Одним из путей экономии материальных и энергетических ресурсов в производстве мелкозернистых бетонов является использование отходов различных видов производств.
Около 3,0 тысяч карьеров, производящих нерудные материалы, и горно-обогатительных комбинатов разрабатывают месторождения для производства строительных материалов. В то же время в процессе горных работ и при переработке горных пород образуется огромное количество отходов (отсевов дробления). По разным оценкам образуется от 18 до 25 % отсевов от перерабатываемой горной массы, а при получении щебня I и II группы по форме зерен эта цифра может достигать 30–36 % и более в зависимости от структурно-текстурных особенностей пород. Для типовых предприятий со средней мощностью 500 тыс. м3 образуется примерно от 120 до 170 тыс. м3 отсевов в год.
Рост объемов отходов приводит к образованию отвалов, занимающих значительные площади пахотной земли, а также к загрязнению воздушной и водной среды.
При существующих технологиях на операции дробления и измельчения приходится около 50 % всех затрат, в первую очередь, энергетических. Повторное вовлечение отсевов дробления очень перспективно.
Однако применение отсевов щебня в производстве бетонов, по мнению ряда авторов, [1, 2] сдерживается следующими причинами: пластинчатая и игловатая форма зерен; высокое содержание пылевидных частиц (18–25 %).
Для отделения посторонних включений используется сепарация. В настоящее время существуют различные методы сепарации, в том числе магнитная сепарация, акустическая, электростатическая, разделение под действием гравитационных сил, центробежных сил, а также разделение по аэродинамическим свойствам пыли.
Из всех известных методов наиболее перспективным представляется метод аэродинамического разделения, что объясняется тем, что он позволяет разделить пылевидные отходы с достаточной эффективностью, является экономичным и простым в аппаратурном оформлении.
Аэродинамический процесс сепарации характеризуется сложными механическими взаимодействиями между частицами, в связи с чем возникла необходимость экспериментального определения скоростей витания отсевов щебня.