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:

  • клин;
  • «кошки»;
  • клещи и т.п.

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.