Процесс дробления способы дробления стадии дробления

Дробление

Дробление – это процесс разрушения кусков полезного ископаемого под действием внешних сил.

По технологическому назначению различают следующие виды дробления:

• подготовительное – подготовка сырья к дальнейшему обогащению;
• самостоятельное – полученные продукты являются товарными и не подвергаются дальнейшему обогащению. Например, при переработке некоторых видов строительных материалов;
• избирательное – один из компонентов отличается небольшой прочностью и разрушается эффективнее другого, с их последующим разделением по крупности.

По различию использованных сил различают следующие типы дробления:

• механический;
• пневматический (взрывной);
• электрогидравлический, электроимпульсный, электротермический;
• аэродинамический (струйный);
• ультразвуковой.

В обогащении полезных ископаемых применяется механическое дробление, остальные типы дробления относятся к другим сферам. Дробление полезного ископаемого осуществляется только в воздушной среде (сухое дробление), вода может подаваться в процесс лишь для пылеподавления.

По виду основной необратимой деформации различают следующие способы дробления:

• удар;
• раздавливание;
• раскалывание;
• истирание;
• излом;
• срезывание;
• раздавливание в сочетании с истиранием и изгибом;
• раскалывание в сочетании с изгибом.

Пределы крупности дробления и последующего измельчения определяются многими факторами, основными из которых являются дробимость, крупность вкрапленности полезного ископаемого и применяемые методы обогащения.

Основным показателем, характеризующим интенсивность процесса дробления, является степень дробления. Степень дробления показывает во сколько раз первоначальный размер куска полезного ископаемого уменьшился в результате дробления.

Степень дробления – это отношение размера максимальных кусков исходного материала к размеру максимальных кусков дроблёного продукта.

Степень дробления – всегда целая величина, при расчёте полученные результаты округляются в большую строну. Для определения степени дробления вычисляют максимальный среднеарифметический или среднегеометрический диаметр кусков исходного питания и дроблённого продукта. Максимальная величина степени дробления, которую можно получить в одной дробилке, не превышает 8-10, исключение составляют лишь конусные инерционные дробилки, где степень дробления может достигать 15-20. Поэтому дробление руды на обогатительных фабриках никогда не осуществляется в одну стадию, как правило, это 3-4 стадии дробления. При дроблении в несколько последовательных стадий общая степень дробления будет равна произведению стадиальных степеней дробления.

Стадия дробления – это часть общего процесса дробления, которую можно осуществить в одном аппарате. Стадии дробления в зависимости от верхнего предела крупности дроблённого продукта принято условно различать на:

• крупное дробление – от 1200 до 300 мм;
• среднее – от 300 до 75 мм;
• мелкое – от 75 до 10 мм.

Оборудование для дробления

Аппараты, в которых производится процесс дробления называются дробилками. Различают следующие типы дробилок:

В зависимости от производительности, условий работы, крупности питания, дробимости, наличия глинистых и илистых частиц в исходном питании, требуемого гранулометрического состава продукта дробления и других факторов на ОФ для крупного дробления применяют конусные, щековые дробилки и гирационные дробилки; для среднего дробления – конусные, валковые, молотковые; для мелкого дробления – конусные, валковые, ударного действия, с безударным ротором (центробежные однодисковые и центробежные многодисковые).

Дробилки могут работать в:

• открытом цикле – дробление материала без последующего грохочения или без возвращения крупного продукта на додрабливание в ту же дробилку;
• замкнутом цикле – дробление материала с последующим грохочением и возвращением крупного продукта на додрабливание в ту же дробилку. В этом случае, грохочение относится к той операции дробления, в которую поступает надрешётный продукт грохота. Надрешётный продукт грохота, отнесённый к исходному питанию и выраженный в процентах, называется циркулирующей нагрузкой замкнутого цикла.

Если грохочение предшествует операции дробления, то оно называется предварительным, если осуществляется после дробления – поверочным (контрольным).

Схема дробления – графическое изображение последовательности операций при дроблении. Схемы дробления могут быть одно-, двух- и многостадиальными. Для предотвращения переизмельчения раскрытых рудных и нерудных минералов в схему дробления можно включать отдельные операции обогащения (межстадиальное обогащение).

Процесс дробления полезных ископаемых оценивается следующими показателями:

• эффективность – отношение количества образованного при дроблении класса заданной крупности к количеству материала в исходном питании, требующему додрабливания (%);
• удельный расход электроэнергии – отношение расхода электроэнергии к производительности машины (кВТ*ч/т).

Перед дроблением угля необходимо предусмотреть устройство для удаления деревянных и металлических предметов, поступающих вместе с углём. Деревянные и другие предметы удаляются с ленточного конвейера. Для удаления из угля металлических предметов применяются электромагнитные шкивы и подвесные электромагнитные железоотделители.

Дробление негабаритов

Часто в рабочее пространство щековых дробилок попадают крупные куски округлой формы или куски, размер которых превышает ширину загрузочного отверстия. Крепкий кусок округлой формы не захватывается щеками и не дробится. Подвижная щека скользит по его поверхности и при приближении к неподвижной выталкивает его вверх. При отходе щеки кусок под тяжестью своей массы снова опускается вниз. Кусок большого размера может даже перекрыть загрузочное отверстие. В том и другом случае необходимо или принять меры, обеспечивающие прохождение куска через дробилку, т.е. раздробить его, или удалить этот кусок. Для этих целей изготавливают специальные устройства и инструменты:

При дроблении крепкого куска округлой формы при помощи клина, клин, подвешенный на длинный трос на крюк крана, опускается в щель между куском и неподвижной или подвижной щекой. В результате изменяется угол захвата куска между щеками, и кусок может быть раздроблен. Если использование клина не дает желаемых результатов или загрузочное отверстие дробилки перекрыто куском, имеющим размер больший размера загрузочного отверстия, то кусок поворачивают при помощи так называемых «кошек» или специально для этой цели изготовленных клещей. «Кошки» в виде крюка большого размера с зубьями или без них вырезают обычно из листа железа толщиной 30-50 мм и подвешивают на крюк крана при помощи троса. В том случае, когда раздробить кусок не удается, его удаляют из рабочего пространства, обвязав тросом, концы которого закрепляются на крюке крана.

Все работы по дроблению или удалению крупного куска могут производиться при работающей дробилке, но с обязательным соблюдением правил техники безопасности, предусмотренных в специально разработанной для выполнения этих работ инструкции. Поэтому в здании, где работает щековая дробилка, всегда должны быть в наличии исправный, готовый к работе кран и указанные приспособления.

В случае забивки рабочего пространства щековой дробилки мелким материалом очистка производится при остановленной дробилке с выполнением правил техники безопасности. Очистку производят сверху. Материал вручную нагружают в бадью с открывающимся днищем, которую при помощи крана поднимают из рабочего пространства и выгружают.

Очистка рабочего пространства конусной дробилки для среднего и мелкого дробления производится при помощи крючков и пик, специально изготовленных для этой цели. При спуске в рабочее пространство дробилки необходимо пользоваться предохранительными поясами. Загрузочные отверстия в этом случае перекрываются настилом для предотвращения падения на людей случайных предметов. Разбутовка, очистка и пуск дробилок после их аварийной остановки должны производиться по специальной инструкции, утвержденной главным инженером фабрики, а резка металла, застрявшего в рабочей зоне, – только под наблюдением лица технического надзора. Иногда удаление застрявших в рабочем пространстве дробилки кусков руды осуществляют с помощью взрыва, при этом необходимо соблюдать Правила безопасности при взрывных работах. Разбивать в рабочем пространстве дробилки куски руды молотками или кувалдами запрещается.

Источник

5.2 Стадии и степень дробления

Процессы дробления осуществляются обычно в три стадии:

— крупное дробление – от 1200 до 300 мм

— среднее дробление – от 300 до 75 мм

— мелкое дробление – от 75 до 15 мм

Каждая стадия характеризуется степенью дробления (i), то есть отношением диаметра максимальных кусков руды, поступающих на дробление (Д_max) к диаметру максимальных кусков руды после дробления (d _max):

i =

Степень дробления, посчитанная по формуле, характеризует процессы дробления и измельчения недостаточно полно, допустим, что при дроблении или измельчении двух материалов, имеющих одинаковые характеристики крупности, получены продукты с одинаковыми максимальными кусками, но с различными характеристиками крупности. Суммарная характеристика по плюсу для одного продукта выпуклая, а для другого – вогнутая. Это означает, что второй продукт раздроблен мельче, чем первый, но если подсчитать степени дробления по отношению размеров максимальных кусков, то они окажутся одинаковыми. Отсюда видно, что степень дробления правильнее вычислять как отношение средних диаметров, которые находятся с учетом характеристик крупности исходного материала и продукта дробления.

Степень дробления, достигаемая в каждой отдельной стадии, называется частной степенью дробления.

i₁ = = 4; i₂ = = 4; i₃ = = 5.

Общая степень дробления равна произведению частных степеней дробления.

Степень дробления определяется возможностью дробильного оборудования.

I стадии дробления i = 3-5

II стадии дробления i = 3-5

III стадии дробления i = 3-8 (10)

Стадия дробления – это одна операция дробления или совокупность операции дробления с грохочением.

5.3 Способы дробления

Под способом дробления понимают вид воздействия разрушающей силы на куски дробимого материала. Процесс разрушения может наступить в результате (рис. 5.1):

раздавливания (дешевый способ) раскалывания (для хрупких руд)

истирания удар (для материала средней твердости)

Рис. 5.1 Способы дробления

Способ дробления выбирается в зависимости от физико-механических свойств дробимого материала и от крупности кусков. Различают горные породы прочные или твердые и мене прочные или мягкие; породы вязкие и хрупкие. Способность горных пород противостоять разрушению зависит так же от наличия трещин в кусках и способа воздействия на них окружающего усилия. Наибольшее сопротивление оказывают горные породы раздавливанию, меньшее – изгибу, и наименьшее – растяжению. Нередко применяют сочетание способов разрушения.

5.4 Технология дробления

Из соображений конструктивного характера, а так же вследствие нежелательности переизмельчения, в современной практике обогащения применяются дробилки, работающие главным образом раздавливанием и ударом при добавочных истирающих и изгибающих воздействиях на дробимый материал.

Крупное, среднее и мелкое дробление твердых (прочных) и хрупких пород целесообразно производить раздавливанием, а твердых и вязких пород – раздавливанием с участием истирания. Крупное дробление мягких и хрупких пород целесообразно выполнять раскалыванием, а среднее и мелкое – ударом. Все полезные ископаемые измельчают ударом с участием истирания.

Крупное, среднее и мелкое дробление обычно сухое, мокрое дробление применяют только в тех случаях, когда дробимый материал содержит глину, которую стараются отмыть одновременно с дроблением. Промывка, например, производится при дроблении глинистых железных 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.

Иногда материалы, слагающие куски полезных ископаемых, обладают различными физико-механическими свойствами. После дробления или измельчения таких полезных ископаемых, в специально подобранных условиях, одни, более твердые и прочные минералы, будут представлены крупными кусками, другие, менее твердые и хрупкие, — кусками значительно меньшего размера. Последующий рассев дробленого продукта позволит отделить одни минералы от других, т.е. произвести более или менее совершенное обогащение полезного ископаемого. Дробление или измельчение в этом случае имеет значение обогатительной операции и называется «избирательным дроблением».

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