Назначение операций дробления и основные характеристики процесса

Размещено на http://www.allbest.ru/

Кафедра «Физические процессы горного и нефтегазового производства»

РЕФЕРАТ

На тему: Назначение операций дробления и основные характеристики процесса

По дисциплине: Переработка полезных ископаемых

Выполнила: Студентка группы ЕФП-1-20

Доскожоева Нуркыз

Проверил: к. г-м. н, доцент Абдурахмонов Г. А.

Бишкек 2024



Содержание

Введение

1.1 Процесс дробления

1.2 Стадии и степень дробления

1.3 Способы дробления

1.4 Технология дробления

2.1 Машины для дробление

2.2 Щековые дробилки

2.3 Конусные дробилки

2.4 Дробилки ударного действия

Заключение

Список литературы



Введение

Введение Процессы дробления, измельчения и грохочения издавна широко применяются в производственной деятельности человека. Подсчитано, что в настоящее время одна двадцатая часть электроэнергии, производимой в мире, расходуется на дробление и измельчение твердых материалов. Технологическое назначение операций дробления и измельчения заключается в том, чтобы раскрыть минералы при максимально возможной крупности, при минимальном переизмельчении, т.е. осуществить принцип «не дробить ничего лишнего». Экономическое значение этих операций определяется тем, что на обогатительных фабриках на дробление и измельчение падает 50-70% общих капитальных затрат и такая же доля общих эксплуатационных расходов. При операциях дробления и измельчения расходуется много энергии и стали. Удельный расход энергии по фабрикам колеблется в пределах 7-20 кВтЧч/т руды, расход стали - от 1 до 3 кг/т руды.



1.1 Процесс дробления

Дроблением называется процесс уменьшения размеров кусков руды под действием внешних механических сил. При этом получается продукт крупностью 15 мм. Такая крупность граничного зерна условна и может колебаться в зависимости от вида полезного ископаемого. Дальнейшее уменьшение крупности материала называется измельчением.

Дробление производится не только на обогатительных фабриках. Дроблению подвергаются: уголь или сланец на электростанциях, сжигающих топливо в пылевидном состоянии; уголь на коксохимических заводах перед коксованием; известняки и доломиты в качестве флюсов на металлургических заводах; камень с целью приготовления щебня для промышленного и дорожного строительства и т.д. В этих случаях продукты дробления используются непосредственно, и процесс дробления имеет самостоятельное значение. Крупность получаемых при этом продуктов устанавливается исходя из требований технологии потребляющих производств.

Процессы дробления применяются, главным образом, для подготовки сырья к дальнейшему измельчению. Единой целью этих операций является раскрытие зерен ценных компонентов перед обогащением.

1.2 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.

i_общ.=i₁*i₂*i₃= 4 * 4 * 5 = 80

Степень дробления определяется возможностью дробильного оборудования.

Обычно для

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.

1.3 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)

излом

Рис. 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.



1.4 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».

Схемы дробления состоят из отдельных стадий дробления, включающих предварительное и поверочное грохочение.

Существует несколько разновидностей схем дробления: схема, состоящая только из одной операции дробления; с операцией поверочного грохочения; с операцией предварительного грохочения; с операциями предварительного и поверочного грохочения и с совмещенными операциями предварительного и поверочного грохочения.

Схему дробления и грохочения выбирают такой, чтобы руда не переизмельчалась, то есть соблюдался принцип «не дробить ничего лишнего». Для этого используют операцию предварительного грохочения, назначение которой - выделить готовый по крупности продукт. Однако предварительное грохочение применяется, если содержание мелочи в исходной руде превышает 17-20%, то есть гранулометрическая характеристика прямолинейная или вогнутая. В противном случае предварительное грохочение экономически не выгодно.

Поверочное грохочение применяют для контроля крупности дробленого продукта обычно в последней стадии дробления. Так как введение этой операции в первые стадии дробления приводит к увеличению капитальных затрат вследствие установки перегрузочных узлов.

Схемы дробления бывают от одной до четырех стадий дробления (рис. 5.2).

Одностадиальные схемы дробления применяются редко, только на фабриках небольшой производительности. Чаще всего применяются двух и трех стадиальные схемы дробления. Четырехстадиальные схемы дробления применяют только на обогатительных фабриках большой производительности на рудах, которые образуют большое количество кусков плоской формы.

В настоящее время в основном применяют двухстадиальные схемы дробления. Такие схемы с предварительным грохочением в обеих стадиях применяют для дробления мягких руд, содержащих значительное количество мелкого материала, например касситерит SnO₂, шеелит CaWO₄, вольфрамит FeMnWO₄, которые склонны к переизмельчению (рис. 5.3).

Двухстадиальная схема дробления без предварительного грохочения применяется для твердых руд, содержащих небольшое количество мелкого материала в исходной руде и неподдающихся переизмельчению (рис. 5.4).

Трехстадиальные схемы дробления с предварительным грохочением в I и II стадиях и с предварительным и поверочным грохочением в III стадии применяются для мягких и хрупких материалов (рис. 5.5).



2.1 Машины для дробления

1. Классификация дробилок

2. Щековые дробилки

3. Конусные дробилки

4. Дробилки ударного действия

1. Классификация дробилок

Дробильное оборудование, исходя из принципов дробления, можно разделить на четыре группы:

1. Щековые дробилки с подвижной щекой, работающие раздавливанием при периодическом нажатии подвижной щеки:

а) с простым качанием щеки;

б) со сложным качанием щеки.

2. Конусные дробилки - дробление материала, в которых производится раздавливанием с изломом и истиранием между подвижным и неподвижным конусами:

а) конусные дробилки с крутым конусом (для крупного дробления);

б) конусные дробилки с пологим конусом для среднего и мелкого дробления.

3. Валковые дробилки с вращающимися навстречу друг другу валками. Дробления материала осуществляется раздавливанием, раскалыванием. Дробилки изготавливаются:

а) с гладкими валками;

б) с зубчатыми валками.

4. Дробилки ударного действия, дробящие ударами, наносимыми подвижными частями машин (молотковые и роторные дробилки).



2.2 Щековые дробилки

Щековые дробилки применяются для крупного, иногда для среднего дробления. В щековых дробилках дробление руды производится двумя дробящими поверхностями (щеками) путем раздавливания в момент приближения подвижной щеки к неподвижной.

Щековая дробилка с простым движением щеки (рис. 6.1) состоит из массивной неподвижной рамы (корпуса), в которая выполняет функцию неподвижной щеки (1).

Рис. 1 Схема щековой дробилки с простым качанием щеки

Подвижная щека (2) подвешена на горизонтальном валу (10). Эта щека получает движение в горизонтальной плоскости от распорных плит (7), шатуна (8) и эксцентрикового вала (3). Вал вращается от шкивов (4) и приводит в движение шатун, который совершает вертикальные движения вверх и вниз. Вмести с шатуном движутся распорные плиты, которые при движении шатуна вверх приближают подвижную щеку к неподвижной. В этот момент происходит дробление руды, находящейся между щеками (рабочий ход). При движении шатуна вниз подвижная щека отходит от неподвижной. В это время ширина выходной щели увеличивается, и дробленая руда разгружается через нее (холостой ход). Во время движения шатуна нагрузки на приводной двигатель дробилки крайне неравномерны (рабочий и холостой ход). Для аккумуляции энергии во время холостого хода и передачи ее во время рабочего хода щеки, на вал шатуна надевают два массивных маховика (4). Распорные плиты свободно входят в сухари (11). Чтобы подвижная щека и шатун удерживались в соприкосновении с распорными плитами, в нижней части подвижной щеки крепится тяга (9), связанная с пружиной (6), которые удерживают всю систему в равновесии и при движении шатуна вниз способствуют обратному ходу щеки. Ширина выходной щели дробилки (следовательно, и степень дробления) регулируются при помощи клиньев (5), один из которых поднимается и опускается болтом (12).

Наиболее изнашиваемыми частями дробилок являются щеки. Рабочая поверхность которых футеруются плитами из высокомарганцевой стали. Плиты имеют рифления, что облегчает дробление кусков руды. Сухари также изготавливаются из высокопрочной стали.

б) Щековые дробилки со сложным движением щеки применяются в основном для среднего дробления. Ширина приемного отверстия обычно не превышает 600 мм, а выходная щель имеет ширину от 20 до 200 мм.

Рис. 2 Схема щековой дробилки со сложным качанием щеки

Конструкция этих дробилок (рис. 6.2) отличается тем, что у них подвижная щека (2) подвешена непосредственно на эксцентриковый вал (3), а нижняя ее часть шарнирно соединяется с распорной плитой (7), один конец которой вставлен в сухари (10) на щеке, а другой в регулировочный клин (5). Вследствие эксцентричного закрепления верхнего конца щека имеет сложное движение: у верхней опоры она совершает кругообразные движения, а внизу, у разгрузочного конца,- эллиптические. В результате куски руды подвергаются не только дробящему, но и истирающему действию. Для регулировки ширины выходной щели применяется устройство с вертикальным регулировочным клином (5), поднимаемым и опускаемым винтом (11). Обратному ходу подвижной щеки способствует пружина (6) и тяга (8), связанная шарнирно с подвижной щекой.

Дробящее усилие этих дробилок полностью передается на эксцентрик коленчатого вала, поэтому дробилки этого типа не изготавливаются больших размеров и не используются для крупного дробления. В связи со сложным движением щеки истирающее действие руды больше и износ футеровки выше.

Основным размером, характеризующим щековые дробилки, является величина приемного отверстия, определяема шириной и длиной. Ширину этого отверстия определяет максимальный размер загружаемых кусков, который должен составлять не более 0,8-0,85 ширины отверстия. Угол захвата б (угол между неподвижной и подвижной щеками) не должен превышать 25^0, так как в противном случае не все куски будут захватываться, и будут выбрасываться вверх.

Щековые дробилки применяют обычно для крупного дробления твердых и средней твердости руд. Степень дробления в щековых дробилках I = 35.

Достоинства: простота конструкции, легкость замены изнашивающихся частей и распорных плит, удобство обслуживания и ремонта, пригодны для дробления вязких и глинистых руд.

Недостатки: значительные вибрации, требующие установки дробилки на очень прочном фундаменте, что не позволяет устанавливать ее на верхних этажах; требуют равномерной подачи питания, не могут работать «под завалом» и поэтому нуждаются в установке питателя; мало пригодны для дробления плитнякового материала; их сменные части изнашиваются быстрее, чем сменные части конусных дробилок.

Поэтому для их установки нужны технико-экономические преимущества.

дробление измельчение технология оборудование

2.3 Конусные дробилки

Принцип действия всех конусных дробилок одинаков. Дробящим рабочим органом у них является подвижный конус, насаженный на вал, нижний конец которого входит в расточку эксцентрикового стакана. Подвижный конус движется внутри неподвижной конической чаши. Во время приближения дробящего конуса происходит раздавливание и излом находящихся в рабочем пространстве кусков материала, а во время удаления - разгрузка дробленого материала.

Дробление руды происходит непрерывно в момент приближения подвижного конуса к не подвижному при последовательном перемещении зоны дробления по окружности конусов.

Конусные дробилки по своему назначению разделяются на дробилки крупного (ККД), среднего (КСД) и мелкого (КМД) дробления.

В настоящее время конусные дробилки изготавливают двух типов:

- с подвесным валом и крутым конусом - для крупного дробления;

- с консольным валом и пологим конусом - для среднего и мелкого дробления.

а) Конусная дробилка для крупного дробления (рис. 6.3) имеет корпус, состоящий из нижней (1) и верхней (2) частей. Верхняя часть корпуса представляет собой неподвижный конус (чашу), обращенный большим основанием вверх. Угол наклона конической поверхности составляет 17-200. подвижный дробящий конус (3) жестко закреплен на валу (6). Поверхности конусов покрыты футеровкой. Вал дробилки подвешен в специальном гнезде в центральной головке траверсы (5) (поперечная балка или перекладина).

Рис. 3 Схема конусной дробилки крупного дробления

Нижний конец вала (6) свободно входит в эксцентриковый стакан (7), вставленный во втулку (10), которая отлита заодно с нижней частью корпуса (12). Ось втулки совпадает с вертикальной осью дробилки.

Привод дробилки состоит из двух конических зубчатых шестерен (8) - одна из которых закреплена на эксцентриковом стакане, другая (9) - закреплена на валу (11) привода.

Эксцентриковый стакан (7) вращается и ось вала (6) описывает коническую поверхность, благодаря чему дробящий конус совершает круговые движения. Исходный материал загружается сверху через отверстие (4). Дробленый материал разгружается сбоку дробилки.

Конусные дробилки крупного дробления применяют для первого приема дробления твердых и средней твердости руд. Степень дробления составляет 3-6. дробилки высоко производительны. Могут работать «под завалом». Но для их установки требуется большая высота, и отличаются они большой сложностью конструкции.

б) Конусные дробилки с пологим конусом для среднего и мелкого дробления отличаются от ККД отсутствием траверсы для подвешивания подвижного конуса, который опирается на сферический подпятник (16).

В зависимости от конфигурации рабочего пространства и размеров разгрузочного и разгрузочного отверстий различают нормальные (стандартные) дробилки для среднего дробления (КСД) и короткоконусные дробилки для мелкого дробления (КМД). Отличительными особенностями короткоконусных дробилок являются укороченный внутренний конус, меньше загрузочные и разгрузочные отверстия, более крутой угол наклона и более длинная параллельная зона между рабочими конусами, что позволяет получить более равномерный и мелкий по крупности продукт (рис. 6.4).

Рис. 4 Схема конусной дробилки для среднего и мелкого дробления 1 - литой корпус; 2 - пружины; 3 - опорное кольцо; 4 - болты; 5- неподвижный конус (чаша); 6- загрузочная коробка; 7- подвижный дробящий конус; 8- распределительная тарелка; 9 - вал; 10 - рабочий вал; 11 - эксцентриковый стакан; 12, 13 - коническая шестерня; 14 - приводной вал; 15 - цилиндрическая втулка; 16 - сферический подпятник

Конусные дробилки среднего и мелкого дробления являются основным типом дробилок для дробления руд твердых и средней твердости. Степень дробления составляет 4-7.

Основные достоинства дробилок КСД и КМД - большая производительность, большая степень дробления, наличие предохранительного устройства от поломок и равномерная загрузка. Недостатки - очень сложное устройство, что осложняет их ремонт и обслуживание; неудовлетворительная работа на глинистых и вязких рудах, которые быстро забивают разгрузочные отверстия.

2.4 Дробилки ударного действия

В

дробилках ударного действия разрушение дробимого материала происходит за счет кинетической энергии движущихся сил. К ним относится три типа дробилок: молотковые (рис. 6.5), роторные и стержневые (дезинтеграторы).

Рис. 5 Дробилка молотковая 1 - корпус; 2 - ротор; 3 - отбойные плиты; 4 - молотки; 5 - колосниковая решетка

Дробление материала производится в рабочем пространстве быстровращающимися молотками и за счёт удара об отбойные плиты и колосниковую решетку. Дроблёная руда разгружается через щели колосниковой решетки. Максимальная степень дробления может достигать 30.

Область применения - для среднего и мелкого дробления мягких и средней крупности неабразивных материалов. Для угля, известняка, гипса, мела, асбестовых руд, каменной соли и т.д. Преимущество дробилок - простота конструкции, низкая металлоёмкость, большая производительность, высокая степень дробления, удобство обслуживания. Недостатки этих дробилок - быстрый износ молотков, бил и решеток.



Заключение

Достоинством щековой дробилки является пригодность для дробления сухих, глинистых и влажных материалов абразивности и крепости (с пределом прочности на сжатие до 2500 кгс/см2); простая конструкция с малым числом деталей и хорошей эксплуатационной надежностью; исполнительный двухколенчатый механизм прост кинематически и надежен в работе. Механизм создан 120 лет тому назад и пока остается непревзойденным в том отношении, что создает колоссальное раздавливающее усилие между щеками при малых усилиях на цапфах вала и головке шатуна.



Список литературы

1. Перов В.А., Андреев Е.Е., Биленко Л.Ф. Дробление, измельчение, грохочение полезных ископаемых. М.: Недра, 1990. 300 с.

2. Вайсберг Л.А., Зарогатский Л.П., Туркин В.Я. Вибрационные дробилки. Основы расчета, проектирования и технологического применения / Ред. Л.А. Вайсберг СПб.: ВСЕГЕИ. 2004. 306 с. ISNB 93761-061-X

3. Вайсберг Л.А., Картавый А.Н., Коровников А.Н. Просеивающие поверхности грохотов. СПб.: ВСЕГЕИ. 2005. 252 с. ISNB 5-8198-0074-5

4. Федотов К.В., Никольская Н.И. Проектирование обогатительных фабрик. М.: Горная книга, 2012. 366 с. ISBN 978-5-98672-282-5

5. Блехман И.И. Теория вибрационных процессов и устройств. СПб., ИД «Руда и Металлы», 2013. 640 с. ISBN 978-5-98191-074-6

6. Вайсберг Л.А., Устинов И.Д. Промышленное и лабораторное оборудование для обогащения природного и техногенного сырья // Обогащение руд, 2010, № 5, с. 25-28. ISSN 0202-3776

Размещено на Allbest.ru