4.1.3. Стадиональность и схемы дробления и измельчения
На обогатительных фабриках дробление и измельчение различных материалов перед обогащением производятся с высокой степенью сокращения крупности. Например, перед флотационным обогащением некоторые материалы иногда измельчают до крупности менее 0,1 мм. Если при этом материал поступает с карьеров, то размер максимальных кусков в исходном продукте может доходить до 1500 мм. Тогда степень измельчения
Перед гравитационным обогащением материалы часто дробят до 10 мм. При крупности максимальных кусков в исходном материале около 300 мм степень дробления
Получение таких высоких степеней дробления в одной дробильной машине практически невозможно. Вследствие своих конструктивных особенностей машина для дробления и измельчения работает только при ограниченных степенях измельчения, а 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.
В зависимости от крупности дробимого материала и дробленого продукта стадии дробления имеют особые названия: первая стадия - крупное дробление (от 1500÷300 до 350÷100 мм); вторая стадия - среднее дробление (от 350÷300 до 100÷40 мм); третья стадия - мелкое дробление от 100-40 до 30-5 мм. Следует отметить, что пределы крупности исходного материала и дробленого продукта, ограничивающие стадии, условны и приблизительны.
Известны случаи, когда дробление осуществляется в четыре стадии. Например, четырехстадиальные схемы дробления применены на некоторых обогатительных фабриках для железных руд, содержащих значительную долю крупных плоских кусков. При четырехстадиальных схемах можно считать, что две первые стадии - это крупное дробление, а третья и четвертая стадии - среднее и мелкое дробление; либо первая стадия - крупное, вторая - среднее и две стадии мелкое дробление.
Последующая операция, в которую поступает материал после среднего или мелкого дробления (куски размером менее 50 мм), называется измельчением. В зависимости от требуемой крупности материал перед сепарацией или обогащением можно измельчать в одну, две или даже в три последовательные стадии, которые соответственно называются первой, второй и третьей стадиями измельчения.
Степень дробления, достигаемая в каждой отдельной стадии, называется частной, а во всех стадиях - общей степенью дробления.
Общая степень дробления i равна произведению частных степеней дробления ri.
или
,
где rj - частная степень дробления в j-й стадии; j= 1, ..., п.
Если во всех п стадиях частные степени дробления одинаковы, то общая степень дробления
. (4.5)
Дробление и особенно измельчение - весьма энергоемкие операции, на которые расходуется более половины энергии, потребляемой предприятием. Поэтому крайне важно предельно сократить объем материала, направляемого в эти операции, руководствуясь принципом - «Не дробить ничего лишнего».
В материалах, подлежащих дроблению или измельчению, всегда имеются куски (частички) мельче того размера, до которого идет дробление или измельчение в данной стадии. Такие куски целесообразно выделить из исходного материала перед дробильными или измельчительными машинами на грохотах или в классификаторах.
В материалах, подлежащих измельчению, всегда содержится некоторая доля частиц, уже не являющихся сростками полезных продуктов с другими материалами, а поэтому не нуждающихся в дальнейшем измельчении. Если содержание таких частиц велико или если они представляют собой весьма ценные продукты, которые при последующем измельчении могут быть потеряны вследствие переизмельчения, то для их выделения иногда вводят промежуточные операции сепарации.
Дробилки и мельницы могут работать в открытом и замкнутом циклах (рис. 4.1).
При открытом цикле материал проходит через дробилку или мельницу один раз и в дробленом продукте всегда присутствует некоторая доля кусков избыточного размера. Кусок избыточного размера, или «избыточное зерно», имеет размер больше ширины разгрузочной щели.
При замкнутом цикле материал неоднократно проходит через дробилку или мельницу. Дробленый продукт поступает на классифицирующий аппарат, выделяющий из него куски избыточного размера, которые возвращаются для додрабливания (доизмельчения) в ту же дробилку или мельницу.
Для классификации продуктов дробления применяют грохоты, а для классификации продуктов измельчения механические классификаторы, гидроциклоны и также грохоты.
Рис.4.1. Схема открытого и замкнутого циклоп дробления и измельчения:
а - открытый цикл; б - открытый цикл с предварительным грохочением или классификацией; в - замкнутый цикл с совмещенными предварительной и поверочной классификациями; г - замкнутый цикл с раздельными операциями грохочения или классификации; д - замкнутый цикл
Последовательность операций при дроблении называется схемой дробления. Такая схема поясняется чертежом, на котором кроме наименования стадий указываются масса, выход и крупность продуктов дробления, а также размеры выпускных щелей дробилок в каждой стадии.