Измельчение – процесс разрушения (дезинтеграции) кусков (частиц) твердого материала для доведения их размера до требуемой крупности (от 5 мм до десятков микрон) или заданной степени раскрытия минералов.
Измельчение известно с древнейших времен. Прототип мельницы в виде песты и ступки из камня известен с древнейших времен (за 8 тыс.лет до н.э.). Ручные мельничные жернова применялись за 3 тыс.лет до н.э., с освоением энергии пара в конце 19 в. измельчение проводили в шаровых мельницах.
Измельчение применяют в горной, металлургической и других отраслях промышленности. В черной и цветной металлургии измельчению подвергается практически весь объем горной массы.
Мельница – это аппарат для измельчения сыпучих материалов. Их применяют при подготовке руды, обогащении полезных ископаемых, в металлургии, теплоэнергетике, химической и других отраслях промышленности.
Наиболее распространенными являются барабанные мельницы. В зависимости от вида дробящей среды мельницы подразделяются на следующие типы:
|
|
1. Шаровые.
2. Стержневые.
3. Мельницы самоизмельчения.
Шаровые мельницы (рис. 4.3) со стальными, чугунными, кремниевыми, фарфоровыми шарами диаметром от 10 до 150 мм применяют для тонкого измельчения (до 40 – 100 мкм) материалов исходной крупностью до 25 – 30 мм сухим и мокрым способом. Для однородности помола используют смесь шаров различного диаметра. Объем заполнений барабана шарами обычно 40 - 50 %.
Исходная руда после мелкого дробления поступает в барабан мельницы через загрузочное отверстие вместе с водой в соотношении Т: Ж = 1: 1.
В процессе работы барабан вращается со скоростью 10 - 15 мин–1, при этом, в результате действия шаров, происходит комбинированное разрушение материала (раздавливание, удар, излом, истирание). Измельчённый материал удаляется из мельницы через разгрузочное отверстие вместе с водой и называется сливом мельницы.
Стержневые мельницы по конструкции аналогичны шаровым мельницам. Отличительной особенностью стержневых мельниц являются мелющие тела, представляющие собой стержни различного диаметра (40 – 125 мм и длиной, соизмеримой с длиной барабана, или короткими цилиндрами (цильпебсами) диаметром до 25 мм и длиной до 40 мм).
По сравнению с шаровыми мельницами стержневые мельницы дают более грубый помол (до 50 – 100 мм). Обычно они устанавливаются на 1-ой стадии измельчения перед окончательным помолом в шаровых мельницах.
Мельницы самоизмельчения (рис. 4.4) применяются для измельчения твёрдых пород. Дробящей средой являются непосредственно куски дробимого материала. Максимальная крупность кусков – до 500 мм.
|
|
Процесс самоизмельчения принципиально не отличается от шарового измельчения. Основное конструктивное отличие мельниц самоизмельчения – наличие высоких лифтеров.
Лифтеры исключают скольжение крупных кусков по футеровке барабана и способствуют их подъему на большую высоту. Барабан с высокими лифтерами работает как элеваторное колесо. С помощью лифтёров, расположенных на торцовых крышках, куски руды поднимаются в верхнюю точку барабана и при падении разрушают находящийся внизу материал, постепенно превращаясь в готовый продукт.
Технология самоизмельчения объединяет в себе среднее и мелкое дробление, а также 1-ю стадию измельчения, что является достоинством этого процесса.
Мельницы самоизмельчения имеют диаметр до 10 – 12 м. Они применяются преимущественно для подготовки к обогащению асбестовых, золотых, урановых, железных и медных руд, предварительного помола цементного клинкера, доменных шлаков и других материалов.