Дробление и помол каменистых материалов

Обожженные, отсортированные и промытые каменистые материалы (полевой шпат, пегматит, кварц, гусевский камень и др.), а также кусковые (мрамор, доломит, фарфоровый и фаянсовый бой) измельчают на дробильно-помольных машинах. В процессе измельчения применяются дробление и помол (табл. 4).

Таблица 4. Виды дробления и помола
Показатели Дробление Помол
крупное среднее мелкое тонкое грубый тонкий
Размер кусков после дробления, мм, более 100 30 3 0,5
Размер частиц, мм, менее 0,5 0,1

Способы измельчения выбирают в зависимости от физических свойств материала, степени крупности кусков и степени измельчения. По степени крупности материал подразделяют на крупный (размеры кусков более 500 мм), средний (размеры кусков от 500 до 10 мм), мелкий (размеры кусков менее 10 мм). Степенью измельчения (i) называют отношение размера куска материала до измельчения (D) к размеру куска (или частицы) после измельчения (d): i = D/d.

Наиболее распространены следующие способы измельчения материалов, раздавливание, истирание, изгиб, удар, раздавливание и изгиб, удар и истирание и т. д. (рис. 5).

Дробильно-помольные машины классифицируются по различным признакам.

По технологическому назначению различают машины первичного измельчения, где дробится материал, поступающий непосредственно со склада или карьера; машины вторичного измельчения, в которые подается материал, уже прошедший первичное измельчение.

По величине частиц конечного продукта машины подразделяются на дробилки, измельчающие материал до величины частиц более 0,5 мм; мельницы, измельчающие материал до величины частиц менее 0,5 мм.

По принципу действия и конструктивным особенностям различают щековые, конусные и валковые дробилки.

способы измельчения каменистых материалов
Рис. 5. Способы измельчения каменистых материалов:
а — раздавливание, б — истирание, в — изгиб, г — удар, д - раздавливание и истирание, е — раздавливание и изгиб, ж — удар и истирание

барабанный грохот-бурат
Рис. 7. Барабанный грохот-бурат: 1 — горизонтальный вал, 2 — подшипники, 3 — приемная воронка, 4 — сетки разных размеров, 5 — рамки с сетками

дробильно-помольные машины
Рис. 6. Дробильно-помольные машины:
а - щековая дробилка с простым качанием щеки, б - щековая дробилка со сложным качанием щеки, в - конусная дробилка с подвижным валом, г - конусная дробилка с неподвижной осью, д - валковая дробилка, е - бегуны, ж – дезинтегратор: 1 - диски, 2 пальцы, 3 - приемная воронка; з - молотковая мельница: 1 - корпус мельницы, 2 - приемная воронка, 3 - стальные плиты (футеровка), 4 - ротор, 5 - молотки, 6 - разгрузочная решетка; и - барабанная вращающаяся мельница; к - вибрационная мельница

Щековые дробилки бывают с простым (рис. 6, а) и сложным (рис. 6, б) качанием подвижной щеки. Первые измельчают материал раздавливанием, а вторые - раздавливанием и истиранием при периодическом приближении подвижной щеки к неподвижной. Основные показатели: размер загружаемых кусков 210-1300 мм, ширина разгрузочной щели 20-180 мм, производительность 3,5- 550 м 3/ч.

Конусные дробилки с подвижным валом (рис. 6, в) и с неподвижной осью (рис. 6, г) измельчают материал раздавливанием и изгибом при постоянном приближении к поверхности подвижного конуса, который совершает поступательные движения в горизонтальной плоскости или круговые движения, эксцентричные относительно внутренней поверхности неподвижного конуса. Основные показатели: ширина загрузочного отверстия 100-2000 мм, ширина разгрузочной щели 5-350 мм, производительность 10-300 м3/ч. В настоящее время для предварительного помола каменистых материалов широко используются конические мельницы типа «Хардинг» (ФРГ).

Валковые дробилки (рис. 6, д) измельчают материал в основном раздавливанием между вращающимися навстречу друг другу валками с гладкой, рифленой, ребристой или зубчатой поверхностями. Основные показатели: диаметр валков 600-1250 мм, длина 400-1000 мм, производительность 8-700 м3/ч.

Бегуны (рис. 6, е) предназначены для мелкого и тонкого дробления материалов (мягких и средней твердости) раздавливанием и истиранием между цилиндрической поверхностью катков и плоской поверхностью чаши. В производстве тонкой керамики применяют бегуны с гранитными или кварцитовыми катками и подом для предохранения сырья от загрязнения металлическим железом, так как при использовании стальных и чугунных катков это неизбежно. После помола на бегунах получают материал, проходящий через сито № 1,25 (36,7 отв/см2). Бегуны работают в замкнутом цикле с ковшовыми элеваторами и вращающимися (рис. 7) или вибрационными ситами и магнитным сепаратором. Основные показатели: размер катка D х b — 1.4 х 0,4 м (D - диаметр катка, b - его ширина), производительность - 9.5 т/ч.

Дезинтеграторы (см. рис. 6, ж) предназначены для измельчения сухих пластичных материалов: глин, каолинов, талька. В корпусе дезинтегратора в противоположных направлениях вращаются диски 1, по окружности которых установлены концентрическими рядами пальцы 2, выполненные из износостойкой стали. Через приемную воронку куски материала попадают в дезинтегратор и разбиваются пальцами, расположенными в первом ряду диска, отбрасываются ими к следующему ряду пальцев диска, вращающегося в противоположном направлении и т. д. Тонина помола составляет 0,4-0,7 мм и менее.

Молотковые дробилки (см. рис. 6, з) предназначаются для размола материалов менее твердых, чем кварц и полевой шпат (бой капселей, лещадок, дегидратированной глины и др.). В корпусе дробилки 1, футерованном изнутри износостойкими стальными плитами 3, вращается в подшипниках дробильный ротор 4. Ротор состоит из дисков с отверстиями, в которых крепятся молотки 5. Через воронку 2 измельчаемый материал загружают в дробилку, где молотками его разбивают на мелкие куски. Размолотый материал проваливается через решетку 6 в разгрузочную камеру дробилки. Для дробления боя капселей и лещадок применяют более тяжелые молотки, чем для измельчения материалов, прошедших стадию грубого дробления. Размер кусков до измельчения 25-30 мм, размер частиц после измельчения 4 мм и менее.

Для одновременного измельчения и сушки различных материалов (например, глины), а также для обжига (дегидратации глин) и помола гипса применяются молотковые шахтные мельницы. Материал загружают в шахту, куда поступают горячие газы, а затем в корпус мельницы, измельчается быстровращающимися шарнирно закрепленными молотками и подсушивается газами. Измельченный и подсушенный материал выносится из мельницы пропускаемым через нее воздушным потоком в шахту, из которой грубые частицы выпадают в мельницу для дальнейшего измельчения, а частицы с размерами менее 1 мм уносятся воздушным потоком в пылеосадительные устройства, т. е. шахта мельницы является своеобразным сепаратором.