник)

Бассейн (пруд-отстойник) заполняется осадком до предельной глубины, а потом его надо чистить. Для чего либо работа останавливается на время чистки (например, зимний или весенний период), либо для этого делается рядом второй бассейн, который начинают активно эксплуатировать, а первый осушается (вода перекачивается в новый, например), потом он должен еще высохнуть, и далее накопленный новый “грунт” дна снимается. Рядом с отстойником может также устраиваться водоем для осветленной воды, из которого вода подается на установки промывки. Объем бассейнов учитывает то, что осаждение только под действием силы тяжести занимает несколько суток.

Установка осветления

Установка обычно представляет собой главный резервуар, в который подается слив, и автоматической системой добавляется флокулянт (химический реагент, существенно усиливающий рост рыхлых хлопьев (флоккул) из частиц распределенных в объеме резервуара и приходящих со сливом). Образующиеся флоккулы имеют достаточно большой размер, чтобы осаждаться быстро. Таким образом верхний слой воды в резервуаре достаточно чист и сливается в соседний резервуар, обычно меньший по размеру, из которого вода снова подается на установки промывки. Ротор вблизи дна резервуара (может подниматься на поверхность) активно перемешивает осадок, который через грязевой насос удаляется из резервуара. Установка осветления, перерабатывающая до 1500 м3/ч слива, имеет площадь около 230 м2 (диаметр 17 м, высота 4 м, объем 920 м3) и установленную мощность 6 кВт. Для сравнения пруд-отстойник с пятисуточным запасом для переработки 400 м3/ч слива (и подачи такого же объема на промывку) должен иметь объем около 26 тыс. м3 и водоем очищенной воды также с пятидневным запасом около 31 тыс. м3, что при той же средней глубине 4 м соответствует площадям 6500 и 7750 м2.

Ко всему перечисленному оборудованию вне зависимости от выбранной схемы нужно еще добавить насосную станцию для подачи воды из водоема на промывку, которая должна состоять из мощного насоса и желательно резервного насоса и блока автоматического управления ими, вспомогательных насосов (по заливу или вакуум-насосов для устранения воздушной пробки). На упомянутые 400 м3/ч и достаточный напор для транспортировки и подъема воды на необходимую высоту требуется насос мощностью 110 кВт.

И наконец, если с вывозимым “грунтом” при чистке бассейна в общих чертах понятно что делать, то еще надо что-то сделать с грязью, удаляемой из установки осветления в непрерывном режиме. Для нее можно приспособить свой относительно небольшой “пруд”, в котором она будет накапливаться и высыхать, либо закончить цепочку экологически правильным путем: установкой пресс-фильтра. Подавая в него нашу “грязь”, на выходе мы будем иметь очень тонкий и обогащенный глинистыми включениями порошок.

В заключении хотелось бы еще отметить, что работа с водой возможна только при положительной температуре, а это значит, что в наших климатических условиях построение дробильно-сортировочной установки под открытым небом влечет за собой сезонный принцип работы или изменение технологии на холодный период, либо требует использования легких строительных конструкций с наличием отопления для круглогодичной работы. Как мы все понимаем, всё это крайне удорожает производство конечного продукта.

http://sgm-eng.ru

Изобретение относится к технологии производства нерудных строительных материалов из песчано-гравийных пород с содержанием большого количества трудноразмываемой комовой глины. В способе выборки и очистки гравия и песка промывку соответствующего потока осуществляют во вращающемся барабане, подачу смеси в который осуществляют по спиральным траекториям в каскадном режиме перемешивания, с помощью напорных струй воды, направляемых на перемешивающийся во вращающемся барабане очищаемый поток гравия или песка, при этом подачу струй воды осуществляют через патрубки, установленные соосно вдоль оси вращения барабана и соединенные между собой с возможностью относительного соосного углового смещения, водяные сопла которых расположены в ряд, причем вымытые частицы и расшламованные, а также растертые куски глины удаляют через расположенные по длине барабана окна с калиброванными ситами, выгрузку очищенного гравия или песка осуществляют через устройство для выгрузки, расположенное на верхнем конце барабана и выполненное в виде неподвижно связанной с рамой колосниковой решетчатой насадки из металлических прутьев, свернутых в кольца и охватывающих верхний конец барабана, а также установленных с зазором вдоль оси последнего, причем спирали барабана выполняют выходящими за пределы последнего со стороны выгрузки и вращающимися в решетчатой насадке устройства выгрузки. Технический результат - повышение эффективности выборки глины и очистки гравия и песка, получение высококачественного гравия и песка, а также снижение затрат энергии на технологические операции. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.

Рисунки к патенту РФ 2279317

Изобретение относится к технологии производства нерудных строительных материалов из песчано-гравийных пород с содержанием большого количества трудноразмываемой комовой глины.

Известен способ выработки глины и очистки гравия и песка, заключающийся в дроблении и грохочении исходной породы с получением песчано-гравийной смеси, выборки комовой глины сухим способом за счет использования разной упругости зерен песчано-гравийной смеси и комовой глины и различия в траекториях их разлета при ударе о билы вращающегося ротора, разделении песчано-гравийной смеси на два потока, отличающийся тем, что песчано-гравийную смесь направляют на вращающиеся с критической скоростью барабаны, в которых потоку песка и гравия обеспечивают «водопадный» режим перемещения с вибрационными колебаниями по круговой траектории и его подвергают размыву режущим воздействием напорных быстровращающихся струй воды в форме «ерша», при этом песчано-глинистую пульпу отделяют от потока очищенного гравия для дальнейшей очистки песка и его сортировки .

Недостатком известного способа выборки глины и очистки гравия и песка является значительная энергоемкость процесса, связанная с созданием критических режимов вращения сортировочно-моечных барабанов, обеспечивающих «водопадный» режим перемещения песчано-гравийной смеси в сочетании с ее вибрационными колебаниями, а также с затратами энергии на создание значительного давления в режущих струях воды в сочетании с их вращением вокруг оси сортировочно-моечных барабанов. Инерционное сухое удаление комовой глины на этапе получения из исходной породы песчано-гравийной смеси также достаточно энергоемкий технологический процесс.

Наиболее близким по технологической сути к предлагаемому является способ выборки и очистки гравия и песка, включающий грохочение, разделение смеси на два предварительно очищенных от глинистых частиц потока, разделенную подачу каждого потока гравия и потока песка на промывку, транспортировку очищенного гравия и песка на склады (в отвал) и шлама в отстойник .

Недостаток известного способа выборки глины и очистки гравия и песка заключается в неэффективности размыва комков глины и разделения налипших частиц от гравия и песка произвольно ориентированными струями воды водовода, а также в значительной энергоемкости процесса очистки смеси от частиц налипшей глины и ее кусков при создании высоких давлений в водоводе.

Низкое качество очистки обусловлено выносом шлама воды и глины противотоком вдоль всей длины барабана из-за отсутствия дополнительного отвода шлама по всей длине барабана, из-за чего для получения качественной очистки гравия и песка требуется точная наладка режима работы установок, реализующих известный способ: находится сочетание расхода воды с частотой вращения барабана, с углом его наклона, диаметром барабана, шагом и высотой реборд его спиральной внутренней навивки как для гравия, так и песка.

Технический результат по предлагаемому способу выборки глины и очистки гравия и песка, включающему грохочение, разделение смеси на два предварительно очищенных от глинистых частиц потока, раздельную подачу каждого потока гравия и потока песка на промывку, выгрузку и транспортировку очищенного гравия и песка в отвал и шлама в отстойники, достигается тем, что промывку соответствующего потока осуществляют во вращающемся барабане, подачу смеси в который осуществляют по спиральным траекториям в каскадном режиме перемешивания, с помощью напорных струй воды, направляемых на перемешивающийся во вращающемся барабане очищаемый поток гравия или песка, при этом подачу струй воды осуществляют через патрубки, установленные соосно вдоль оси вращения барабана и соединенные между собой с возможностью относительного соосного углового смещения, водяные сопла которых расположены в ряд, причем вымытые частицы и расшламованные, а также растертые куски глины удаляют через расположенные по длине барабана окна с калиброванными ситами, выгрузку очищенного гравия или песка осуществляют через устройство для выгрузки, расположенное на верхнем конце барабана и выполненное в виде неподвижно связанной с рамой колосниковой решетчатой насадки из металлических прутьев, свернутых в кольца и охватывающих верхний конец барабана, а также установленных с зазором вдоль оси последнего, причем спирали барабана выполняют выходящими за пределы последнего со стороны выгрузки и вращающимися в решетчатой насадке устройства выгрузки.

Технический результат в получении высококачественного гравия и песка, употребляемых в качестве строительного материала, достигается за счет низких затрат энергии на технологические операции по их очистке от налипших частиц и комков глины. Так, не требуется создавать критические скорости вращения барабанов для очистки потока песка и потока гравия в режиме каскадного перемешивания и возможно использовать барабаны большого диаметра для наибольшей производительности процесса очистки и получения качественного гравия и песка. Качество очистки в этих режимах вращения барабана и подачи исходного материала по спирали вдоль оси барабана при получении максимальной производительности достигается за счет резания и размывки кусков и отмывки частиц глины направленными струями воды на козырек каскада перемещающегося в барабане материала. При этом не требуются и большие затраты на создание высокого напора этих струй за счет избирательной их направленности, когда глинистые частицы и комки вскрываются из смеси навстречу водным струям на козырьке каскада. При очистке песчано-гравийных смесей известными методами это избирательное вымывание глины отсутствует, а производится менее эффективное поверхностное орошение каскада смеси с вымыванием глины. Еще больший эффект очистки песка и гравия во вращающемся барабане происходит за счет устранения грязной воды с отмытой глиной сразу через сита в окнах барабана по мере ее спуска сверху-вниз противотоком вдоль полости барабана, тем самым снижается степень загрязненности смеси по длине барабана и достигается полная очистка ее на выходе.

Известно устройство сортировочно-моечной установки С - 213 для промывки гравия от примесей глины, содержащее привод и основной вращающийся барабан с моечной секцией и двумя сортировочными секциями, и сортировочный барабан, охватывающий среднюю часть основного барабана, установленные на раме с возможностью регулирования угла наклона к линии горизонта, отличающееся тем, что сортировочный барабан выполнен с калибровочными отверстиями, а моечная секция снабжена полками для захвата гравия, кольцеобразными перегородками - порогами и водоводом с патрубком, установленным вдоль оси секции, с отверстиями, причем основной барабан снабжен бандажом и выполнен вращающимся на опорных катках рамы.

Недостатком известного устройства является низкое качество отмывки гравия от налипших комков и частиц глины, а также невысокая производительность при получении качественно очищенного гравия.

Наиболее близким по технической сути к предлагаемому является устройство для выборки глины и очистки гравия и песка, содержащее электромеханический привод, опорную раму с ведущими и ведомыми катками и вращающийся на них промывочный барабан, установленный с возможностью регулирования скорости вращения и угла наклона к продольной оси рамы, выполненный с плавающими бандажами и внутренними спиралями, обеспечивающими равномерную загрузку и выгрузку песка или гравия, устройства для загрузки и выгрузки песчаной или гравийной смеси, а также патрубок с отверстиями водяных сопел, установленный неподвижно внутри полости барабана и соединенный с напорным водоводом .

Недостатком известного устройства является низкая производительность получения чистого песка или гравия, некачественно отмытого от комков и частиц трудноразмываемой глины, так как присутствует разнонаправленность струй воды в патрубке при самофутеровке барабана промывочным материалом. Загрязненная вода с вымытой глиной, спускаясь по барабану сверху-вниз, существенно загрязняет подаваемый для мытья материал на выходе, не обеспечивая качество мытья или снижая производительность технологического процесса при качественном режиме промывки.

Технический результат по устройству для выборки глины и очистки гравия и песка, содержащему электромеханический привод, опорную раму с ведущими и ведомыми катками и вращающийся на них промывочный барабан, установленный с возможностью регулирования скорости вращения и угла наклона к продольной оси рамы и выполненный с плавающими бандажами и внутренними спиралями, обеспечивающими равномерную загрузку и выгрузку песка или гравия, устройства для загрузки и выгрузки песчаной или гравийной смеси, а также патрубок с отверстиями водяных сопел, установленный неподвижно внутри полости барабана и соединенный с напорным водоводом, достигается тем, что оно снабжено дополнительными патрубками с отверстиями водяных сопел, причем патрубки установлены соосно вдоль оси вращения барабана и соединены между собой с возможность относительного соосного углового смещения, а водяные сопла расположены в ряд, при этом на внутренней полости барабана вдоль оси вращения выполнены окна с калиброванными ситами, а устройство для выгрузки расположено на верхнем конце барабана и выполнено в виде неподвижно связанной с рамой колосниковой решетчатой насадки из металлических прутьев, свернутых в кольца и охватывающих верхний конец барабана, а также установленных с зазором вдоль оси последнего, причем спирали барабана выполнены выходящими за пределы последнего со стороны выгрузки и вращающимися в решетчатой насадке устройства выгрузки.

На фиг.1 представлена схема сортировочно-моечной установки песчано-гравийной смеси, на фиг.2 - конструкция устройства для выборки глины и очистки гравия и песка, на фиг.3 - сечение А-А фиг.2, на фиг.4 - вид Б фиг.2.

Передвижная сортировочно-моечная установка (фиг.1) состоит из бункера-накопителя 1 песчано-гравийной смеси, регулируемой заслонки 2 подачи смеси, пластинчатого питателя 3 с транспортером 4 равномерной подачи смеси на моечно-сортировочный ситовой инерционный грохот 5 с лотками 6 и 7 соответственно подачи гравийной и песчаной смеси с неотмытыми комками и частицами трудноразмываемой глины в моечные барабаны 8 и 9, транспортеры 10, 11 выгрузки очищенного гравия и песка в отвалы, электромеханические приводы 12 с пультом управления и насосную станцию (не показана) с напорным водоводом 13, лотки 14 и 15 для отвода шлама в отстойник.

Устройство для выборки глины и очистки гравия и песка (фиг.2) состоит из вращающегося барабана 8 и 9, установленного на опорной раме 17 с возможностью регулирования угла наклона оси своего вращения относительно продольной оси рамы с помощью винтовых домкратов 18. Опорная рама 17 оснащена ведущими 19 и ведомыми 20 катками, взаимодействующими с плавающими бандажами 21 барабана с возможностью регулирования скорости вращения последнего. Барабан 8, 9 с нижнего конца снабжен устройством 22 загрузки гравийной или песчаной смеси и на верхнем конце оснащен устройством 23 выгрузки очищенного гравия или песка, а также лотком 15 для удаления глинистого шлама в отстойники. При этом на внутренней поверхности барабана выполнены спирали 24, обеспечивающие равномерное перемещение смеси, загрузку и выгрузку гравия или песка, а также технологические окна с встроенными калибровочными ситами 25. Во внутренней полости барабана 8, 9 соосно установлены патрубки 26 с однонаправленным рядом отверстий 27 водяных сопел, связанные между собой и напорным водоводом 28 с возможностью относительного соосного смещения. Устройство 23 выгрузки (фиг.2, 3) неподвижно связано с рамой 17 и выполнено в виде решетчатой насадки, охватывающий верхний конец барабана, из металлических прутьев 29, свернутых в кольца и установленных с зазором вдоль оси вращения барабана, а спирали 24 барабана выходят за пределы последнего и выполнены вращающимися в решетчатой насадке устройства выгрузки. Электромеханический привод 12 и насосная станция (не показана) обеспечивают нормальный режим работы передвижной сортировочно-моечной установки.

Способ выборки глины и очистки гравия и песка в предлагаемом устройстве реализуется следующим образом. Просеянная от валунов песчано-гравийная смесь из кузова самосвала поступает через решетку в бункер-накопитель 1 и дозируемая с помощью регулируемой заслонки 2 подается пластинчатым питателем 3 на ленточный транспортер 4 и далее на сито инерционного грохота 5, где подвергается интенсивной предварительной промывке от глинистых частиц и грязи, просеивается и после разделения на песчаную и гравийную смеси в два потока поступает по соответствующим лоткам 6 и 7 гравийная и песчаная смесь в загрузочные устройства моечных барабанов 8 и 9, вращающихся на бандажах 21 с заданной частотой с помощью электромеханического привода 12 на опорных ведущих 19 и ведомых катках 20 под углом к горизонтальной продольной оси рамы 17, выставляемым винтовыми домкратами 18. Спирали 24 на внутренней поверхности барабана 8, 9 обеспечивают равномерную загрузку, транспортировку, мойку и выгрузку чистого гравия и песка на ленточные транспортеры 10 и 11 в отвалы. При этом отмытые частицы и комки глины с водой самотеком поступают из загрузочного окна барабанов 8, 9 в лотки 14 и 15 и удаляются в виде шлама в отстойники 16. Транспортируемая противотоком смесь гравия и песка в барабанах 8 и 9 перемешивается в каскадном режиме и подвергается интенсивной резке и мойке струями воды, поступающими из насосной станции по водоводу в патрубки 26, соединенные между собой с возможностью относительного соосного углового смещения, в ряды отверстий 27 водяных сопел, направленными на верхней гребень козырька каскада перемешиваемой смеси. При этом открывающиеся из смеси частицы и комья глины интенсивно вышламываются и с водой самотеком направляются вдоль барабана к лоткам 15, причем по мере движения вдоль барабана глинистые частицы с водой и более мелкие частицы песка удаляются дополнительно через калиброванные сита 25 в окнах барабана, очищаемые струями воды из отверстий 27 водных сопел. Вымытый гравий и песок из барабанов 8 и 9 выносится спиралями 24 в устройство выгрузки 23 и просеивается через металлические прутья 29.

Предлагаемый способ и устройство позволяют легко подобрать режим качественной промывки гравийной и песчаной смеси при их каскадном перемешивании во вращающихся моечных барабанах. При этом появляется возможность использования максимально больших наиболее производительных диаметров барабанов. При высокой производительности качество выборки глины и очистки гравия и песка обеспечивается направленным потоком ряда струй воды (при незначительных затратах энергии насосной станции), ударяющим и режущим козырек каскада перемешивающейся смеси, на верхнем гребне которого вскрываются комки и частицы глины. Технологические окна с калибровочными ситами вдоль оси барабана позволяют сразу выносить глину из барабана, снижая степень загрязненности смеси на выходе в барабан и позволяя усилить процесс интенсивного удаления глины. Опытный образец передвижной сортировочно-моечной установки создан и успешно работает в г.Торжке, при этом высокая производительность устройства для выработки глины из смеси сочетается с высоким качеством очистки гравия и песка мокрым методом в каскадном режиме.

Источники информации, принятые во внимание при составлении заявки

2. Кн. Олюнин В.В. Переработка нерудных строительных материалов. - М.: Недра, - с.189-190, рис.69 (прототип по способу).

3. Л.А.Фейгин. Дробильные, сортировочные и транспортирующие машины. /Учебн. для подг. рабочих на пр-ве / Изд. 3-е, перераб. и доп. - М.: Высшая школа, 1977, - стр.95-96 (аналог по устройству).

4. В.В.Троицкий. Промывка и обесшламливание полезных ископаемых. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Недра, 1988, - стр.86-88 (прототип по устройству).

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Способ выборки и очистки гравия и песка, включающий грохочение, разделение смеси на два предварительно очищенных от глинистых частиц потока, раздельную подачу каждого потока гравия и потока песка на промывку, выгрузку и транспортировку очищенного гравия и песка в отвал и шлама в отстойники, отличающийся тем, что промывку соответствующего потока осуществляют во вращающемся барабане, подачу смеси в который осуществляют по спиральным траекториям в каскадном режиме перемешивания, с помощью напорных струй воды, направляемых на перемешивающийся во вращающемся барабане очищаемый поток гравия или песка, при этом подачу струй воды осуществляют через патрубки, установленные соосно вдоль оси вращения барабана и соединенные между собой с возможностью относительного соосного углового смещения, водяные сопла которых расположены в ряд, причем вымытые частицы и расшламованные, а также растертые, куски глины удаляют через расположенные по длине барабана окна с калиброванными ситами, выгрузку очищенного гравия или песка осуществляют через устройство для выгрузки, расположенное на верхнем конце барабана и выполненное в виде неподвижно связанной с рамой колосниковой решетчатой насадки из металлических прутьев, свернутых в кольца и охватывающих верхний конец барабана, а также установленных с зазором вдоль оси последнего, причем спирали барабана выполняют выходящими за пределы последнего со стороны выгрузки и вращающимися в решетчатой насадке устройства выгрузки.

2. Устройство для выборки глины и очистки гравия и песка, содержащее электромеханический привод, опорную раму с ведущими и ведомыми катками и вращающийся на них промывочный барабан, установленный с возможностью регулирования скорости вращения и угла наклона к продольной оси рамы и выполненный с плавающими бандажами и внутренними спиралями, обеспечивающими равномерную загрузку и выгрузку песка или гравия, устройства для загрузки и выгрузки песчаной или гравийной смеси, а также патрубок с отверстиями водяных сопел, установленный неподвижно внутри полости барабана и соединенный с напорным водоводом, отличающееся тем, что снабжено дополнительными патрубками с отверстиями водяных сопел, причем все патрубки установлены соосно вдоль оси вращения барабана и соединены между собой с возможностью относительного соосного углового смещения, а водяные сопла расположены в ряд, при этом на внутренней поверхности барабана вдоль оси вращения выполнены окна с калиброванными ситами, а устройство для выгрузки расположено на верхнем конце барабана и выполнено в виде неподвижно связанной с рамой колосниковой решетчатой насадки из металлических прутьев, свернутых в кольца и охватывающих верхний конец барабана, а также установленных с зазором вдоль оси последнего, причем спирали барабана выполнены выходящими за пределы последнего со стороны выгрузки и вращающимися в решетчатой насадке устройства выгрузки.