2.1.1. Дробление

Дробление - это процесс уменьшения размеров кусков ма­териала разрушением их под действием внешних сил.

Дробление является одной из вспомогательных операций, применяемых при переработке отходов.

Целесообразность включения операций дробления в тех­нологические схемы переработки ТБО определяется в основ­ном требованиями к крупности материала соответствующих переделов переработки - обогатительного, термического, био­термического, других переделов, а также необходимостью освобождения отходов от упаковки перед сепарацией ТБО (например, если сбор и доставка ТБО на сортировку осуще­ствляется в полиэтиленовых мешках).

Основной принцип реализации на практике дробления тех­ногенного сырья может быть заимствован из опыта обогаще­ния полезных ископаемых - «не дробить ничего лишнего». Это означает, что дроблению следует подвергать не все исход­ные ТБО, а лишь их фракцию, не удовлетворяющую по круп­ности требованиям последующего передела. В частности, исходя из условий сортировки, легкообогатимой является фракция -250 мм (-300 мм), поэтому дробить следует лишь крупнокусковую фракцию, выход которой относительно не­большой.

Дробление производится в специальных машинах - дро­билках - методами раздавливания, раскалывания, истирания, удара, разрывания или их сочетанием. Кроме того, в некото­рых дробилках на куски материала воздействуют изгибающие силы.

Выбор способа дробления зависит от физических свойств дробимого материала и крупности исходного материала.

Для очень твердых материалов наиболее рационально дробление ударом или раздавливанием, для вязких - раздав­ливанием или ударом в соединении с истиранием. Хрупкие материалы дробят способом раскалывания, волокнистые ма­териалы типа текстиля - разрыванием.

Что касается влияния размера исходных кусков, то для крупного дробления чаще всего применяют раздавливание и раскалывание, тонкое измельчение осуществляется главным образом ударом и истиранием.

Физическая сущность процессов дробления и измельчения одинакова, в результате дробления образуется преимущест­венно кусковой продукт, в результате измельчения - в основ­ном порошкообразная масса.

Одним из показателей, характеризующих процесс дробле­ния, является степень дробления (измельчения), под которой понимается отношение размеров максимальных кусков D до дробления к размеру максимальных кусков d после дроб­ления.

Для отдельной стадии дробления i = D/d.

Общая степень дробления равна произведению степеней дробления каждой стадии:

Дробление можно представить как процесс образования новых поверхностей, что приводит к увеличению потенциаль­ной энергии системы. Отсюда, сам процесс дробления идет с поглощением энергии. Энергия, затраченная при дроблении, расходуется на нагревание - 99% и полезную работу - 1%. По­лезная работа при образовании новых поверхностей в процессе дробления расходуется на преодоление сил сцепления меж­ду частицами твердого тела.

Отходы подвергаются чаще всего крупному и среднему дроблению, которое сопровождается относительно малым приращением поверхностей. Отсюда, в соответствии с гипоте­зой Кирпичева - Кика, элементарная работа, затрачиваемая в процессе дробления куска твердого материала, пропорцио­нальна уменьшению первоначального объема дробимого тела: