20. Дезинтеграция скальных пород для получения минеральных продуктов различного предназначения.

Дезинтеграция используется как для непосредственного получения конечного продукта ( бутового камня, щебня, известняковой и доломитовой муки для раскисления почв, коагулянтов для очистки воды и др.) так и для формирования промежуточных «продуктов» в сложных технологических схемах, в сочетании с другими операциями, например, при обогащении руд. При дезинтеграции породы в традиционных технических средствах ( дробилках и мельницах) она подвергаются действию не объемных (квазигидростатических) усилий, как это имеет место, например, при взрывном разупрочнении массива, а испытывает влияние нескольких локальных сил, уравновешивающих друг друга.

Рис. 1. Схематическое изображение локальных действующих на куски породы сил при дезинтеграции породы в щековой дробилке.

при дезинтеграции с использованием традиционных технических средств, вследствие локальности воздействия сил на кусок породы, в его объеме наблюдается значительная неоднородность поля напряжений.

P

Энергоемкость процесса дезинтеграции зависит не только от их механических свойств горных пород, но и в значительной мере от конструкции предназначенных для этого технических средства. Исследования показали, что помимо того, что, реальная прочность большинства минералов на два-три порядка меньше теоретической прочности, реальная энергоемкость разрушения этих же минералов на три и более порядков больше теоретической энергоемкости образования новой поверхности.

Кроме того было установлено, что значительная часть, потребляемой в технологической операции – измельчении, энергии расходуется на преобразование электрической энергии (потребляемой из сети электродвигателем машины) в кинетическую энергию рабочих органов. Это – потери на трение в подшипниках и зубчатых передачах, деформацию движущихся частей.

Процессы дезинтеграции при формировании из горных пород готовых товарных продуктов осуществляются на практике с применением специальных технологических схем, которые проектируются с учетом особенностей строения и состава минерального сырья.

Это можно проиллюстрировать на примерах применения дезинтеграции горных пород, для получения минеральных продуктов, используемых как строительный материал. Такие технологии часто реализуются при переработки нерудных скальных пород.

При дезинтеграции горных пород, используемых далее как строительный материал, осуществляют снижение крупности исходного сырья (500 — 1200 мм) до крупности фракций щебня (0—70, 0—40 и 0—20 мм). Для этого в схемах переработки предусматривают несколько стадий дроб­ления.

Под классификацией в процессах переработки минерального вещества понимают процесс разделения дезинтегрированной породы, неоднородной по размеру частиц на два или несколько относительно однородных по крупности продуктов. Различают классификацию ситовую и бесситовую. Ситовая классификация часто называется грохочением. Бесситовая классификация осуществляется в жидкой или газообразной среде и подразделяется на :

• воздушную классификацию – осуществляемую в потоке воздуха,

• гидравлическую – разделение по скорости падения в водной среде,

• механическую – разделение по скорости падения зерен с удалением осевших частиц механическим путем с помощью транспортирующего устройства,

Дезинтеграция горных пород осуществляется на различных стадиях горного производства. Она начинается на стадии подготовки горных пород к выемке, реализуемой обычно с применением взрывного разрыхления массива. Затем, после погрузки и транспортировки куски горной породы в зависимости от предназначения могут направляться на дробление и измельчение.

Следует напомнить, что процесс дробления в общем случае осуществляется в несколько стадий, а организация каждой стадии может осуществляться четырьмя отличающимися вариантами ( см. рис.10.4.).

Рис. 10.4 . Варианты операций дробления:

а - открытый цикл; б — открытый цикл с предварительным грохочением; в -замкнутый цикл с предварительным и поверочным грохочением; г — замкнутый цикл с поверочным грохочением.

Разрушение кусков в щековых дробилках (рис. 10.6) осуществляется в результате их раскалывания между рифлеными плитами (щеками), из которых одна (вертикаль­ная или наклонная) неподвижна, а другая (наклонная), шарнирно подве­шенная на неподвижной или подвижной оси, периодически приближается и удаляется от неподвижной. Расстояние между щеками уменьшается сверху вниз по высоте камеры дробления. Дробление происходит в пе­риод сближения щек, а разгрузка дробленого продукта - при отходе под­вижной щеки. Крупность продукта дробления определяется шириной раз­грузочной щели - расстоянием между выступом одной (например, не­подвижной) и впадиной между рифлями другой (подвижной) щек в мо­мент их максимального сближения.

Дробление в конусной дробилке крупного дробления ( см. рис. 10.7) осуществляется в рабочей камере другой конфигурации — пространстве между поверхностью 4 наружного неподвижного и поверхностью 7 подвижного внутреннего конусов при их сближении. Ширина разгрузочной щели S обычно принимается в пределах 0,1—0,2 ширины приемного отверстия камеры дробления. Установлено, что продукт дробления конусных дробилок крупного дробления более однороден по крупности (не содержит крупных плоских кусков), чем продукт дробления щековых дробилок.

К преимуществам конусных дробилок следует отнести возможность работы под завалом и высокую производительность. Они часто являются основанием приемного бункера, и регулируют пропускную способность. Для них не требуется установка питателя.