Способы измельчения

Материал	Методы измельчения
Прочный и хрупкий	Раздавливание, удар
Прочный и вязкий	Раздавливание
Хрупкий, средней прочности	Удар, раскалывание, истирание
Вязкий, средней прочности	Истирание, удар, раскалывание

Измельчение материалов связано с затратой большого количества энергии. Поэтому, перед измельчением, исходный материал классифицируют, отделяя от него куски (частицы), размер которых равен или меньше размера кусков (частиц) конечного продукта, которые подаются на следующую технологическую стадию, минуя измельчающую машину.

Измельчение материалов проводится в один или несколько приёмов. При измельчении в два приема (рис. 2) после первой измельчающей машины материал поступает на предварительную классификацию, а затем верхний продукт классификации поступает во вторую измельчающую машину, а нижний продукт классификации, минуя измельчающую машину, смешивается с конечным продуктом.

Р ис. 2. Схема измельчения в два приема:

1 – щековая дробилка, 2 – грохот, 3 – валковая дробилка

Измельчающие машины разделяются на дробилки и измельчители (мельницы). Дробилками называют машины для крупного и среднего измельчения (дробления). Измельчителями (мельницами) называют машины для мелкого, тонкого и коллоидного измельчения (помола). Такое подразделение в значительной мере условно, так как отдельные типы дробилок и мельниц используют для проведения смежных видов измельчения.

Основные измельчающие машины по конструктивным признакам подразделяются на следующие виды:

• щековые дробилки;

• конусные дробилки;

• молотковые дробилки;

• валковые дробилки;

• бегуны;

• пальцевые (ударные) измельчители (дезинтеграторы и дисмембраторы);

• шаровые и стержневые барабанные измельчители (мельницы);

• струйные измельчители (мельницы);

• вибрационные измельчители (мельницы);

• коллоидные измельчители (мельницы).

Схемы некоторых машин приведены на рис. 3.

При выборе измельчающей машины исходят из механических свойств материала, заданной степени измельчения и размеров кусков (частиц) конечного продукта. В первом приближении для выбора измельчающей машины могут быть использованы следующие рекомендации (табл. 3).

Таблица 3

Выбор измельчающих машин

Вид измельчения	Рекомендуемые измельчающие машины
Крупное	Щековые и конусные дробилки
Среднее	Конусные и молотковые дробилки, вальцы зубчатые
Мелкое	Вальцы рифленые и гладкие, бегуны, молотковые дробилки и ударные измельчители
Тонкое	Бегуны, шаровые, стержневые, струйные, вибрационные измельчители
Коллоидное	Коллоидные измельчители

Р ис. 3. Схемы некоторых видов измельчающего оборудования:

а – конусная дробилка: 1 - стакан эксцентрик, 2 - броневые плиты, 3 – корпус,

4 - дробящая головка, 5 - главный (вертикальный) вал, 6 – опора;

b – щековая дробилка: 1 - неподвижная броневая плита, 2 - подвижная броневая плита, 3 - подвижная щека, 4 - ось подвижной щеки, 5 - эксцентриковый вал,

6 – шатун, 7 - распорные плиты, 8 – тяга, 9 – пружина, 10 – клин, 11 – маховик;

c – шаровая мельница: 1,7 – крышки, 2 - броневые плиты, 3 - корпус барабана,

4 – люк, 5 - приводная шестерня, 6 - решетка-диафрагма, 8 - радиальные ребра,

9 - полые цапфы, 10 - направляющий конус;

d – бегуны: 1 - вертикальный вал, 2 – чаша, 3 - горизонтальная ось, 4 – жернов (каток), 5 - кривошип

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Приборы и реактивы

• щековая дробилка, бегуны, шаровая мельница, набор стандартных сит, штангенциркуль, технические весы;

• исследуемый материал (фосфориты, апатиты, промышленные отходы и др.).

Порядок выполнения работы

Для измельчения материала производят отбор проб материала. Для лабораторных испытаний обычно достаточно 1 – 2 кг материала.

Произвести отбор проб из всей массы исходного материала методом квартования или методом квадратования, или с помощью механических делителей для измельчения материала.

1. Метод квартования. Перед квартованием необходимо тщательно перемешать исходный материал перебрасыванием. Перемешивание перебрасыванием заключается в том, что двое рабочих, становясь в двух противоположных сторон насыпи, чередуясь, перебрасывают лопатами опробуемый материал в другое место. Эту операцию повторяют несколько раз, после чего перемешанный материал располагают в виде диска равномерной толщины и затем приступают к квартованию. Материал делят двумя взаимно перпендикулярными диаметрами на четыре четверти. Две противоположные четверти отбрасывают. Оставшиеся четверти ссыпают в конус, трехкратно перемешивают, превращают в диск и снова квартуют. Эти операции продолжают до тех пор, пока не получат пробу требуемой массы.

2. Метод квадратования применяют при сокращении относительно небольшого количества мелкого материала. Опробуемую массу тщательно перемешивают и разравнивают на гладкой чистой поверхности (лист фанеры) в виде тонкого слоя одинаковой толщины. Слой делят на равный квадрат, после чего из каждого квадрата отбирают небольшие порции от всей толщи материала. Отдельные порции объединяют в среднюю пробу.

3. Определить штангенциркулем в лабораторной пробе средний диаметр частиц (кусков) d_{ср. н.}

4. Измельчить материал на щековой дробилке и определяют средний диаметр частиц d_{ср. к.} после измельчения. Рассчитать степень измельчения по формуле (1).

5. Аналогичные определения провести при измельчении лабораторных проб в бегунах, шаровой мельнице и в пневмоимпульсной установке.