Дробление и измельчение полезных ископаемых

Общие сведения

Важнейшей операцией подготовки полезного ископаемого к обогащению или непосредственному использованию является уменьшение крупности.

Когда полезное ископаемое предназначено для непосредственного применения, необходимая крупность его определяется требованиями соответствующей отрасли производства.

Если полезное ископаемое поступает на обогащение, то уменьшение его крупности или разрыхление должно быть осуществлено до такой степени, чтобы зерна минералов были освобождены от взаимного срастания, т. е. было достигнуто необходимое раскрытие зерен. Необходимая крупность полезного ископаемого, подлежащего обогащению, определяется главным образом вкрапленностью ценного минерала в руде и применяемыми методами обогащения.

Уменьшение крупности полезного ископаемого осуществляется дроблением, измельчением, дезинтеграцией.

Дроблением и измельчением называется совокупность операции уменьшения размеров кусков (зерен) полезного ископаемого под действием значительных внешних механических усилий, способных преодолеть силы сцепления частиц горной породы.

Если получаемый при этом продукт имеет крупность более 2- 5 мм, то операция уменьшения крупности называетсядроблением,при получении продукта менее 2-5 мм—измельчением.

Дезинтеграцией называется разрыхление полезного ископаемого, состоящего из слабосвязанных между собой частей. Уменьшение крупности при этом обычно достигается размыванием водой, т. е. под действием небольших внешних механических усилий.

Разрушение горных пород, осуществляемое в процессах дробления и измельчения, производится путем раскалывания, раздавливания, истирания, удара и сочетания этих методов в зависимости от физико-механических свойств дробимого материала и его крупности.

Дробление твердых пород целесообразно вести раздавливанием, мягких и непрочных хрупких пород — раскалыванием и ударом. Измельчение производится главным образом ударом, раздавливанием, и истиранием.

Дробление и измельчение могут проводиться сухим способом и в водной среде.

Процессы дробления и измельчения являются наиболее дорогостоящими в обогащении: они составляют около 40% эксплуатационных расходов и 60% стоимости оборудования обогатительных фабрик. Поэтому в схемах дробления и измельчения должен строго соблюдаться принцип«не дробить ничего лишнего».

Дробление и измельчение осуществляются последовательно в несколько стадий, между которыми производится операция выделения готового по крупности продукта — грохочение или классификация. Иногда между стадиями включаются также операции обогащения.

а) крупное дробление — дробление материала крупностью 1500-300 мм до крупности 350-100 мм-

б) среднее дробление — дробление материала крупностью 350-100 мм до крупности 50-20 мм\

в) мелкое дробление — дробление материала крупностью от 50-30 мм до крупности 6-3 мм.

Машины, предназначенные для дробления, называютсядробилками, машины для измельчения — мельницами.

Машины для дробления

Машины для дробления можно классифицировать:

1. по крупности поступающего материала(дробилки для крупного, среднего и мелкого дробления);

2. по характеру дробимого материала(дробилки для прочных горных пород, для мягкого и хрупкого материала);

3. по конструктивным элементам машин(щековые, конусные, валковые дробилки, дробилки ударного действия и др.).

Дата добавления: 2015-01-29 ; просмотров: 1729 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

источник

Дробление (и измельчение) – процессы уменьшения размеров кусков (зерен) полезных ископаемых путем разрушения их действием внешних сил. Принципиально процессы дробления и измельчения не различаются между собой. Условно считают, что при дроблении получают продукты преимущественно крупнее 5 мм, а при измельчении  мельче 5 мм. Для дробления применяют дробилки, а для измельчения – мельницы.

Крупность зерен, до которой надо дробить или измельчать исходный материал перед обогащением, определяется размером вкрапленности полезных минералов и процессом, принятым для обогащения данного ископаемого. Необходимая крупность устанавливается опытным путем при исследованиях обогатимости каждого полезного ископаемого.

Способы дробления различаются видом воздействия разрушающей силы на куски дробимого материала. Известны четыре основных способа разрушения материалов: раздавливание, раскалывание, истирание и удар (рис. 1.1).

Процесс дробления характеризуют степенью дробления i, которая показывает, во сколько раз уменьшается размер куска при дроблении:

i = ,

где D и d  максимальный размер куска соответственно до и после дробления.

На обогатительных фабриках дробление и измельчение полезных ископаемых перед обогащением производят с высокой степенью сокращения крупности. Например, перед флотационным обогащением полезное ископаемое иногда измельчают до крупности менее 0,1 мм. Если при этом руда поступает из карьеров, то размер максимальных кусков в исходном материале может доходить до 1500 мм. Тогда степень измельчения i = 1500/0,1 = 15000.

Получение таких высоких степеней дробления в одной дробильной машине практически невозможно. Вследствие конструктивных особенностей машины для дробления и измельчения эффективно работают только при ограниченных степенях измельчения, поэтому рациональнее дробить и измельчать материал от исходной крупности до требуемого размера в нескольких последовательно работающих дробильных и измельчающих машинах. В каждой из таких машин будет осуществлена лишь часть общего процесса дробления или измельчения, называемая стадией дробления или измельчения.

Наиболее часто в практике обогащения руд используется трех стадиальное дробление.

В зависимости от крупности дробимого материала и дробленого продукта стадии дробления имеют особые названия: первая стадия  крупное дробление (материал дробится приблизительно до 300 мм); вторая стадия – среднее дробление (приблизительно до 100 мм); третья стадия – мелкое дробление (приблизительно до 15 мм).

Степень дробления, достигаемая в каждой отдельной стадии, называется частной, а во всех стадиях – общей,

Основными типами применяемых дробящих аппаратов являются щековые, конусные, валковые и молотковые (роторные) дробилки.

Щековые дробилки выпускают двух типов  с простым и сложным качанием щеки. В щековой дробилке с простым качанием щеки (рис. 1.2, 1.4 а) материал раздавливается между двумя щеками, из которых одна неподвижная, а другая подвижная – качающаяся. Подвижная щека шарнирно подвешена на неподвижной оси и попеременно то приближается к неподвижной щеке, то удаляется от нее. При сближении щек находящиеся между ними куски дробимого материала раздавливаются. Качательные движения щеки создаются вращающимся эксцентриковым валом через передаточный механизм (шатун и распорные плиты). Исходный материал поступает в пространство между щеками сверху. Дробленый продукт разгружается снизу при отходе подвижной щеки.

В дробилках со сложным качанием щеки (рис. 1.3., 1.4 б) подвижная щека висит эксцентрично на вращающемся валу, вращение которого сообщает щеке колебательные движения, достаточные для дробления материала. При этом подвижная щека совершает более сложные движения, чем в предыдущем случае, дополнительно к раздавливанию как бы растирая руду.

Щековые дробилки находят применение на обогатительных фабриках, в основном, для крупного и среднего дробления. Степень дробления у них составляет 4-5. Существенным недостатком щековых дробилок является наличие холостого хода, при разгрузке дробленого материала. Поэтому они имеют меньшую удельную производительность по сравнению с конусными. Кроме того, эти дробилки не могут работать «под завалом» и следовательно нуждаются в питателе (пластинчатом).

Вибрационные щековые дробилки являются высокопроизводительными технологическими агрегатами, способными дробить особо прочные материалы. Дробилка характеризуется: ударно-вибрационным воздействием щек, при котором для разрушения материала требуются меньшие усилия, чем в обычных щековых дробилках; высокой частотой ударов щек, обеспечивающих повышенную степень дробления до 10-20 и выше; повышенной производительностью за счет направленного вибрационного воздействия щек на материал; возможностью работы, как при дозированном питании, так и под завалом с полностью заполненной камерой дробления; автоматическим пропуском недробимых тел, размеры которых превышают размер разгрузочной щели без использования предохранительных устройств; простотой конструкции за счет использования самосинхронизирующихся вибровозбудителей; динамической уравновешенностью и мягкой виброизоляцией, что исключает передачу динамических нагрузок на основание и необходимость сооружения массивного фундамента; низкой удельной энерго- и металлоемкостью по сравнению с серийными щековыми дробилками, что позволяет снизить эксплуатационные затраты.

Конусные дробилки выпускаются трех типов: конусные дробилки крупного, среднего, и мелкого дробления.

Название дробилок состоит из трех букв и двух чисел. Например, ККД – 1500/180. Буквы означают тип дробилки, в данном случае – конусная крупного дробления, первое число для дробилок крупного дробления, это размер загрузочной щели l дробилки, мм (см. рис. 1.5), а вторая это размер разгрузочной щели; для дробилок среднего (КСД) и мелкого (КМД) дробления это диаметр основания дробящего конуса (см. рис. 1.7). Самая большая дробилка крупного дробления выпускаемая в нашей стране ККД 1500 (следующие ККД 1350, 1200 и т.д.)

Вконусных дробилках материал 2 дробится в кольцевом пространстве, образованном наружной неподвижной конической чашей 1 (рис. 1.5, 1.6) (верхней частью станины дробилки) и расположенным внутри этой чаши подвижным дробящим конусом 4, насажанным на вал 3. У дробилок для крупного дробления вал 3 подвешивается к верхней траверсе, а у дробилок для среднего и мелкого дробления – на сферический подпятник, на который опирается дробящий конус, жестко закрепленный на валу 3. Так как нижний конец вала 3 входит эксцентрично в стакан 6, то при вращении стакана вокруг вертикальной оси дробящий конус начинает “обтекать” чашу, и происходит дробление материала. Основное дробящее действие конусных дробилок – раздавливание, но имеет место и разлом кусков при изгибе, возникающем, когда кусок зажат между вогнутой поверхностью чаши и выпуклой поверхностью дробящего конуса.

Конусные дробилки для среднего (рис 1.7) и мелкого дробления конструктивно схожи и отличаются в основном размерами загрузочных и разгрузочных отверстий. От дробилок крупного дробления кроме размеров, дробилки среднего и мелкого дробления отличаются тем, что дробящий конус имеет больший угол конусности (до 100), а неподвижная чаша имеет вершину конуса вверху. Кроме того, весьма часто дробящий конус не подвешивают, а опирают на специальные подпятники. Степень дробления у конусных дробилок 5-7.

Самые большие КСД (КМД) 3000 (на 4 фабриках «Карельский окатыш», Костомукша; Эрдэнэт, Монголия; АНОФ 3, Апатиты; Алмалык). Дальше КСД (КМД) 2200, 1750 и т.д.

Конусные дробилки являются наиболее распространенными в горнодобывающей промышленности.

Конусные инерционные дробилки (КИД) предназначены для дробления хрупких прочных материалов в сухом или мокром режимах с высокой степенью дробления. Дробление материала осуществляется между наружным конусом и внутренним конусом, совершающим гирационное движение под действием центробежной силы вибровозбудителя. Преимущества: степень дробления в 1,5-2 раза выше, чем в известных конусных дробилках; легко настраиваются на заданную крупность продукта дробления в соответствии с требованиями потребителя (например, с помощью системы дистанционного управления крупностью продукта); обеспечивается работа «под завалом» (без специальных дозирующих устройств) за счет кинематических особенностей и оригинальной формы камеры дробления; благодаря «мягкой» виброизоляции не требуется массивных фундаментов; попадание в камеру дробления случайного недробимого тела не приводит к перегрузке механизма привода; возможно дистанционное регулирование разгрузочной щели на рабочем ходу для компенсации износа броней; при мокром дроблении увеличивается диапазон регулирования производительности и крупности дробленого продукта путем изменения дробящей силы и расхода воды.

Валковые дробилки используют принцип раздавливания и раскалывания материала, находящегося в рабочем пространстве между движущимися гладкими, рифлеными или зубчатыми цилиндрическими поверхностями.

В зависимости от конструктивных особенностей и назначения применяют валковые дробилки следующих типов: одновалковые – для дробления агломерата и угля; двухвалковые (рис.1.8, а) – для дробления горных пород и руд; двухвалковые с зубчатыми валками (рис. 1.9) – для дробления угля и мягких пород; четырехвалковые с гладкими валками для дробления кокса и известняка (на аглофабриках). Наибольшее распространение получили двухвалковые дробилки. В зубчатых дробилках каждый валок состоит из вала и жестко засаженного на него многогранника, к которому болтами крепятся сменные зубчатые сегменты (бандажи) в виде отливок из марганцовистой стали. В последнее время стали применять так называемые пресс валковые дробилки в которых валки сильно прижимаются друг к другу за счет гидравлического привода, а дробимый материал подается в дробилку под давлением.

К дробилкам ударного действия относят молотковые, роторные и дезинтеграторные дробилки. В молотковых дробилках к вращающемуся ударному ротору шарнирно подвешены молотки, в роторных – жестко закрепленные лопатки (била) – (рис.1.8, б, в). Молотковые – развивают несколько большую степень дробления, чем роторные, но роторные позволяют дробить несколько более крупный и твердый материал.

В дезинтеграторах (рис. 1.10) для разрушения материала используется вращение двух или более движущихся навстречу друг другу роторов, цилиндрическая поверхность которых состоит из отдельных стержней (полос).

Дробилки ударного действия применяют обычно для среднего и мелкого дробления хрупких, мягких полезных ископаемых (угля, солей сланцев). Достоинства этих дробилок заключаются в простоте их конструкции, компактности, надежности и относительно высокой степени дробления (10-20 и более).

Особым видом ударных дробилок являются ударно вращательные дробилки. В нашей стране выпускаются ударно- вращательные дробилки «Титан» предназначены для дробления рудных и нерудных материалов любой крепости и твердости. Производительность центробежных дробилок Титан Д составляет от 1 до 650 т/ч. Использование в конструкции дробилок высококачественных твердосплавных и чугунных закладных элементов, а также самофутеровка большинства рабочих поверхностей дробимым материалом, позволили значительно снизить затраты на износ. Основные преимущества дробилок «Титан Д»: высокая степень дробления (до 30 и выше), что позволяет в ряде случаев сократить количество стадий дробления; изменение гранулометрической характеристики дробленых продуктов простым изменением скорости ускорителя; получение материалов преимущественно кубовидной формы, что способствует повышению эффективности последующей классификации (для щебня процент зерен пластинчатой и игловатой формы составляет 2-7% и удовлетворяет ГОСТ). При этом, в отличие от других типов дробилок, включая инерционные, кубовидная форма зерен сохраняется по всем классам крупности, в том числе и мелким и не зависит от степени износа футеровки дробилки; высокая селективность раскрытия руд, что позволяет в ряде случаев начинать обогащение на стадии дробления (для железных руд можно сбросить до 20 % отвальных хвостов сухой магнитной сепарацией, не подвергая их дорогостоящему измельчению).

На обогатительных фабриках дробилки часто работают в паре с грохотами. Если грохот ставится перед дробилкой, то такое грохочение называют предварительным. В этом случае из руды перед дробилкой отсевают мелкий класс и снижают нагрузку на дробилку, реализую принцип «Не дробить ничего лишнего». Если грохот стоит после дробилки, то такое грохочение называется поверочным. При этом из дробленого продукта отсевают готовый класс крупности, а крупную фракцию (надрешетный продукт) возвращают в дробилку. Это называется замкнутым циклом дробления. Обычно поверочное грохочение используют в последней стадии дробления. При этом на измельчение поступает «гарантированный» по крупности продукт. То есть, если на грохоте стоит сито, например, 15 мм, то ни одно зерно крупнее 15 мм в подрешетный продукт не попадет. Если же дробилка работает в так называемом открытом цикле, то дробленый продукт не получается «гарантированным» по крупности. То есть, в этом продукте, всегда содержится какое то количество крупных зерен. Иногда поверочное и предварительное грохочение совмещают на одном грохоте  смешанное (совмещенное) грохочение.

Типичная трехстадиальная схема дробления приведена на рисунке 1.11.

источник

Виды дробилок.

Щековые дробилки, как основные аппараты, применяемые для дробления крупных и твердых кусков руды.

Принцип работы конусных дробилок.

Конусные дробилки – универсальные машины дробления.

Валковые дробилки, преимущества и недостатки.

Дробилки ударного действия.

Домашнее задание:

Изучить материал лекции. Подготовить описание работы и установок дробилок, приведенных в лекции.

ПРОЦЕССЫ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ. ТИПЫ И ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ МЕЛЬНИЦ.

Цель: Изучить основы процессов измельчения, разобрать типы и принцип работы мельниц.

1.
Назначение операций измельчения.

2.
Типы и работа мельниц.

Ключевые слова: измельчение, качество, крупное, среднее, мелкое или тонкое измельчение, мельница, барабанные мельницы, шаровая мельница, МШР, МШЦ, мельницы сухого самоизмельчения, мельница «Каскад», планетарная мельница, вибрационная мельница.

1.Процесс измельчения полезных ископаемых на обогатительных фабриках в зависимости от требуемой крупности измельченного продукта осуществляется в одну, две или несколько стадий в открытом или замкнутом циклах.

Открытым циклом измельчения называется процесс измельчения, при котором продукт, выдаваемый мельницей, является готовым. Замкнутымциклом называется процесс измельчения, при котором продукт, выдаваемый мельницей, подвергается классификации с получением продукта требуемой крупности и крупного продукта (песков), возвращаемого на доизмельчение в ту же мельницу. Мельницы обычно работают в замкнутом цикле с классификаторами. По крупности измельчения условно различают крупное (50 – 60% класса – 0,074 мм), среднее (60 – 85% класса – 0,074 мм) и тонкое (более 85% класса – 0,074 мм) измельчение.

Для крупного измельчения используют одностадиальные схемы (рис. 20, а), которые просты в регулировании и обслуживании и легко автоматизируются, требуют меньших капитальных затрат. Разновидностями одностадийных схем являются схемы с предварительной и проверочной классификациями питания мельницы и слива классификатора и т.д.

Двухстадиальные схемы измельчений (рис. 20, б, в) могут быть в I стадии с открытым и замкнутым циклами измельчения. Такие схемы более сложны и дорогостоящи, но позволяют получать тонкоизмельченный продукт с содержанием класса – 0,074 мм до 80 – 85%. Разновидности двухстадиальных схем бывают те же, что и одностадиальных. Трехстадиальные схемы и схемы с большим числом стадий измельчения используют при тонковкрапленных рудах большой производительности (например, при обогащении магнетитовых железных руд).

Применение замкнутого цикла измельчения обеспечивает наиболее эффективную работу мельниц и позволяет получать более равномерный по крупности измельченный продукт с минимальным содержанием тонких частиц, по сравнению с открытым циклом. Установлено, что эффективность работы мельниц существенно зависит от циркулирующей нагрузки (возвращаемая на доизмельчение масса материала). Циркулирующая нагрузка С выражается в долях единицы или процентах.

Исходная руда Исходная руд

Измельчение Измельчение

Классификация Классификация

Пески Измельчение

Измельченный

Продукт Измельченный Пески

Исходная руда

Измельчение

Классификация I

Классификация II

Измельчение

Измельченный продукт Пески

а – одностадиальная в замкнутом цикле с классификатором;

б – двухстадиальная в замкнутом цикле в I стадии и замкнутом – во II.

в – двухстадиальная в замкнутом цикле в I и II стадиях.

Наиболее интенсивно производительность мельницы возрастает при циркулирующей нагрузке, равной 50 – 200%. При дальнейшем ее повышении до 500% производительность увеличивается незначительно. Циркулирующая нагрузка, практически устанавливаемая на обогатительных фабриках, обычно составляет 150 – 300%, реже – 500%.

Циркулирующую нагрузку можно определять по данным ситового анализа продуктов измельчения и классификации. Для замкнутого цикла (см. рис. 20, а):

где С– циркулирующая нагрузка в относительных единицах; — содержание расчетного класса (как правило, — 0,074 мм) соответственно в питании, сливе и песках классификатора.

2. Измельчение полезных производят в аппаратах, называемых мельницами. Мельницы подразделяют на механические (с мелющими телами) и аэродинамические – ( без мелющих тел). В качестве мелющих тел применяют металлические стержни и шары, рудную «галю» и крупные куски самой руды (самоизмельчение).

По конструкции различают мельницы: барабанные, роликовые, чашевые(или бегунные) и дисковые.Барабанные мельницы, в свою очередь, классифицируются на мельницы с вращающимся барабаном, вибрационные и центробежные. На обогатительных фабриках применяют вращающиеся барабанные мельницы. Измельчение полезных ископаемых, как правило, производится с водой (мокрое измельчение). Оно более производительно, происходит без пылеобразования и позволяет осуществлять самотечное транспортирование измельченных продуктов.

Барабанная мельница представляет собой пустотелый барабан, закрытый торцовыми крышками и заполненный на 40 – 45% объема барабана измельчающими телами. В центре торцовых крышек имеются полые цапфы (трубы), через одну из которых исходный материал загружается в мельницу, а через другую – непрерывно выгружается измельченный продукт. Цапфы опираются на подшипники, и барабан мельницы вращается вокруг горизонтальной оси. Во время вращения барабана измельчающие тела под действием сил трения и центробежной силы прижимаются к его внутренней поверхности, поднимаются на определенную высоту, с которой затем они падают или перекатываются вниз. Измельчение материала происходит под действием измельчающих тел при движении его вдоль барабана. Продольное перемещение материала внутри барабана происходит вследствие перепада уровней загрузки и за счет непрерывной подачи исходного материала. Поэтому со стороны разгрузки цапфа имеет больший диаметр, чем со стороны загрузки.

Рис. 21. Схема устройства и принцип действия

вращающейся барабанной мельницы:

1 — 1 и 3 — загрузочная и разгрузочная крышки с пустотелыми цапфами; 2 — барабан; 4 — измельчающие тела

Применять шары мельче 40 мм не рекомендуется, так как они заполняют собой пространство между крупными шарами (до 120 мм), принимают на себя удары с их стороны, снижая тем самым эф­фективность измельчения. Шары, потерявшие форму шара, а также как и шары мельче 40 мм, должны удаляться из мельницы при пере­сортировке шаров.

Для грубого измельчения применяют ребристые футеровки, а для тонкого — гладкие или волнистые. Резиновую футеровку исполь­зуют в шаровых мельницах для тонкого измельчения. Резиновая фу­теровка заметно снижает эксплуатационные расходы — ее масса на 80 % меньше, срок службы в 2-3 раза больше. Кроме того, снижается уровень шума при работе мельниц. Для загрузки мельниц применяют барабанные, улитковые и комбинированные питатели.

Барабанный питатель представляет собой цилиндроконическую камеру, открытую с обеих сторон и снабженную внут­ренней спиральной перегородкой для загрузки измельчаемого мате­риала в мельницу через загрузочную цапфу . Питатель крепится бол­тами к загрузочной цапфе барабана мельницы. Барабанные питатели применяют для загрузки материала крупностью до 70 мм на уровне оси мельницы.

Улитковый питатель представляет собой спиральной формы черпак с круглым отверстием в боковой стенке по оси вращения для выпуска зачерпываемого материала в мельницу.

Питатель болтами крепится к цапфе так, чтобы отверстия цапфы и питателя совпадали. На конце черпака питателя крепится сменный козырёк из марганцовистой стали. Улитковые питатели из­готовляются одно-двух и трехчерпаковыми. Они позволяют загру­зить измельчаемый материал с более низкого уровня, что даёт воз­можность устанавливать мельницы в замкнутом цикле с классифицирующими аппаратами.

Комбинированный питатель (рис.22.) применяется для за­грузки мельницы одновременно кусковым материалом и песками классификатора. Большое преимущество комбинированного питате­ля заключается в том, что крупнокусковой материал попадает мельницу, минуя загрузочную коробку для черпака улитки.

Рис. 22. Комбинированный питатель

1 — корпус; 2 — черпак; 3 — козырек черпака; 4 — крышка

Шаровая мельница с центральной загрузкой (МШЦ) имеет конструкцию, аналогичную вышеописанной. Разгрузка пульпы из мельницы происходит свободным сливом через отверстие в загрузочной цапфе.

В практику самоизмельчения руд на обогатительных фабриках все шире внедряется процесс самоизмельчения. Он так же используется в тех случаях, когда в измельченном материале нежелательно присутствие железа, образующегося за счет истирания шаров и стержней. Различают следующие виды самоизмельчения:

— рудное, когда крупность руды колеблется в пределах 350 – 0 мм (или 600 – 0 мм) поступает в мельницу самоизмельчения, где крупные куски руды, измельчаясь сами, измельчают более мелкие куски;

— рудногалечное, когда мелкая руда измельчается в мельницах телами в виде рудной гали (крупностью 80 – 30 мм), отбираемыми или после II стадии дробления руды, или при рудном самоизмельчении;

— аэродинамическое, когда руда, движущаяся с повышенной скоростью (100 м/с и более) в потоках газа, самоизмельчается за счет соударения частиц измельчаемого материала.

Мельницы с центральной разгрузкой используются для шарового и стержневого измельчения. Удаление измельченного ма­териала в этих мельницах происходит свободным сливом через пус­тотелую разгрузочную цапфу, имеющую несколько больший диа­метр, чем разгрузочная цапфа. Горловина разгрузочной цапфы снаб­жена обратной спиралью, возвращающей в рабочее пространство мельницы шары, случайно попавшие в полость цапфы. В этих мель­ницах поддерживается высокий уровень пульпы, что приводит к переизмельчению части материала (рис. 23)

Рис. 23. Шаровая мельница с центральной разгрузкой МШЦ: I — питатель; 2 — коренные подшипники; 3, 6 -торцевые крышки; 4 — люк; 5 — зубчатый венец; 7 — разгрузочная воронка; 8 — стальные футеровочные плиты; 9 — барабан; 10 — загрузочная воронка

Движение пульпы вдоль оси мельницы происходит за счет разницы уровней отверстий в загрузочной и разгрузочной цапф

Заполнение барабана пульпой определяется диаметром отверстия в разгрузочной цапфе.

Шаровые мельницы с центральной разгрузкой (МШЦ) при­меняются во второй стадии измельчения в замкнутом цикле с клас­сифицирующим аппаратом.

Шаровая мельница с разгрузкой через решетку МШР (рис.24.) состоит из цилиндрического барабана, к которому с помощью болтов крепятся торцовые крышки, отлитые вместе с загрузочной и разгрузочной полыми цапфами, помещенными в подшипники и опирающимися на железобетонные опоры. В барабан загружают чугунные или стальные шары диаметром от 30 до 120 мм. Зависимость диаметра шара от крупности руды выражается уравнением

где: d – диаметр шара, мм; d – размер среднего куска руды в питании мельницы, мм.

Для предохранения от износа барабан и крышки мельницы внутри футеруют отдельными плитами. Плиты имеют толщину от 50 мм для малых и до 150 мм для больших мельниц и изготовляются из марганцовистой или хромовой стали, чугуна или резины и крепятся болтами непосредственно к барабану. На барабане имеются один или два смотровых люка, закрытых во время работы крышками. Барабан мельницы изготовляют сварным или клепаным из толстой листовой стали. В разгрузочном конце барабана установлена решетка с отверстиями, через которые проходит измельченный материал. В пространстве между решеткой и торцовой крышкой имеются ребра, делящие эту зону на секторные камеры (лифтеры), открытые в цапфу. При вращении барабана они поднимают пульпу до уровня цапфы и выгружают измельченный материал из нее.

Рис. 2.4. Схема шаровой мельницы с решеткой

Удаление измельченного материала из рабочего объёма мельницы происходит через щелевидные или круглые отверстия в торцевой решётке в камеру элеваторного пульпоподъёмника, уста­новленного между торцевой решёткой (диафрагмой) и торцевой раз­грузочной крышкой.

При вращении барабана измельченный материал, прошедший через решётку в пульпоприёмнике, радиальными лопастями (лифтё­рами) поднимается выше оси мельницы и самотёком сливается через полую разгрузочную цапфу.

Принудительное удаление измельченного продукта из бара­бана мельницы позволяет поддерживать в ней низкий уровень пуль­пы, что существенно повышает эффективность ударного воздействия измельчающих тел на частицы руды и способствует более быстрому продвижению крупнозернистой пульпы вдоль оси барабана. Эти мельницы называются мельницами с низким уровнем пульпы.

Уровень пульпы в МШР можно регулировать, перекрывая часть отверстий диафрагмы. Мельницы с разгрузкой через решётку выпускаются с рабочим объёмом от 0,5 м 5 .

Самоизмельчение имеет определенные преимущества, которые сводятся к следующему: при рудном самоизмельчении можно измельчить руду крупностью 350 – 0 мм, т.е. после I стадии дробления, исключив при этом среднее и мелкое дробление; достигается экономия в расходе на измельчающие тела (стержни, шары и т.д.); уменьшается переизмельчение руды, и в некоторых случаях улучшаются технологические показатели последующего обогащения.

К недостаткам самоизмельчения относятся повышенный расход электроэнергии и футеровки мельниц и меньшая, чем у стержневых и шаровых мельниц, удельная их производительность. Процесс самоизмельчения бывает пригоден для всех руд.

С экономической точки зрения процесс рудного самоизмель­чения очень дорогой сам по себе, так как, во-первых, высока стои­мость оборудования, во-вторых, велик расход электроэнергии из-за необходимости в установке двигателей большой мощности. Но вся в целом схема рудоподготовки с учётом отсутствия второй и третьей стадии дробления дешевле обычной схемы на 5. 6 %.

Наиболее подходят для самоизмельчения хрупкие руды зер­нистого сложения.

Основная технологическая особенность рудного самоизмель­чения — накапливание в мельнице кусков критического размера (от 25 до 75 мм), которые слишком малы, чтобы дробить другие куски, и слишком велики и прочны, чтобы быть раздробленными крупными кусками. Для борьбы с накапливанием критических кусков в мель­нице рудного самоизмельчения принимают специальные меры: до­бавляют небольшое количество стальных шаров, додрабливают ма­териал в дробилках.

Самоизмельчение проводится сухим способом в мельницах «Аэрофол» и мокрым — в мельницах «Каскад».

Мельница «Аэрофол» для сухого измельчения (рис. 25.) представляет собой короткий барабан большого диаметра (5,5. 11 м)

Рис. 25. Мельница «Аэрофол» для сухого самоизмельчения

1 — конвейер; 2 — приемная воронка; 3 — торцевые крышки;

4 — балки-ребра; 5 — барабан; 6 — кольца; . 7 — воздушный классификатор

На внутренней поверхности вдоль образующей барабана на некотором расстоянии друг от друга укрепляются балки-ребра, кото­рые при вращении барабана поднимают куски материала. Падая вниз, куски разбиваются, ударяясь о ребра, одновременно они дробят ударом находящийся внизу материал. На торцевых крышках бараба­на укреплены кольца треугольного сечения. Назначение этих колец -направлять куски материала в середину барабана. Мельница работает в замкнутом цикле с воздушным классификатором. Крупные куски в сухих мельницах практически не продвигаются вдоль барабана, по­этому его длина делается небольшой (1/3 Д ).

Сухое самоизмельчение целесообразно только при после­дующем сухом процессе обогащения, так как его энергоемкость на­много выше, чем энергоёмкость мокрого самоизмельчения.

Мельницы мокрого самоизмельчения. Общий вид мельницы «Каскад» показан на рис. 26.

Рис. 26. Мельница для мокрого самоизмельчения: 1 — откатная загрузочная воронка; 2 — подшипник;

3 — корпус мельницы; 4 — зубчатый венец привода; 5 — электродвигатель; 6 — спираль подачи пульпы

Барабан изготовлен из двух половин, соединенных горизон­тальными фланцами. В барабане предусмотрен люк для выгрузки материала при ремонте. К торцевым крышкам конической формы прикреплены литые полые цапфы, внутри которых вставлены втул­ки. Загрузочная втулка имеет спираль для ускорения подачи мате­риала в мельницу. Футеровочные плиты барабана имеют скосы для сопряжения с ребрами (лифтёрами), предназначенными для крепле­ния плит к барабану и подъёма руды.

Разгрузочная решётка состоит из отдельных секторов. За ре­шёткой имеются радиальные перегородки-лифтёры. К разгрузочной цапфе прикреплена съёмная бутара, служащая для классификации пульпы, выходящей из мельницы. Зубчатый венец привода смонти­рован на разгрузочный цапфе, с ним сопряжены через шестерни один или два вала, приводимых от одного или двух электродвигателей.

Торцевые крышки барабана мельницы диаметром > 8 м по условиям прочности должны иметь коническую форму с радиальны­ми усиливающими ребрами. Футеровочные плиты изготовлены из твердого никелевого чугуна со сменными прижимными полосами-ребрами из хромомолибденовой стали. Расстояние между ребрами в

цилиндрической части барабана — 450 мм. Ребра на футеровке в мельницах самоизмельчения играют важную роль — при изношенных ребрах мельницы не могут работать из-за скольжения материала.

Мельницы самоизмельчения хорошо работают только при низком уровне разгрузки, при высоком уровне пульпы в мельнице падающие дробящие куски теряют силу удара в большей степени, чем шары, имеющие большую плотность.

Для разгрузки из мельницы рудной гали и изношенных ша­ров в решётке предусматривают «окна» размером 75×75 или 100×100 мм.

Планетарные барабанные мельницы (рис.27) представ­ляют собой несколько барабанов, смонтированных на водила 2. Каж­дый барабан свободно вращается в подшипниках водила и жестко соединен с приводной шестерней 5, которая кинематически связана с неподвижной шестерней 4. При вращении вала 6 и водила 2 барабаны 3 вращаются вокруг своей общей оси, а за счет зацепления шес­терни 5 с шестерней 4 происходит вращение каждого барабана 3 во­круг своей оси. Мельницы планетарного типа отличаются избира­тельностью измельчения разнопрочных материалов при их самоиз­мельчении.

Рис.27. Планетарная мельница периодического действия 1 — станина; 7 — люк. Остальные обозначения см. в тексте

Вибрационные барабанные мельницы применяются для сверхтонкого измельчения цемента, керамического и другого сырья. Корпус мельницы опирается на пружины и совершает колебательные движения от дебалансного вибратора, при этом барабан мельницы не совершает вращательного движения (рис. 28).

Рис. 28. Схема вибрационной мельницы с внутренним инерционным вибратором

При вращении вибратора возбуждаются круговые колебания в плоскости, перпендикулярной к оси вибратора, что вызывает коле­бания измельчающих тел и разрыхление измельчающей среды в ка­мере. А так же это вызывает интенсивное взаимное перемещение измельчающих тел. При этом возникает вращательное движение измельчающей среды (бара­бан на 80 % объёма загружен шарами), обратное направлению вра­щение вибратора, В результате материал, находящийся в мельнице, измельчается.

В питании вибрационных мельниц не должно быть кусков >6 мм.

Процесс измельчения полезных ископаемых на обогатительных фабриках в зависимости от требуемой крупности измельченного продукта осуществляется в одну, две или несколько стадий в открытом или замкнутом циклах.

Наиболее интенсивно производительность мельницы возрастает при циркулирующей нагрузке, равной 50 – 200%. При дальнейшем ее повышении до 500% производительность увеличивается незначительно. Циркулирующая нагрузка, практически устанавливаемая на обогатительных фабриках, обычно составляет 150 – 300%, реже – 500%.

Измельчение полезных производят в аппаратах, называемых мельницами. Мельницы подразделяют на механические (с мелющими телами) и аэродинамические – (без мелющих тел). В качестве мелющих тел применяют металлические стержни и шары, рудную «галю» и крупные куски самой руды (самоизмельчение).

По конструкции различают мельницы: барабанные, роликовые, чашевые (или бегунные) и дисковые. Барабанные мельницы, в свою очередь, классифицируются на мельницы с вращающимся барабаном, вибрационные и центробежные.

Контрольные вопросы:

1.
Что такое измельчение?

2.
Для чего необходим процесс измельчения?

3.
Какие схемы измельчения Вы знаете?

4.
Чем открытые схемы измельчения отличаются от замкнутых?

5.
Какова зависимость между составом руды и схемой измельчения?

6.
Какие трудности возможно испытать при обогащении, если материал переизмельчить, и почему?

7.
Какие по конструкции мельницы Вы знаете?

8.
Опишите строение и принцип работы барабанной мельницы.

9.
Опишите принцип работы шаровой мельницы.

10.
Мельницы самоизмельчения.

11.
Каковы отличия мельниц самоизмельчения друг от друга и от других видов измельчения, например шаровой или барабанной?

Домашнее задание:

Дата добавления: 2016-10-07 ; просмотров: 757 | Нарушение авторских прав

источник

ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЕ ПРОЦЕСЫ

Промывка полезных ископаемых

Промывка используется при обогащении россыпных месторождений редких и благородных металлов, руд чёрных металлов, фосфоритов, каолинов, стройматериалов (песка, щебня), флюсов. Промывка полезных ископаемых является обогатительной операцией. Она применяется либо для предварительного, либо окончательного обогащения.

Ценный компонент может быть или сцементирован, или загрязнён глиной (песчано-глинистой породой). Основное свойство глин – размокаемость. В отличие от глин остальные компоненты не поглощают воду и не разбухают.

Разрушение глинистых пород (дезинтеграция) происходит за счёт механического воздействия рабочих органов аппаратов и воды. При этом тонкие частицы переходят в воду, она растворяет клеящие плёнки гелей, цементирующие частицы минералов. Таким образом, основное свойство, определяющее эффективность процесса дезинтеграции, является прочность компонентов при разрушении в водной среде.

В зависимости от крупности прочного компонента для отделения его от глины используют либо грохочение, либо классификацию.

Процесс, объединяющий операции дезинтеграции, грохочения или классификации называется промывкой.

Большинство рассмотренных методов сортировки применимы для крупнозернистых или кусковых минералов. Извлечение тонкозернистых частиц минералов более сложная задача, решение которой связано с подготовительными процессами обогащения.

Горные породы состоят из прочно сросшихся друг с другом зерен минералов различных размеров, которые называются сростками.Они вкраплены в пустую породу, и прежде, чем начать их сортировку, необходимо раздробить руду, чтобы разъединить минералы – получить свободные зерна. Эта операция называется раскрытием минералов.

Ручное дробление с целью раскрытия минералов применялось в Древнем Египте еще во II в. до н.э. Механизированное дробление показано на рис.1.2 (XVI в).

На современных обогатительных фабриках ежедневно измельчается десятки тысяч тонн горных пород. Эта операция выполняется специальными машинами – дробилками и мельницами.

Дробление– процесс разрушения кусков руды, угля и других твердых материалов с целью получения требуемой крупности (более 5 мм) и требуемой степени раскрытия минералов.

Для процессов дробления наиболее важными характеристиками являются прочность (крепость) и дробимость кусков.

Дробление может осуществляться следующими методами:

Раздавливание применяется, как правило, при крупном и среднем дроблении горных пород и углей; раскалывание или удар – преимущественно для хрупких и вязких пород (углей, известняков, асбестовых руд и т.п.). В современной практике дробления основным разрушающим воздействием является раздавливание.

Дробилка – машина для дробления минерального сырья и других твердых материалов.

Для подготовки руд к переработке создаются дробилки различных конструкций: валковые (1806); роторные (1842); щековые (1858); стержневые (1859); конусные (1877); молотковые (1895).

Среди современных дробилок выделяют машины крупного (100 – 350 мм); среднего (40 — 100 мм) и мелкого (5 – 40 мм) дробления.

По конструктивному исполнению рабочего органа различают:

1. Щековые дробилки – дробление с помощью двух прямоугольных плит-щек, одна или обе из которых совершают колебательное движение.

2. Конусные дробилки – дробление внутри пространства, образованного внутренней поверхностью неподвижного конуса и внешней поверхностью подвижного, совершающего круговое (гирационное) движение.

3. Валковые дробилки – дробление между цилиндрическими валками.

4. Дробилки ударного действия – роторные и молотковые – дробление битами или молотками, закрепленными на корпусе быстро вращающегося ротора.

5. Стержневые дробилки (дезинтеграторы) – дробление стержнями внутри пространства, образованного поверхностью подвижных дисков, совершающих круговое движение.

Камеры дробления дробилок сужаются от приемного отверстия к выходной щели. Ширина приемного отверстия превышает размер наибольшего куска исходного материала в 1,2 – 1,5 раза. Материал в дробилке непрерывно перемещается в камере дробления, мелкие фракции поступают в более узкую её часть и вновь дробятся, а частицы, достигшие требуемой технологической крупности, выгружаются из камеры через выходное отверстие с регулируемым размером.

Щековые и конусные дробилки применяются для дробления прочных и средней прочности абразивных материалов; валковые — для материалов средней прочности; ударные — для мягких и средней прочности неабразивных материалов.

Раздавливание, раскалывание, излом – проводят в щековых и конусных дробилках; удар, истирание – в роторных; раскалывание, раздавливание – в стержневых дробилках-дезинтеграторах.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Как то на паре, один преподаватель сказал, когда лекция заканчивалась — это был конец пары: «Что-то тут концом пахнет». 8106 — | 7779 — или читать все.

193.124.117.139 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)
очень нужно

источник

Цель: Изучение процессов и способов дробления полезных ископаемых.

1.
Назначение операций дробления.

2.
Законы дробления.

Ключевые слова: дробление, качество дробления, мягкие руды, средние, твердые руды, методы разрушения, раскалывание, излом, удар, истирание, срезывание, крупное, среднее, мелкое дробление, степень дробления, работа дробления, уравнение Риттингера.

1. Дробление и измельчение – процессы разрушения полезных ископаемых под действием внешних сил до заданной крупности, требуемого гранулометрического состава или необходимой степени раскрытия минералов. При дроблении и измельчении не следует допускать переизмельчения материала, так как это ухудшает результаты обогащения полезных ископаемых (тонкие частицы крупностью менее 20 – 10 мкм обогащаются неудовлетворительно) и удорожает процесс. Дробление — это процесс уменьшения размеров кусков руды путем разрушения их под действием внешних сил, преодолевающих силы внутреннего сцепления кристаллов твердого вещества. Условно считают, что при дроблении получают продукты крупностью до 5мм. Для дробления применяют дробилки различных конструкций. Дроб­ление производится как сухим способом (основным), так и мокрым (для глинистых руд).

Иногда дробление полезных ископаемых производится вручную.Однако это трудоемкая и дорогая операция, и поэтому она целесообразна лишь в некоторых особых случаях, а именно:

а) при наличии в добытом ископаемом небольшого количест­ва отдельных крупных кусков, размер которых превышает загру­зочное отверстие дробильных машин;

б) при ручной рудоразборке — для разъединения сростков. В первом случае дробление чаще всего ведут на колоснико­вых решетках, перекрывающих бункеры.

Производительность труда рабочего при ручном дроблении колеблется в широких пределах. При дроблении, твердой породы она составляет в смену 1,0- 1,5. При дроблении отдельных кусков па колосниковых решетках с отверстиями размеров 450х360 мм бригада в 10—12 рабочих может обеспечить пода­чу на фабрику до 400 т руды в смену.

Механическое дробление и измельчение

Основным способом дробления является механическое дробление, при котором к материалу прилагаются усилия за счет энергии движения дробящего тела. Расход энергии колеблется к весьма широких пределах в зависимости от свойств руды, глав­ным образом от крупности дробления. Он становится особенно большим при тонком и сверхтонком измельчении.

Дезинтеграция в водной среде

Особой разновидностью дроблении является дезинтеграция— разрыхление в виде слабоцементированных пород, главным об­разом глинистых. Она ведется для высвобождения зерен мине­ралов, входящих в состав породы, без их дробления. Преодоле­ваемые в процессе дезинтеграции силы значительно меньше, чем силы молекулярного сцепления и твердых породах. Присутствие небольших количеств влаги резко повышает прочность глинистые пород. При насыщении же породы водой связь между отдельными зернами уменьшается в результате набухания глины и ослабления ее цементирующего действия, что в конечном счете приводит к полному разрыхлению породы. Степень пластичности глины оказывает большое влияние на скорость разрушения пород, определяя различную их «промывистость».

Мокрая дезинтеграция обычно усиливается и ускоряется дополнительным механическим воздействием — протиркой, ударом, динамическим ударом водной струп и т. д.

Процессы дробления и измельчения могут быть подготовительными процессами (например на обогатительных фабриках перед обогащением полезного ископаемого) или иметь самостоятельное значение (дробильно –сортировочные фабрики, дробление и измельчение угля перед коксованием, перед пылевидным его сжиганием и т.д.).

При дроблении материала необходимо учитывать его проч­ность, т.е. способность оказывать сопротивление разрушению под; внешним воздействием. По прочности все полезные ископаемые де­лятся на четыре категории в зависимости от предела прочности при > сжатии или раздавливании:

— мягкие (уголь, сланец), у которых разрушающее напряжение на сжатие 2 ;

— средней твердости (песчаники, известняки) 100. 500 кг/см 2 ;

— твердые (гранит, мрамор) 500. 1000 кг/см 2 ;

— весьма твердые (руды цветных и редких металлов) > 1000 кг/см 2 .

Прочность полезных ископаемых зависит от вида деформации, минералогического состава, размера кристаллов, трещиноватости, пористости, выветренности. Под способом дробления понимает­ся вид воздействия разрушающей силы на куски дробимого материала.

При дроблении и измельчении применяют следующие способы разрушения (см. рис. 10): раздавливание (а), раскалывание (б), излом (в), срезывание (г), истирание (д) и удар (е). Тот или иной способ разрушения выбирается в зависимости от физико-механических свойств, дробимого материала и крупности его кусков.

Рис.10. Способы разрушения кусков руды:

а — раздавливание; б — раскалывание; в — излом; г — срезывание;

— раздавливание, наступающее после перехода напряжении запредел прочности на сжатие; применяется для твердой руды различной крупности;

— раскалывание в результате расклинивания (при этом в материале появляются напряжения от растяжения) и последующего разрыва кусков; применяется для мягких и хрупких руд;

—излом в результате изгиба и срезывание; применяются для материалов различной крупности и прочности;

— истирание кусков скользящей рабочей поверхностью машины, при котором внешние слои куска подвергаются деформации сдвига и постепенно срезаются вследствие перехода касательных;

— напряжений за пределы прочности: применяется для мягких руд и руд средней твердости;

—удар применяется для материала любой крупности, особенно часто — для хрупких руд (бокситов, известняка).

Основное правило «не дробить ничего лишнего» на практике осуществляется путем стадиального построения схем дробления: не за одну операцию, а в несколько стадий, многократно, последова­тельно уменьшать размеры куска. Раздробить куски руды в одну ста­дию невозможно в силу конструктивных особенностей дробильных аппаратов, которые эффективно работают только при ограниченных степенях дробления. Поэтому рациональнее дробить и измельчать материал от исходной крупности до требуемого размера в несколь­ких последовательно работающих дробильных и измельчающих ап­паратах. В каждом из таких аппаратов осуществляется лишь часть общего процесса, дробления или измельчения, называемая стадией дробления или измельчения.

В зависимости от крупности дробимого материала и дробле­ного продукта различают следующие стадии дробления:

— крупное дробление (от 1100. 300 до 350. 100 мм);

— среднее дробление (от 350. 100 до 100. 40 мм);

— мелкое дробление (от 100. 40 до 30. 5 мм).

Степень дробления (или измельчения) показывает степень сокращения крупности в процессе разрушения кускового материала. Она характеризуется отношением размеров максимальных кусков в дробимом и дробленном материале или, что более точнее, отношением средних диаметров до и после дробления, подсчитанных с учетом характеристик крупности материала,

где i – степень дробления; D_max и D_ср – соответственно максимальный и средний размеры дробимого материала; d_max и d_ср – соответственно максимальный и средний размеры дробленого материала.

Степень дробления, достигаемая в каждой отдельной стадии, называется частной. Общая степень дробления получается как произведение частных степеней

Число стадий дробления определяется начальной и конечной крупностью дробимого материала. Число стадий дробления при подготовке руд к измельчению обычно бывает равным двум или трем. Одно- или четырехстадийное дробление применяется при переработке калийных солей, на железорудных дробильно-сортировочных фабриках, четырехстадийное – на крупных магнитно-обогатительных фабриках мощностью 40 — 60 тыс. т/сут, перерабатывающих крепкие магнетитовые руды плитняковой формы.

2. Процесс дробления отличается большой сложностью и зависит от множества факторов, к которым можно отнести: прочность и вязкость руды, влажность, форма и размер кусков и др.

Чем прочнее и тверже полезное ископаемое, тем больше усилие необходимо приложить для того, чтобы преодолеть внутрен­ние силы сцепления частиц руды и раздробить его на части. Силы сцепления между кристаллами значительно меньше сил сцепления внутри кристаллов. При приложении внешних сил разрушение про­исходит преимущественно по ослабленным сечениям, имеющим различные дефекты структуры (трещины).

Коэффициент полезного действия дробления очень мал. Большая часть энергии затрачивается на трение между кусками дробимого материала, частями машины и расходуется в виде выделяе­мого тепла. Полезная работа при дроблении расходуется на образование новых обнаженных поверхностей и пропорциональна величину этой поверхности.

Законы дробления (измельчения) характеризуют зависимость работы, затрачиваемой на дробление (измельчение), от результатов дробления (измельчения), т.е. крупности продукта.

Работа А (Дж), затрачиваемая на дробление (измельчение), пропорциональна вновь образованной поверхности кусков (частиц) дробленного продукта

где — временное сопротивление сжатию Н . м/м 2 ;

— площадь вновь образованной поверхности, м 2 ;

К_R – коэффициент пропорциональности, Н . м/м 2 ;

D – характерный размер куска, м.

Уравнение соответствует гипотезе Риттингера (1867 г.).

Если при разрушении куска кубической формы энергия затрачивается в основном на деформацию объема, то в этом случае производимая работа прямо пропорциональна изменению его первоначального объема и определяется по формуле – Кика

где: К и К_к – коэффициенты пропорциональности, Н . м/м 3 ;

V – деформированный объем, м 3 ;

П.А. Ребиндер (1941 г.) объединил обе гипотезы и в этом случае полная работа дробления

По гипотезе Бонда (1950 г.) полная работа дробления пропорциональна среднему геометрическому между объемом и площадью поверхности куска:

Все формулы различаются коэффициентами пропорциональности и показателями степени диаметра дробимого куска. По обобщающей гипотезе работу дробления можно представить в виде

где, К – коэффициент пропорциональности в общем виде; m = 2 3.

Когда степень дробления велика (мелкое дробление, измельчение), можно пренебречь работой деформации объема и в этом случае применяют закон Риттингера. Когда степень дробления мала (крупное дробление), можно пренебречь работой образования новых поверхностей и тогда подходит закон Кирпичева – Кика. Формула П.А. Ребиндера имеет универсальное значение. Закон Бонда занимает промежуточное положение.

В связи с крайним разнообразием физических свойств горных пород, а также с необходимостью дробить исходное сырье и по­лучать продукты различной крупности создано очень много конструкций дробильных машин. В настоящее время стремятся строить не универсальные дробильные машины, а специализиро­ванные, дающие возможность достичь наилучших результатов п каждой отдельной операции.

Дробильные машины должны удовлетворять следующим требованиям:

Конструкция и размеры машины должны соответствовать размерам кусков и свойствам обрабатываемого материала, назначению данной операции и заданной производительности.

Разгрузка дробленого материала должна производиться непрерывно. Периодическая разгрузка снижает экономичности дробления.

Дробление должно осуществляться равномерно и с минимальным пылеобразованием. Степень дробления должна регулироваться достаточно просто.

Расход энергии должен быть, возможно меньшим.

Обслуживание должно быть просто и безопасно, смена изнашиваемых частей — легка.

Наиболее ценные детали дробилки должны быть предохра­нены от поломки дешевыми предохранительными устройствами.

Основы теории дробильных машин были созданы проф. Л. Бевенсоном и 3. Б. Канторовичем. Исследованию условий работы отдельных дробильных машин были посвящены работы многих других советских ученых и инженеров, приведшие к выявлению оптимальных условий работы дробильно-измельчительных машин и создание новых конструкций.

Дробление — это процесс уменьшения размеров кусков руды путем разрушения их под действием внешних сил, преодолевающих силы внутреннего сцепления кристаллов твердого вещества. Условно считают, что при дроблении получают продукты крупностью до 5мм. Для дробления применяют дробилки различных конструкций. Дроб­ление производится как сухим способом (основным), так и мокрым (для глинистых руд).

Иногда дробление полезных ископаемых производится вручную.Однако это трудоемкая и дорогая операция, и поэтому она целесообразна лишь в некоторых особых случаях, а именно:

а) при наличии в добытом ископаемом небольшого количест­ва отдельных крупных кусков, размер которых превышает загру­зочное отверстие дробильных машин;

б) при ручной рудоразборке — для разъединения сростков. В первом случае дробление чаще всего ведут на колоснико­вых решетках, перекрывающих бункеры.

При дроблении и измельчении применяют следующие способы разрушения: раздавливание, раскалывание, излом, срезывание, истирание и удар. Тот или иной способ разрушения выбирается в зависимости от физико-механических свойств, дробимого материала и крупности его кусков.

В зависимости от крупности дробимого материала и дробле­ного продукта различают следующие стадии дробления:

— крупное дробление (от 1100. 300 до 350. 100 мм);

— среднее дробление (от 350. 100 до 100. 40 мм);

— мелкое дробление (от 100. 40 до 30. 5 мм).

Процесс дробления отличается большой сложностью и зависит от множества факторов, к которым можно отнести: прочность и вязкость руды, влажность, форма и размер кусков и др.

Контрольные вопросы:

1.
Что называется дроблением?

2.
Какие способы разрушения существуют при дроблении?

3.
Как различаются процессы разрушения, между собой?

4.
Что такое ручное дробление и в каких случаях оно проводится?

5.
Что означает степень дробления, как она определяется?

6. Что характеризуют законы дробления?

7. Чем отличаются формулы Риттингера и Кирпичева – Кика?

8. Какие требования предъявляются дробильным аппаратам, при подготовке их к эксплуатации?

Темы семинаров:

Дробление как неотъемлемый процесс подготовки к обогащению.

Процессы дробления. Общая характеристика.

Ручное и механизированное дробление.

источник