От чего зависит способ дробления

Способы и теория дробления руды

На обогатительную фабрику с рудника поступает руда, содержащая куски различной крупности. При подземной добыче руды величина максимального куска, как правило, не превышает 300 мм, а при открытой разработке — 1500 мм. Для обогащения необходимо уменьшить крупность кусков руды до размеров естественной вкрапленности ценных минералов в пустой породе и до крупности, необходимой для выполнения обогатительных операций; например, для плавки медных руд в шахтных печах — не более 150 мм, в отражательных — 5—6 мм, для гравитационного обогащения — до 10 мм, для флотации — менее 0,3 мм.

Уменьшение размеров кусков руды разрушением их действием внешних сил называется дроблением.

Дробление производится в специальных машинах — дробилках методами раздавливания, раскалывания, истирания, удара или их сочетанием. Кроме того, в ряде дробилок на куски руды оказывают действие изгибающие и разрывающие силы.

В зависимости от величины куска, поступающего на обогатительную фабрику, и физических свойств руды дробление производится в одну или несколько стадий (приемов). Первая (I) стадия обычно называется крупным, вторая (II) — средним и третья (III) — мелким дроблением. Во всех этих стадиях основными способами дробления являются раздавливание и раскалывание. Эффективность каждой стадии дробления характеризуется степенью дробления i — отношением диаметра наиболее крупных кусков D, поступающих на дробление, к диаметру наиболее крупных кусков d, полученных в результате дробления:

Степень дробления зависит от размера кусков дробимой руды, их твердости и типа дробилки, т. е. метода дробления. Практически оптимальная степень дробления для крупных и твердых кусков в I стадии обычно не превышает 5, во II стадии — 8—10, а в III стадии — 10 и более.

Куски руды состоят из кристаллов и сростков различных минералов, отличающихся друг от друга формой, крупностью, физическими свойствами, физическими и химическими силами сцепления, с четко выраженной поверхностью раздела.

При механическом воздействии на руду нарушаются силы сцепления между кристаллами и зернами в куске и смещаются слои относительно друг друга, что приводит к их разрушению. Обычно кристаллы разрушаются по спайности, т. е. по плоскостям, вдоль которых в силу структурных или геометрических условий строения кристаллической решетки силы связи между элементарными частицами (атомами или ионами) па параллельных плоскостях ослаблены. Кроме того, разрушение кристаллов возможно тогда, когда скол или излом возникают в кристалле вдоль границ скопления местных искажений кристаллической решетки, также характеризующихся пониженной прочностью связей.

Еще более ослаблены силы связи между различными минералами, что вызывает преобладающее разрушение связей между ними и позволяет в процессе дробления и тонкого измельчения отделить кристаллы ценных минералов от пустой породы, подготовив их тем самым для обогащения. Усилие, которое необходимо приложить при разрушении руды для преодоления сил сопротивления, характеризует ее прочность.

Если величина сопротивления дроблению не превышает 10МПа, руда считается мягкой, 10—50МПа — средней твердости, 50—100 МПа — твердой, более 100 МПа — весьма твердой.

В процессе дробления руды приходится преодолевать упругую и пластическую деформации кристаллов минералов, силы внутреннего и внешнего трения и другие силы, которые зависят от физических свойств дробимого материала (твердости, вязкости, плотности, однородности, крупности, взаимного прорастания минералов и т. д.), а также крупности и формы кусков, поступающих в дробилку, способа дробления и характеристики дробящего агрегата. В табл. 1 приведены величины сопротивления дроблению — напряжение и модуль упругости некоторых горных пород и руд. по которым можно судить об их относительной способности к дроблению.

Сложность процесса дробления горных пород и многообразие влияющих на него факторов не позволили выработать единой теории дробления. Известно несколько гипотез, согласие которым работа, затрачиваемая внешними силами на дробление кусков руды, рассматривается как функция тех или иных переменных.

По гипотезе Риттингера элементарная работа деформации куска руды пропорциональна приращению поверхности S этого куска или квадрату его диаметра D:

Допустим, что на дробление поступает руда массой Q с кусками диаметром D и плотностью b, причем все куски руды имеют один средний размер и одинаковую правильную форму.

Поверхность поступившей на дробление руды

где K0 — коэффициент пропорциональности.

Обозначая через К величину K0 (6/b), получим

При крупном дроблении приращение поверхности весьма мало и уравнение, соответствующее гипотезе Риттингера, неприменимо. По формуле Риттингера работу дробления с достаточной точностью можно рассчитать только для тонкого измельчения, в результате которого получается тонкий продукт с большой поверхностью.

По гипотезе Кирпичева — Кика элементарная работа дробления пропорциональна изменению объема V или кубу диаметра D дробимого куска руды:

Из формулы следует, что при данной степени дробления работа дробления не зависит от крупности исходной руды и пропорциональна лишь объему дробимого материала.

Формула Кирпичева — Кика пригодна для определения работы при крупном дроблении.

П. А. Ребиндер объединил обе рассмотренные гипотезы. По Ребиндеру, элементарная работа, затраченная на дробление куска руды,

По формуле Бонда работа достаточно точно рассчитывается для среднего дробления.

По обобщающей гипотезе элементарная работа дробления одного куска руды пропорциональна элементарному изменению некоторой степени его диаметра D:

Эта формула при m = 1 совпадает с формулой Кирпичева — Кика, при m = 2 — с формулой Риттингера, при m = 1,5 — с формулой Бонда.

Во всех приведенных формулах коэффициенты пропорциональности KR, KK, KB и Km определяются экспериментально.

Источник

4.1.8. Способы дробления, классификация машин для дробления и измельчения

Под способом дробления понимается вид воздействия разрушающей силы па куски дробимого материала. Известны четыре основных способа дробления: раздавливание, раскалывание, истирание и удар (рис. 4.3).

Рис. 4.3. Основные способы дробления:

а — раздавливание; б — раскалывание; в — истирание, г — удар

Необходимые для разрушения кусков материала усилия развиваются в дробильных машинах, конструкции которых обеспечивают осуществление определенного способа дробления. В условиях непрерывного процесса, вследствие неупорядоченности размещения кусков в рабочем пространстве дробильной машины, наблюдаются все способы дробления, но всегда главную роль играет тот способ, для осуществления которого сконструирована данная машина.

Способ дробления выбирается в зависимости от физико-механических свойств дробимого материала и крупности его кусков. Различают природные материалы прочные, (или твердые), и менее прочные, (или мягкие, вязкие и хрупкие). Способность горных пород противостоять разрушению зависит также от наличия трещин в кусках и способа воздействия на них разрушающего усилия. Трещиноватость уменьшает сопротивление кусков разрушению. Наибольшее сопротивление оказывают природные материалы раздавли­ванию, меньшее — изгибу и наименьшее — растяжению.

Из соображений конструктивного характера, а также из-за нежелательности переизмельчения в современной практике применяются дробилки, работающие главным образом раздавливанием и ударом при добавочных истирающих и изгибающих воздействиях на дробимый материал.

В схемах дробления выделяют стадии крупного, среднего и мелкого дробления со следующими номинальными диаметрами кусков исходного материала (ориентировочно):

Крупное, среднее и мелкое дробление твердых (прочных) и хрупких природных материалов целесообразно производить раздавливанием, а твердых и вязких материалов — раздавливанием с участием истирания. Крупное дробление мягких и хрупких природных материалов целесообразно выполнять раскалыванием, а среднее и мелкое — ударом. Все природные материалы измельчают ударом с участием истирания.

Крупное, среднее и мелкое дробление обычно является сухим. Мокрое дробление применяют только в тех случаях, если дробимый материал содержит глину, которую и стараются отмыть одновременно с дроблением. Промывка, например, производится при дроблении глинистых железных и марганцевых руд. Вода для промывки подается в рабочее пространство дробилок. В некоторых случаях вода подается в небольшом количестве из брызгал в завалочную воронку дробилки крупного дробления. Назначение этой воды — увлажнить дробимый материал и тем самым уменьшить пылеобразование.

Некоторые природные материалы измельчаются с водой. Мокрое измельчение более производительно, оно осуществляется без пылеобразования и позволяет легко транспортировать измельченные продукты. Сухое измельчение применяется только в тех редких случаях, когда нельзя допускать контакта дробимого материала с водой или если измельчаемый материал обрабатывается в сухом состоянии.

Машины для дробления и измельчения по механико-конструктивным признакам и основному методу дробления, осуществляемому в них, разделяются на пять основных классов: дробилки щековые; конусные; валковые; ударные (молотковые, роторные дробилки и дезинтеграторы); барабанные мельницы.

Для крупного дробления применяют конусные дробилки и щековые дробилки. Для среднего дробления используют в основном конусные дробилки, а для мелкого молотковые и роторные дробилки.

Валковые, молотковые, роторные дробилки и дезинтеграторы применяют для дробления углей, солей, бокситов, марганцевых руд, известняков.

Существенным отличием дробилок от мельниц является то, что у дробилок нет непосредственного соприкосновения между рабочими (дробящими) деталями. Между ними всегда имеется зазор, заполняемый при работе дробимым материалом. Дробящие детали мельниц имеют непосредственное соприкосновение между собой при холостом ходе. При работе в режиме измельчения они разделяются слоем материала или частично могут соприкасаться друг с другом.

Эффективность работы дробильных машин Э оценивается расходом энергии на дробление и выражается в тоннах дробленого продукта на 1 кВт*ч израсходованной энергии. Обратная величина — киловатт-часы на 1 т дробленого продукта — удельный расход энергии E_уд:

где Q — массовая производительность дробильной машины, т/ч; Е — энергия, затраченная на дробление, кВт·ч.

Источник

Дробление. Способы дробления, типы дробилок

Страницы работы

Содержание работы

Вопрос №3 Дробление

Дробление –это процесс измельчения крупных кусков каменного материала от первоначальной крупности до требуемой.

Основные принципы дробления

1. Не дробить ничего лишнего
2. Сперва разделить, потом дробить.

Для характеристики дробления используется показатель степени дробления.

Степень дробления показывает во сколько раз уменьшается первоначальный размер частиц.

Dср – диаметр материала который поступает в дробилку.

dср – диаметр материала вышедшего из дробилки.

Степень дробления зависит от типа дробилки, от прочности и структуры каменного материала.

Стадии дробления – это одна ступень измельчения материала на одной или нескольких дробилках.

Первая стадия дробления — это первоначальное дробление исходного материала поступающего из карьера.

Число стадий дробления зависит от начальной и требуемой крупности материала.

Условно дробление делят на 3 стадии.

1. Очень крупное дробление
2. Среднее дробление
3. Мелкое дробление

Размер загружаемого материала не должен превышать 0.85 – 0.90 ширины загрузочного отверстия.

Выбор способа дробления зависит от физико-механических свойств дробимых пород и их крупности.

1. Щёковые
2. Конусные
3. Валковые
4. Роторные
5. Мельницы шаровые

Щёковые – применяют для крупного и среднего дробления горных пород средней и большой прочности.

Конусные – применяют для крупного, среднего и мелкого дробления.

Валковые – измельчают камень небольших размеров, используется для вторичного дробления.

Роторные – применяют для дробления малоабразивных материалов и ГП с пределом прочности до 1500 кгс/cм 2

Мельницы шаровые – применяют для тонкого помола каменного материала в минеральный порошок.

Источник

Дробление в процессе переработки полезных ископаемых и немного о дробилках.

Завод нестандартного оборудования «Машинопромышленное объединение» проектирует и изготавливает оборудование для Обогатительных фабрик и ГОК’ов. Один из важнейших процессов в технологии, используемой при обогащении полезных ископаемых это дробление, а важное оборудованием участвующее в этом процессе — дробильное оборудование или дробилки. В этом материале речь пойдет об общих принципах.

Дробилка это специальное оборудование, предназначенное для измельчение минерального сырья и различных твёрдых материалов.

Процессы дробления и измельчения.

Дробление — процесс разрушения крупных твердых элементов, например кусков руды или угля с целью уменьшения их размеров до заданных, обеспечения определенного гранулометрического состава фракций. Так же в результате дробления происходит раскрытие зерен минерала до заданной степени.

Дробление крупнокускового материала на более мелкий происходит под действии внешних сил. Для того чтобы произошло разрушение исходный материал в процессе дробления сжимают, растягивают, изгибают или обеспечивают сдвиг одной части относительно другой. В результате такого воздействия происходит разрушение исходного материала в слабых местах структуры имеющих дефекты.

Разрушение произойдет после того, как будет достигнут и превышен предел прочности материала от напряжений, возникающих при упругих деформациях. Как известно предел прочности это такое значение напряжения, при превышении которого материал разрушается практически мгновенно.

В зависимости от предела прочности при сжатии или раздавливании полезные ископаемые подразделяют на четыре группы:

• мягкие полезные ископаемые (уголь, сланец), у которых разрушающее напряжение на сжатие 1000 кг/см2.

Дробление — это наука.

В первую очередь она пытается дать ответ на вопрос о количестве работы, требуемой для получения результата. Теория дробления позволяет описать процессы дробления, происходящие в дробилках различных типов и рассчитать для производителей их основные параметры — мощность двигателя, производительность, наибольшие усилия дробления. Наиболее важные для дробления характеристики материала — его прочность и дробимость, т.е. способность делиться при ударе на части различных размеров и форм.

В общем, как с точки зрения конечного результата, так и процессов происходящих во время дробления современные дробилки подразделяются на машины крупного дробления (размер на выходе 100-350 мм), среднего дробления (размер 40-100 мм) и мелкого дробления (5-40 мм). Если в требуется получить фракцию конечного продукта менее 5 мм, то эти процессы относятся к истиранию.

При этом при крупном дроблении, когда приращение поверхности достаточно мало работу необходимую для дробления определяют по гипотезе Кирпичёва, согласно которой работа требуемая для деформации куска пропорциональна изменению его первоначального объёма.

При среднем дроблении в основу расчетов кладется гипотеза Бонда утверждающая, что требуемая работа дробления пропорциональна среднегеометрическому приращению объёма и площади поверхности матеиала.

При мелком дроблении (измельчении, истирании) отлично работает гипотеза Риттингера о пропорциональности необходимой затрачиваемой работы для дробления увеличению площади поверхности материала.

Различные способы дробления и измельчения отличаются видом основной необратимой деформации, вызывающей разрушение материала. В соответствии с этим способы разрушения делятся на:

• Раздавливание – деформация материала наступает после достижения предела прочности на сжатие. Раздавливание применяется, как правило, при крупном и среднем дроблении твёрдых горных пород и углей;
• Раскалывание – деформация материала наступает после достижения предела прочности на растяжение. Раскалывание преимущественно применяется для хрупких и вязких пород (углей, известняков, асбестовых руд и т.п.).
• Излом — деформация материала наступает после достижения предела прочности на изгиб.
• Срез и Истирание — деформация материала наступает после достижения предела прочности на сдвиг.
• Удар – воздействие динамических нагрузок на материал, деформация материала наступает после достижения предела прочности на сжатие, растяжение, изгиб, сдвиг.

Предел прочности материала на растяжение значительно ниже чем на сжатие, но в современной практике дробления основным разрушающим воздействием остается раздавливание. Это связано с конструктивным особенностями, определяемыми уровнем развития технологий.

Классификация процессов дробления.

По виду реализации дробления его методы делят на:

• Ручное дробление. Это трудоемкая и дорогая операция, применяется лишь в особых случаях, например при обнаружении отдельных крупных кусков породы, размер которых превышает загрузочное отверстие дробилки.
• Механическое дробление. Наиболее распространённый вид дробления, при котором к материалу прилагаются усилия от движущегося дробящего тела.
• Пневматическое, или взрывное дробление. При этом происходит разрушение материалов, за счёт энергии взрыва.
• Электрогидравлическое дробление, при котором материал погружается в воду и его разрушение производится ударной волной, от мощного электрического разряда.
• Электроимпульсное дробление специальным электрическим пробоем материала.
• Электротермическое дробление нагревом материала электрическим током и последующим тепловым или электрическим пробоем.

По способу воздействия на материал процессы дробления подразделяются на:

• Статические способы механического дробления — раздавливание, раскалывание, излом, происходящие в щёковых, конусных и валковых дробилках.
• Динамические способы дробления — удар и истирание, происходящие в роторных дробилках; раскалывание, раздавливание в стержневых дробилках — дезинтеграторах.

По крупности конечного продукта дробление делятся на:

• Крупное дробление (100-350 мм),
• Среднее дробление (40-100 мм),
• Мелкое дробление (5-40 мм),
• Измельчение, истирание (менее 5 мм).

По технологическому назначению процессы дробления подразделяются:

• Подготовительное дробление для подготовки материала к обогащению или дальнейшей переработке.
• Окончательное дробление, в результате которого получаются товарные продукты дробления, например, при выпуске сортовых углей.
• Избирательное дробление, при котором один из компонентов материала, с меньшей прочностью, под действием одинаковой нагрузки разрушается раньше и сильнее другого, более прочного.

Процессы дробления могут быть в открытом или замкнутом цикле. Процесс дробления как правило идет в сочетании с предварительным грохочением, когда весь исходный материал сначала поступает на грохот, а в дробилку направляются лишь крупные куски, а остальное идет далее, не требуя дробления.

При открытом цикле дробления продукт подается в дробилку только один раз, при замкнутом цикле дробления — материал из дробилки поступает на грохот, где происходит его сортировка и крупные куски возвращаются на следующий цикл дробления, а мелкие — на дальнейшую обработку. При замкнутом цикле дробления достигается лучший результат, так как получаемый гранулометрический состав однороден, так же уменьшается расход энергии и износ частей дробилки.

В зависимости от требуемого размера готового продукта, применяют последовательно несколько этапов дробления, например при дроблении руд цветных металлов, дробление происходит 2 — 4 раза, руд чёрных металлов и угля 2 или 3 раза.

Дробилки и их конструкция.

Основная классификация дробилок производится по особенностям конструктивного исполнения рабочего органа.

• Щёковые дробилки, в которых дробление материала происходит при помощи двух прямоугольных плит (шёк). Одна из щёк или обе одновременно совершают колебательные движения.
• Конусные дробилки, в которых материал для дробления проходит между двумя конусами внутренней поверхностью неподвижного и внешней поверхностью подвижного.
• Валковые дробилки, в которых материал для дробления поступает между парой цилиндрических валков или подвижным валком и плитой.
• Дробилки ударного действия, такие как роторные дробилки, молотковые дробилки. Дробление в них происходит специальными битами (молотками), закреплёнными на корпусе быстро вращающегося ротора).
• Существуют так же комбинированные дробилок оборудованные рабочими органами двух видов в одном корпусе.

Каждый вид дробильного оборудования в свою очередь можно разделить на подвиды по конструктивному исполнению и особенностям устройства рабочего органа. Щёковые дробилки могут быть оборудованы простым или сложным движением щеки. Конусные дробилки оборудуются консольными или подвесными валами. Валковые дробилки могут быть одновалковые, двухвалковые, трёхвалковые и четырёхвалковые. Роторные — одно- и двухроторные.

Основа конструкции дробилки любого типа — наличие камеры дробления, которая образована главным рабочим органом, передающим энергию на дробление материала и вспомогательным, сужающимся от приёмного отверстия к выходному. Ширина приёмного отверстия дробилки должна превышать допустимый размер наибольшего куска исходного материала.

В процессе дробления материал в камере дробления непрерывно перемещается, постепенно измельчаясь и поступая в более узкую её часть. Частицы, достигшие заданного размера, выгружаются из зоны дробления через выходное отверстие.

Выбор типа дробилки зависит от типа материала и поставленных задач.

• Щёковые и конусные дробилки применяются для дробления абразивных материалов прочных и средней прочности.
• Валковые дробилки хорошо себя зарекомендовали при обработке материалов средней прочности.
• Ударные дробилки хороши для малоабразивных материалов, мягких и средней прочности.

Путь совершенствование дробилок направлен в сторону увеличения мощности, срока службы, снижения уровня шума и запылённости. Это достигается применением в их конструкции гидравлических систем защиты от поломок и регулирования размеров дробления. На современные дробилки устанавливаются системы автоматического контроля и управления режимами работы дробилок. На смену классическим механическим дробилкам постоянно разрабатываются дробилки с электрическим, термическим, взрывным и другими способами дробления.

Завод нестандартного оборудования «Машинопромышленное объединение», имея высококвалифицированные кадры и огромный опыт всегда готов прийти на помощь на любом этапе эксплуатации и обслуживания дробильного оборудования различных конструкций. Более подробно о дробилках определенных конструкции будет написано в следующих наших статьях. О некоторых дробилках, которые мы производим читайте в разделе нашего сайта ИЗГОТОВЛЕНИЕ ДРОБИЛОК

Источник