§ 2. Измельчение

При мелкой и тонкой вкрапленности рудных минералов руду необходимо дробить до 3,0÷0,1 мм и даже до 0,05 мм. Такой про­цесс дробления называют измельчением, и в обогатительной прак­тике он осуществляется главным образом во вращающихся бара­банных мельницах (рис. ХIХ.1,д–з). Дробленая руда крупностью от 50 до 8 мм поступает во вращающуюся барабанную мельницу, где производится измельчение ее свободно падающими дробящи­ми телами. В качестве дробящей среды применяют шары и стержни.

При вращении барабана мельницы в результате трения между шарами и стенкой барабана шары будут подниматься в сторону вращения до тех пор, пока угол подъема не превысит угла есте­ственного откоса, после чего они начнут падать вниз, измельчая руду. При увеличении скорости вращения мельницы возрастает центробежная сила, которая будет повышать угол подъема шаров до тех пор, пока составляющая сила веса шаров не будет больше центробежных сил. В этот момент шары начнут падать вниз, описывая некоторую параболическую кривую, и ударами дробить ру­ду. При этом шары производят также истирание руды. Если про­должать увеличивать скорость вращения мельницы, то наступит такой момент, когда шары будут вращаться вместе с мельницей, не отрываясь от ее поверхности. Такую скорость вращения назы­вают критической. В практике обогащения руд скорость враще­ния мельницы обычно равна 0,70÷0,85 критической скорости. В процессе мокрого измельчения шары при указанных условиях поднимаются в мельнице на достаточную высоту и эффективно дробят руду.

Мельницы заполняют шарами на 40÷50% их объема. Пере­грузка мельницы шарами ведет к повышенным расходам энергии и шаров, а недогрузка – уменьшает производительность мельниц.

Стержневые мельницы отличаются от шаровых тем, что из­мельчающей средой в них являются стержни разного диаметра. Диаметр стержней составляет 45÷100 мм, а длина их на 25÷50 мм меньше внутренней длины барабана. Мельницу наполняют стержнями на 100÷200 мм ниже центра мельницы, обычно стерж­ни занимают 35÷45% внутреннего объема мельницы. Стержни при изнашивании до 15÷20 мм удаляют, так как при таком износе они ломаются и нарушают нормальную работу. Расход стержней колеблется от 0,1 до 1 кг/т руды. Скорость вращения стержневых мельниц меньше, чем у шаровых, и обычно составляет 50÷75% от критической.

Догрузку шаров и стержней в мельнице производят ежедневно из расчета производительности мельницы и фактического расхода дробящих тел.

Содержание воды в руде при измельчении колеблется в пре­делах 66÷17%. Считают, что для получения максимальной произ­водительности мельницы необходимо иметь пульпу с содержани­ем 25÷35% влаги при крупности руды выше 13 мм, а при более мелком исходном материале – в пределах 30÷50%.

Производительность мельниц зависит от крупности поступаю­щей на измельчение руды и требуемой степени измельчения и на­ходится в пределах от 0,36 до 55 т/ч при измельчении до 0,2 мм.

§ 3. Дробильно-сортировочные фабрики

Товарные железные руды подготавливают к металлургической плавке на пришахтных ДСФ путем дробления их до крупности 100 мм, сортировки по крупности с последующим усреднением на рудничных складах или в бункерах.

По гранулометрическому составу товарные руды ДСФ делят на следующие сорта: 10÷0 мм – агломерационная руда; 100÷10 мм –кусковая доменная руда; 35(50)÷10 мм – кусковая до­менная руда («орешек»); 250÷10 мм – мартеновская руда.

Мартеновские руды выделяют путем отсева кусковой руды или ручной выборкой из наиболее бога­тых руд.

ДСФ работают по различным технологическим схемам, которые обусловлены свойствами руды и сложившимся развитием рудников. В общем виде это многообразие может быть представлено тремя наиболее характерными схемами.

Рис. XIX 2. Схема обработки бо­гатых мартитовых руд на дробильно-сортировочных фабриках

Одностадийная схема (рис. XIX.2) включает первичное грохочение исходной руды на два класса, додрабливание надрешетного продукта и рассев всего материала на два товарных сорта – доменную и агломерационную руду. Первичное грохочение руды производят обыч­но на колосниковых грохотах. Надрешетный продукт поступает в дро­билки и после дробления объединя­ется с подрешетным продуктом на ленточном конвейере, подающем руду на самобалансные трехситные грохоты, классифицирующие ру­ду на классы.

В связи с возросшей потребностью в агломерационной руде некоторые фабрики реконструированы и переведены на двух- или трехстадийное дробление. Исключения выпуска кусковых руд до­стигают применением трехстадийного дробления с замкнутым цик­лом в последней стадии.

В промышленности строительных материалов в широких мас­штабах применяют дробление каменных материалов с последую­щей сортировкой полученного щебня по размерам. Осуществляют это на дробильно-сортировочных заводах или установках.

По характеру выпускаемой продукции дробильно-сортировоч- ные заводы подразделяют на универсальные, изготовляющие раз­личные по назначению сорта щебня, и специализированные, вы­пускающие продукцию одного определенного сорта. В зависимо­сти от этого на заводах применяют одно-, двух- и трехстадийные схемы дробления с открытым или замкнутым циклом.

При разработке месторождений с небольшими запасами сырья применяют передвижные дробильно-сортировочные установки. Наиболее широко применяемыми являются одноагрегатная уста­новка С-349А и двухагрегатная установка СМ-739/740. Первая позволяет получать щебень фракции 0÷5 и 5÷30 мм, вторая – 0÷5, 5÷10 и 10÷25 мм.