1. Дезинтегратор

Получил наибольшее распространение в керамической технологии. В нём измельчение происходит под действием многократных ударов пальцев (бил), располагающихся в двух корзинах, вращающихся с большой скоростью друг другу на встречу. За очень короткий отрезок времени каждая частица испытывает большое количество ударов, совершаемая при этом работа расходуется не только на создание новой поверхности, но и на механохимическую активацию материала.

Достоинства:

1. Обладает высокой производительностью и экономичностью.

2. Обладает низкой чувствительностью к колебаниям влажности материала.

На стекольных заводах дезинтегратор используется для измельчения слежавшейся соды или сульфата.

3. Шахтные мельницы

Нашли применение в керамической технологии и при производстве гипсовых вяжущих. В них одновременно производится сушка и помол. Удельный расход топливно-энергетических ресурсов на сушку и помол в шахтной мельнице на 10-15 % меньше, чем при других схемах сушки и измельчения, при этом практически отсутствует запылённость в цехе.

Шахтная мельница состоит из быстро вращающего ротора (1), на котором шарнирно укреплены молотки (била). Над мельницей расположена прямоугольная металлическая шахта (2) высотой 9-14 м. Материал поступает по течке (3). Источником теплоты для сушки в большинстве случаев являются отработанные дымовые газы с температурой 380-500 ⁰C. Непрерывно поступая под ротор мельницы, они уносят с собой продукт помола в шахту, где он подсушивается. При этом более крупные частицы выпадают из газового потока и снова поступают в мельницу, доизмельчаются, а затем уносятся в пылеулавливающие устройства.

Глиняный порошок, полученный в шахтной мельнице, отличается от порошка глины, размолотой в дезинтеграторе или мельнице другой конструкции, большей удельной поверхностью и меньшими перепадами влажности по фракциям, что способствует улучшению формовочных свойств массы.

3. Струйные мельницы

Применяется для сверхтонкого измельчения материала в основном в керамике.

В струйной мельнице измельчение происходит без участия мелющих тел. Материал захватывается струёй сжатого воздуха или перегретого пара, проходящей с большой скоростью.

За внешней простотой устройства струйных мельниц скрывается сложное компрессорное хозяйство или котельное отделение. Энергетическое хозяйство струйных мельниц усложняет систему, удорожает и увеличивает эксплуатационные расходы.

Основное преимущество:работа в них осуществляется во встречных потоках и измельчение, и активация происходит почти без износа рабочих органов и не сопровождается загрязнением размалываемого материала (отсутствует намол железа).

Специфика сухого и мокрого измельчения материалов

Сухое измельчение применяется для продуктов обжига (цементный клинкер, известь, шамот), а также в тех случаях, когда сырьевая шихта должна представлять собой сухой порошок (стекольные, керамические, цементные сырьевые шихты).

Сухое измельчение может производиться во всех рассмотренных выше типах измельчителей. Однако каждый измельчитель имеет свои ограничения по влажности:

- шаровая мельница не более 0,5% (при более высокой влажности замазывается);

- дезинтегратор не более 13%.

Т.к. природное сырье имеет, как правило, более высокую влажность, то в каждом случае должен быть решен вопрос о целесообразности предварительной сушки исходного сырья в отдельном аппарате либо совмещении процессов сушки и помола, например в шахтной, дробильной или других мельницах.

Аппараты совмещенного помола и сушки могут использоваться если влажность сырья не превышает 10%.

Сухой помол идёт особенно трудно, так как по мере увеличения удельной поверхности материала, усиливается процесс агломерации, т.е. большая часть энергии расходуется на разрушение вновь образовавшихся агломератов.

Агломерация не происходит в измельчителях ударного действия, но эта проблема является серьёзной для наиболее распространенных шаровых мельниц.

Для успешной работы мельниц сухого помола необходимо осуществлять аспирацию — вентилировать мельничное протранство, просачивая через него воздух.

Большие объемы холодного воздуха охлаждают футеровку корпуса, мелющие тела и сам материал.

Кроме того, воздушный поток, проходя через мельницу, увлекает мельчайшие частицы, которые отделяются в пылеочистительных устройствах. Тем самым повышается эффективность помола и предотвращается агрегирование мелких частиц. Благодаря аспирации производительность мельницы повышается на 20-25%.

Измельчение интенсифицируется за счёт:

1. При подаче с загрузочного конца небольшого количества воды или пара, что способствует предотвращению слипания тонкодисперсных частиц.

2. При введении поверхностно-активных веществ (ПАВ). Измельченные частицы мгновенно адсорбируют ПАВ, что предотвращает их агрегирование. ПАВ проникая в микротрещины материала, понижают сопротивляемость его размола (возникают расклинивающие напряжения в микротрещинах). Это приводит к увеличению производительности на 20-30% с соответствующим снижением удельного расхода электроэнергии.

Измельчение в водной среде получило широкое распространение при приготовлении цементных сырьевых шихт (шаровые мельницы) и керамических масс (шаровые и вибромельницы).

Измельчение материалов в водной среде резко активизируется, что связано с эффектом адсорбционного понижения прочности материала, выражающегося в развитии разнообразных дефектов при меньших напряжениях.

Трещина – это клиновидная щель. Жидкость, распределяясь по ней, образует тончайшую плёнку, обладающую избытком свободной энергии. Чтобы её уменьшить, плёнка стремиться «утолщиться» в трещине, т.е. расклинивает последнюю, в результате чего размолоспособность различных материалов в водной среде повышается на 15-20% и полностью устраняется агрегирование.

Мягкие породы (мел, глина) с высокой естественной влажностью в водной среде могут измельчаться за счет саморасклинивания без существенных усилий и, соответственно энергетических затрат.

Для «роспуска» глин используют – болтушки, представляющие собой резервуар диаметром 5-12 метров и глубиной 2-6 метров.

1 — фундамент 2 — вал 3 — поворотная рама 4 — бороны со съёмными зубьями 5 — боковое отверстие

При вращении бороны разбивают куски породы и интенсивно перемешивают их с водой, поступающей в болтушку. Измельчённый материал (шлам) выходит через боковое отверстие, которое имеет решётку с задвижкой.

Этот агрегат применяется при приготовлении сырьевого шлама при производстве цемента по мокрому способу.

Влажность глиняных шламов 50-60%, меловых 38-45%.

Измельчение по открытому и замкнутому циклу. Схемы помольных агрегатов

Помольные агрегаты представляют собой комплекс машин, механизмов и устройств, осуществляющих дозирование исходных материалов. Транспортирование их в пределах агрегата и помол в открытом или замкнутом цикле, а также выполняющих другие функции, необходимые для нормальной работы агрегата: аспирацию, обеспыливание аспирационного воздуха, классификацию размолотого продукта, контроля и управления технологическим процессом помола.

Помольные агрегаты бывают одноступенчатые и двухступенчатые. Одноступенчатые помольные агрегаты в зависимости от способа работы главного их элемента - мельницы – разделяют на агрегаты открытого и замкнутого цикла.

При открытом цикле (рис. А) материал А, поступающий в трубную мельницу (1) обычно двухкамерную, измельчает до заданной тонкости готового продукта.

Из схем помольных агрегатов замкнутого цикла можно выделить 3 основные.

Схема I (рис. Б) Измельченный в мельнице материал направляют на классификацию(разделение). Крупную фракцию (крупку) после сепаратора (3) возвращают на доизмельчение в камеру I мельницы, а готовый продукт направляют в силоса.

Схема II(рис. В) Измельченный материал подвергают промежуточной классификации отдельно по выходу из камер I и II. Крупку из сепараторов (3) напрвляют в камеру II или III. Агрегаты такого типа оснащают двумя или тремя сепараторами 3.

Схема III(рис. Г) Измельченный материал по выходу из камер I и II направляют на классификацию. Крупку после сепаратора направляют на доизмельчение в камеру II или (частично) I.

По затратам электроэнергии наиболее экономична схема II. Недостатком этой схемы являются большое число транспортных устройств, сложность конструкции разгрузочно-загрузочного узла, расположенного в середине мельницы.

Наименее эффективна схема III, т.к. измельчаемый материал после камеры II является почти готовым продуктом и его не целесообразно смешивать с продуктом камеры I. Наиболее широкое применение получила схема I. Она обеспечивает эффективную работу агрегата при минимальном числе транспортных средств.

Помольные агрегаты замкнутого цикла по сравнению с агрегатами открытого цикла позволяют:

- получить высокие технико-экономические показатели (прочность, удельные затраты электроэнергии);

- снизить налипание мелких частиц шихты и мелющие тела.

Вместе с тем при замкнутом цикле неизбежны громоздкость конструкции и сложность наладки помольного оборудования.