logo
КАСАТКИН

Общие сведения

Скорость химических и диффузионных процессов, протекающих с уча- стием твердой фазы, повышается при увеличении ее поверхности. Увели- чить поверхность обрабатываемого твердого материала можно, уменьшая размеры его кусков, т. е. путем измельчения.

Процессы измельчения условно подразделяют на дробление (крупное, среднее и мелкое) иизмельчение (тонкое и сверхтонкое).

Измельчение материалов осущест- вляют путем раздавливания, раска- лывания, истирания и удара (рис.

ХУПЫ); В большинстве случаев эти виды воздействия на материал ис- пользуют комбинированно; при этом обычно основное значение имеет один из них, что обусловлено конструк- цией машины, применяемой для из- мельчения.

В зависимости от физико-механи- ческих свойств и размеров кусков (крупности) измельчаемого материа-

ла выбирают тот или иной вид воздействия. Так, дробление твердых и хрупких материалов производят раздавливанием, раскалыванием и уда- ром, твердых и вязких — раздавливанием и истиранием.

Дробление материалов обычно осуществляется сухим способом (без применения воды), тонкое измельчение часто проводят мокрым способом (с использованием воды). При мокром измельчении пылеобразо- вания не наблюдается и облегчается транспортирование измельченных продуктов.

У' Результат измельчения характеризуется степенью измель­чения, равной отношению среднего характерного размера Э куска материала до измельчения к среднему характерному размеру й куска после измельчения:

Рис. ХУШ-1. Способы измельчения ма­териалов:

а — раздавливание; б —* раскалывание; в -*

истирание; г

УДар.

Р

<х

(XVIII,!)

Характерным линейным размером куска шарообразной формы является диаметр, куска кубической формы — длина ребра. Характерный линей­ный размер кусков неправильной геометрической формы может быть найден, например, как средняя геометрическая величина:

ах = Уш

где I, Ь, к — максимальные размеры куска по трем взаимно перпендикулярным направле­ниям. Наибольший из этих размеров (/) — длина, средний (6) — ширина, а наименьший Н) — толщина.

680

Гл. XVIII. Измельчение твердых материалов

Для расчета среднего характерного размера кусков материал разде­ляют с помощью набора сит на несколько фракций. В каждой фракции находят средний характерный размер как полусумму характерных разме­ров максимального йтах и минимального йт[а кусков:

л ^шах Н~ ^т1п “ср — 5

Практически размер максимальных кусков определяется размером отверстий сита, через которое проходит весь материал данной фракции, а размер минимальных кусков — размером отверстий сита, на котором данная фракция материала остается.

Средний характерный размер куска в смеси вычисляют по уравнению

<г =

^Ср .1^1 <^ср 2а2 4- <1Ср пап

а1 ^2 +•■•+• аП

где йср 1, йср г <1срп — средние размеры кусков каждой фракции; аи аг, . . ап —

содержание каждой фракции, вес. %.

Найденные таким образом средние характерные размеры кусков И и й исходного и измельченного материала используются для расчета степени измельчения по формуле (XVIII, 1).

Способы дробления крупнокусковых материалов и размеры дробильного оборудова­ния зависят от размеров самых крупных кусков исходного и дробленого материала. По­этому степень дробления часто определяется отношением характерного размера наиболее крупных кусков до измельчения к характерному размеру их после измельчения.

В промышленности в большинстве случаев требуются высокие степени измельчения. Часто размеры кусков исходного материала достигают 1500 мм, тогда как в технологических процессах иногда используется материал, размеры частиц которого составляют доли микрона. Такие сте­пени измельчения достигаются при измельчении в несколько стадий, поскольку за один прием (на одной машине) не удается получить продукт заданной конечной крупности.

В завимимости от размеров наиболее крупных кусков исходного и измельченного материала ориентировочно различают следующие виды измельчения:

Размер кусков Размер кусков Степень

Вид нзмельчення до измельчения после измельче- измельче-

мм ния, мм ВИЯ

Крупное дробление 1500—300 300—100 2—6

Среднее дробление 300—100 50—10 5—10

Мелкое дробление 50—10 10—2 10—50

Тонкое измельчение ...... 10—2 2—75-10~3 —100

Сверхтонкое измельчение .... 10—75-10~3 75-10"3—1-10"4 —

По своему назначению измельчающие машины условно делятся на дробилки крупного, среднего и мелкого дробления имельннцы гонкого и сверхтонкого измельчения.

По основному способу механического воздействия на материал измель­чающие машины можно разделить на следующие основные группы: раска­лывающего действия, раздавливающего действия, истирающе-раздавли- вающего действия, ударного действия, ударно-истирающего действия, коллоидные измельчители.

Дробление и особенно измельчение — весьма энергоемкие операции, поэтому необходимо стремиться к уменьшению массы перерабатываемого материала, руководствуясь принципом: не измельчать ничего лишнего. По этому принципу из материала, подлежащего измельчению, целесооб­разно перед измельчающей машиной выделить (насколько это возможно) куски (зерна) мельче того размера, до которого производится измельчение

2. Физико-механические основы измельчения. Расход энергии

681

на данной стадии. Выделение «мелочи» осуществляется, например, сито­вой классификацией — разделением сыпучих материалов на классы по крупности путем просеивания через одно или несколько сит. Классификация позволяет в значительной степени предотвратить попада­ние в измельчитель кусков (зерен) материала, размеры которых меньше или равны заданному наибольшему размеру кусков продукта, получае­мого в данной дробилке (мельнице). При этом уменьшается расход энергии на измельчение, становится возможным увеличение производительности измельчителя, конечный продукт получается более равномерным по раз­мерам кусков. >

Дробилки и мельницы работают в открытом и замкнутом циклах.

При измельчении в открытом цикле (рис. XVIП-2, а) мате­риал проходит через измельчающую машину один раз. В открытом цикле

■ Исходный Исходный материал материал

ИзтльчетеС\

Конечный

продукт

Исходный

материал

Исходный

материал

Классшртц'м [претритель-\ на я и лобе- рочная)

Конечный

продукт

Шйссшритиия'

1 (поВерочная)

.. ] , - Конечный Конечный продукт

продукт * *

ИзмельчениеХ

Рис. ХУШ-2. Схемы циклов измельчения:

а — открытый цикл; б — открытый цикл с предварительной классификацией; в — замкнутый цикл; г — замкнутый цикл с совмещенными предварительной и поверочной классифика­цией; / — измельчитель; 2 — классификатор.

проводят крупное и среднее дробление, когда не требуется получать макси­мальные зерна конечного продукта определенного размера. При наличии «мелочи» в исходном материале его предварительно классифицируют (рис. ХУШ-2, б), при этом «мелочь» не подают в измельчитель, а сразу присоединяют к конечному продукту.

При измельчении в замкнутом цикле (рис. ХУШ-2, в) материал неоднократно проходит через дробилку (мельницу). Измельчен­ный продукт из измельчителя поступает в классификатор, где из продукта выделяются куски (зерна) размерами больше допустимого предела, кото­рые возвращаются в ту же дробилку (мельницу). Часто такую поверочную классификацию совмещают с предварительной классификацией исходного продукта (рис. ХУШ-2, г).

Работа по замкнутому циклу широко применяется при тонком измель­чении. При этом благодаря предварительной и поверочной классифика­ции в измельчитель практически не попадает «ничего лишнего». При осу­ществлении многостадийного размола измельчающая машина последней стадии обычно работает в замкнутом цикле.

  1. Yandex.RTB R-A-252273-3
    Yandex.RTB R-A-252273-4