Способы измельчения каменных материалов

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 5

ИЗУЧЕНИЕ УСТРОЙСТВА И ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЦИОНАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ ЩЕКОВОЙ ДРОБИЛКИ

Цели работы: изучить конструкцию и теоретические основы определения параметров щековых дробилок; определить рациональные параметры щековых дробилок.

Теоретические сведения

Способы измельчения каменных материалов

Измельчением называется процесс уменьшения размеров кусков твердых материалов до более мелких. В зависимости от размеров кусков исходного материала (D) и конечного продукта (d) различают два типа измельчения: дробление и размол (порошкование).

Таблица 1 - Характеристика видов и классов измельчения

Вид измельчения	Класс измельчения	D и d, мм
Дробление
крупное
среднее
мелкое		1 - 5
Размол (порошкование)
грубый	1 - 5	0,1 – 0,04
средний	0,1 – 0,04	0,005 – 0,015
тонкий	0,1 – 0,04	0,001 – 0,005
коллоидный	< 0,1	< 0,001

Отношение линейных кусков до измельчения (D) и после него (d) называется степенью измельчения. Можно говорить и об объеме степени измельчения (отношение объема куска до измельчения (D) и после него (d)).

Цель дробления - получение кускового продукта необходимой крупности и гранулометрического, или фракционного, состава, подготовка к помолу. Целью помола является увеличение дисперсности твердого материала, придание ему определенных гранулометрических состава и формы частиц (остроугольные, скатанные, чешуйчатые и т. п.), дезагрегирование.

Измельчение способствует: улучшению однородности смесей; ускорению и повышению глубины протекания химических реакций; повышению интенсивности сочетаемых с ним других технологических процессов (перемешивание, сушка, обжиг, и т. д.); улучшению физико-механических свойств и структуры материалов и изделий (твердые сплавы, бетон, керамика, огнеупоры и т. п.) и т. д.

Основные характеристики процесса: изменение дисперсности; степень измельчения - отношение среднего размера кусков (зерен) исходного материала к среднему размеру кусков (зерен, частиц) измельченного продукта; удельные энергетические затраты (в кВтч на 1 т продукта). Главные характеристики продукта измельчения - гранулометрический состав (в %) и удельная поверхность (в см²/г).

Измельчение может быть сухим (как правило, при грубом и среднем дроблении) и мокрым (часто при мелком дроблении и помоле). Сухое измельчение проводят в воздушной среде или в инертных газах (при переработке окисляющихся, пожаро- и взрывоопасных, а также токсичных материалов). Мокрое измельчение (исходный материал смешивают с жидкостью, преимущественно с водой) применяют при обогащении руд методом флотации, при последовательной обработке измельченного материала в виде суспензии, при повышенной влажности материала и наличии в нем комкающих примесей, при необходимости исключить пылеобразование.

Измельчение может осуществляться периодически либо непрерывно. Периодический процесс применяют при небольших масштабах производства,

т. к. он сравнительно малоэкономичен, сопровождается сильными нагреванием (измельчение происходит в замкнутом объеме) и агрегированием обрабатываемого материала и дает возможность получать продукт только широкого гранулометрического состава, содержащий значительное количество мелких и крупных фракций. Непрерывный процесс осуществляют по двум основным схемам. При работе в открытом цикле, используемом чаще всего для грубого и среднего измельчения, материал проходит через измельчитель только один раз, не возвращаясь в него, и также характеризуется широким гранулометрическим составом.

Наилучшие показатели по качеству продукта, производительности измельчителя и энергетическим затратам достигаются в случае измельчения в замкнутом цикле с непрерывным отбором тонкой фракции. Тонкое дробление (или помол) производят, как правило, в замкнутом цикле. В нем материал с размерами кусков больше допустимого предела многократно возвращается в машину на доизмельчение, а целевая фракция отбирается в результате последовательной классификации с помощью:

1) грохотов при дроблении;

2) гидравлических, либо воздушных сепараторов соответственно при сухом и мокром помоле.

При содержании в исходном материале не менее 30-40% требуемого тонкого продукта измельчение в открытом или замкнутом цикле проводят с предварительной классификацией сырья. При высокой степени измельчения резко возрастает расход энергии. С целью его снижения процесс осуществляют в несколько стадий (обычно в две, реже в три), направляя материал в установленные последовательно дробилки или мельницы для грубого, среднего и тонкого измельчения.

Для измельчения используют различные способы. В промышленных измельчителях чаще всего применяют следующие виды механических воздействий: свободный удар, раздавливание, истирание, а также их комбинации. Выбор усилия зависит от крупности и прочности материала.