ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЕ ПРОЦЕССЫ

ОБОГАЩЕНИЯ

Задача этих процессов − разъединить полезный минерал и пустую породу и создать нужную гранулометрическую характе-ристику обогащаемой руды.

ДРОБЛЕНИЕ

Дробление и измельчение – процессы уменьшения размеров кусков (зерен) полезных ископаемых путем разрушения их действием внешних сил. Принципиально процессы дробления и измельчения не различаются между собой. Условно считают, что при дроблении получают продукты преимущественно крупнее 5 мм, а при измельчении - мельче 5 мм. Для дробления применяют дробилки, а для измельчения – мельницы.

Крупность зерен, до которой надо дробить или измельчать исходный материал перед обогащением, определяется размером вкрапленности полезных минералов и процессом, принятым для обогащения данного ископаемого. Необходимая крупность устанавливается опытным путем при исследованиях обогатимости каждого полезного ископаемого.

Способы дробления различаются видом воздействия разрушающей силы на куски дробимого материала. Известны четыре основных способа дробления: раздавливание, раскалывание, истирание и удар.

Процесс дробления характеризуют степенью дробления i, которая показывает, во сколько раз уменьшается размер куска при дроблении:

i = ,

где D и d - максимальный размер куска соответственно до и после дробления.

На обогатительных фабриках дробление и измельчение полезных ископаемых перед обогащением производят с высокой степенью сокращения крупности. Например, перед флотационным обогащением полезное ископаемое иногда измельчают до крупности менее 0,1 мм. Если при этом руда поступает из карьеров, то размер максимальных кусков в исходном материале может доходить до 1500 мм. Тогда степень измельчения i = 1500/0,1 = 15000.

Получение таких высоких степеней дробления в одной дробильной машине практически невозможно. Вследствие конструктивных особенностей машины для дробления и измельчения эффективно работают только при ограниченных степенях измельчения, поэтому рациональнее дробить и измельчать материал от исходной крупности до требуемого размера в нескольких последовательно работающих дробильных и измельчающих машинах. В каждой из таких машин будет осуществлена лишь часть общего процесса дробления или измельчения, называемая стадией дробления или измельчения.

В зависимости от крупности дробимого материала и дробленого продукта стадии дробления имеют особые названия: первая стадия - крупное дробление (до 300 мм); вторая стадия – среднее дробление (до 100 мм); третья стадия – мелкое дробление (до 10 мм).

Степень дробления, достигаемая в каждой отдельной стадии, называется частной, а во всех стадиях – общей,

i₀ = i₁i₂ … i_n.

Основными типами применяемых дробящих аппаратов являются щековые, конусные, валковые и молотковые (роторные) дробилки.

Рис. I.8. Щековая дробилка с простым движением щеки

Щековые дробилки выпускают двух типов - с простым и сложным качанием щеки. В щековой дробилке с простым качанием щеки материал раздавливается между двумя щеками, из которых одна неподвижная, а другая подвижная – качающаяся. Подвижная щека шарнирно подвешена на неподвижной оси и попеременно то приближается к неподвижной щеке, то удаляется от нее. При сближении щек находящиеся между ними куски дробимого материала раздавливаются. Качательные движения щеки создаются вращающимся эксцентриковым валом через передаточный механизм. Исходный материал поступает в пространство между щеками сверху. Дробленый продукт разгружается снизу при отходе подвижной щеки (рис.I.8). В дробилках со сложным качанием щеки подвижная щека висит эксцентрично на вращающемся валу, вращение которого сообщает щеке колебательные движения, достаточные для дробления материала. Щековые дробилки находят применение на обогатительных фабриках, в основном, для крупного и среднего дробления.

Рис. I.9. Конусная дробилка крупного дробления

по назначению различают конусные дробилки для крупного, среднего и мелкого дробления. В конусных дробилках материал 2дробится в кольцевом пространстве, образованном наружной неподвижной конической чашей 1 (рис.I.9) (верхней частью станины дробилки) и расположенным внутри этой чаши подвижным дробящим конусом 4, насаженным на вал 3. У дробилок для крупного дробления вал 3подвешивается к верхней траверсе, а у дробилок для среднего и мелкого дробления – на сферический подпятник, на который опирается дробящий конус, жестко закрепленный на валу 3. Основное дробящее действие конусных дробилок – раздавливание, но имеет место и разлом кусков при изгибе, возникающем когда кусок зажат между вогнутой поверхностью чаши и выпуклой поверхностью дробящего конуса.

Валковые дробилки используют принцип раздавливания и раскалывания материала, находящегося в рабочем пространстве между движущимися гладкими, рифлеными или зубчатыми цилиндрическими поверхностями.

В зависимости от конструктивных особенностей и назначения применяют валковые дробилки следующих типов: одновалковые – для дробления агломерата и угля; двухвалковые (рис.I.10, а) – для дробления горных пород и руд; двухвалковые с зубчатыми валками – для дробления угля и мягких пород; четырехвалковые с гладкими валками для дробления кокса и известняка (на аглофабриках). Наибольшее распространение получили двухвалковые дробилки. В зубчатых дробилках каждый валок состоит из вала и жестко засаженного на него многогранника, к которому болтами крепятся сменные зубчатые сегменты (бандажи) в виде отливок из марганцовистой стали.

Рис.I.10. дробилки: а - двухвалковая; б – молотковая; в – роторная 1 – валок; 2 – ось; 3 – пружина; 4 – ротор; 5 – молоток; 6 – колосниковая решетка; 7 – било

Молотковые и роторные дробилки с вращающимся ударным ротором бывают в основном двух типов (рис.I.10, б, в): молотковые с шарнирно подвешенными молотками и роторные с жестко закрепленными лопатками (билами).

Молотковые и роторные дробилки применяют для крупного, среднего и мелкого дробления хрупких, мягких и средней твердости полезных ископаемых. Достоинства этих дробилок заключаются в простоте их конструкции, компактности, надежности и относительно высокой степени дробления (10-20 и более).

На обогатительных фабриках дробилки, как правило, работают в паре с грохотами. Если грохот ставится перед дробилкой, то такое грохочение называют предварительным. В этом случае из руды перед дробилкой отсевают мелкий класс и снижают нагрузку на дробилку. Если грохот стоит после дробилки, то такое грохочение называется поверочным. При этом из дробленного продукта отсевают готовый класс крупности, а крупную фракцию (надрешетный продукт) возвращают в дробилку. Иногда поверочное и предварительное грохочения совмещают на одном грохоте - смешанное грохочение.