Оборудование для измельчения материалов

Процессы измельчения. Классификация дробилок и измельчителей

Измельчение — уменьшение размеров кусков твердого материала механическим воздействием — широко используют в различных технологических процессах химической промышленности. В одних случаях, например при измельчении природных материалов, этот процесс относится к начальной или промежуточным стадиям производства и получаемый измельченный материал направляется на дальнейшую переработку, в других он позволяет получить товарную продукцию (пресс-порошки, пигменты и др.). Измельчение позволяет увеличить поверхность фазового контакта взаимодействующих масс, что значительно интенсифицирует такие процессы, как растворение, химическое взаимодействие, горение и др.

Основные характеристики процесса измельчения.

Процесс измельчения характеризуют степенью измельчения — отношением средних диаметров кусков материала до и после измельчения (соответственно dH и dK):

Из-за трудности определения средних диаметров кусков обычно степень измельчения определяют как отношение средневзвешенных размеров исходного и конечного продуктов, которые находят по результатам ситового анализа.

В зависимости от размеров кусков получаемого продукта различают следующие виды измельчения: дробление крупное (<4 = 100−5-350 мм), среднее (<4 = 40−5- 100 мм) и мелкое (*4 = 5−5-40 мм); помол грубый (<4 = 0,1−5-5 мм), средний (<4 = 0,05-s-0,1 мм), тонкий (<4 = 0,001 -5- 0,005 мм) и сверхтонкий (<4 < 0,001 мм).

Измельчение обычно реализуют по стадиям с последовательным переходом от крупного дробления к более мелкому и к помолу с постадийным разделением материала по классам.

При выборе оборудования для измельчения материала необходимо учитывать прочность последнего, т. е. его свойство сопротивляться разрушению под внешним воздействием. Это свойство оценивают пределами прочности при сжатии [о_сж] и растяжении [о_р], которые определяют опытным путем по величине разрушающего усилия при испытаниях образцов кубической или цилиндрической формы на одноосное сжатие (растяжение).

М. Я. Сапожников и И. А. Булавин рекомендуют следующую классификацию материалов в зависимости от значений предела прочности при сжатии [<�т_сж] (МПа): мягкие ([о_сж] <10), средней прочности ([а_сж] <10−5- 50), прочные ([а_сж] >50).

Для природных материалов характерны большие колебания механических свойств. Материалы анизотропны, т. е. обладают различными свойствами в разных направлениях, что является следствием их слоистости, наличия трещин, инородных включений. Значительно влияние пористости, влажности, масштабного фактора.

Анизотропия свойств природных материалов проявляется, в частности, и в том, что их предел прочности при растяжении примерно на порядок меньше предела прочности при сжатии. Модуль упругости Е в большинстве случаев является переменной величиной в процессе нагружения материала; например, для упомянутых пород он равен соответственно (5,8 -5- 8,6) • 10⁴ и (3,4+ 5,0) • 10⁴ МПа. Однако при расчете усилий и энергозатрат связь нормальных напряжений с относительной деформацией е описывают законом Гука о = е?, вводя в расчет усредненное значение модуля упругости Е.