Дробление и измельчение по физике процесса не имеют между собой принципиальных отличий.

Назначение операций дробления-измельчения в ОПИ, терминология

Минеральное сырье добывают в основном в виде более или менее крупных кусков, непосредственное использование которых невозможно для обогащения и получения товарных продуктов. Добытое сырье подвергают дроблению и измельчению.

Дроблением (измельчением) называют процесс разрушения твердого тела под действием механических, тепловых или электрических сил, направленных на преодоление внутренних сил сцепления частиц твердого тела, с целью уменьшения размеров кусков до заданной крупности.

Дробление и измельчение осуществляют воздействием внешних механических усилий, создаваемых рабочими органами дробильного или измельчительного агрегата.

Процесс измельчения называют дроблением или помоломв зависимости от крупности кусков измельченного материала.

Измельчение называют самостоятельным, если в результате получают товарную продукцию, и подготовительным, если сырье готовится к последующим операциям обогащения.

В практике дробление и измельчение осуществляют преимущественно внешними механическими воздействиями.

Дробление и измельчение по физике процесса не имеют между собой принципиальных отличий.

Принято считать, что при дроблении получают продукты крупнее 5 мм, а при измельчении – мельче 5 мм.

Измельчение - одна из основных операций переработки твердых материалов, потребляющая около 30 % мирового ресурса электроэнергии. На изготовление мелющих тел расходуется ежегодно несколько миллионов высококачественной стали. Мировое производство измельченных продуктов составляет примерно один миллиард тонн в год.

Дробление и измельчение широко используют для подготовки сырья в горнодобывающей, химической, строительной отраслях промышленности, в производстве цемента, стекла, пластмасс, порошковой металлургии, керамики, взрывчатых веществ, твердых топлив, лекарственной продукции. При этом достигаются различные цели: например, для цементной промышленности важно увеличить удельную поверхность материала и повысить его реакционную способность, а для горнорудной - необходимо облегчить разделение полезных минералов и пустой породы, избегая образования переизмельченных частиц.

В зависимости от назначения измельченного материала в последующем технологическом процессе к порошкам предъявляют разнообразные требования по дисперсности, чистоте, реакционной способности.

При измельчении материала возрастает дисперсность продукта, характеризуемая общей поверхностью частиц. Общая поверхность частиц отнесенная к единице массы материала, называется удельной поверхностью.

Дробление и измельчения на обогатительных фабриках используют для раскрытия (разъединения) сросшихся между собой зерен разных минералов, которые содержатся в полезном ископаемом. Чем полнее происходит раскрытие зерен полезного ископаемого в результате дробления и измельчения, тем более эффективно происходит его последующее обогащение. Иногда процессы дробления и измельчения могут иметь значение обогатительной операции. В этом случае переработке подвергается материал, содержащий минералы, резко контрастные по своим физико-механическим свойствам. Дробление и измельчение его позволяет получать более крупные куски, содержащие твердые и прочные минералы и более мелкие куски с содержанием хрупких и менее твердых минералов. Последующий рассев продуктов дробления и измельчения позволяет их разделить, то есть выполнить обогащение.

Размер максимальных зерен, до которого необходимо дробить или измельчать сырье при его подготовке к обогащению, зависит от размера включений основных компонентов (полезных минералов), которые входят в состав полезного ископа-емого, от технических возможностей дробильно-измельчительного оборудования, метода обогащения и характера использования продуктов обогащения. Конечная крупность продуктов дробления или измельчения определяется при исследовании на обогатимость полезного ископаемого.

Раскрытие зерен полезных компонентов – это измельчение сростков до освобождения зерен полезного минерала и получения механической смеси зерен полезного минерала и пустой породы.

Открытие зерен полезных компонентов – это дробление или измельчение с целью освобождения поверхности полезного компонента, что обеспечивает доступ реагентов к свежеобразованной поверхности.

Степень раскрытия S минерала - отношение количества свободных раскрытых зерен к общему количеству этих зерен и оставшихся сростков, выраженное в процентах.

Раскрытие зерен полезного минерала происходит в результате разрушения сростков в разных направлениях, уменьшения крупности и освобожденияминералов их друг от друга. Если физические свойства соприкасающихся минералов различны, а связь между ними слабее, чем в сростках, то разрушение происходит преимущественно по плоскостям спайности. Необходимо применять методы разрушения, при которых сокращение крупности частиц происходит по плоскостям спайности и достигается максимальная степень раскрытия при минимальном переизмельчении ценных минералов.

Общеизвестно, что самым энергоемким процессом при подготовке минерального сырья к обогащению является процесс измельчения. Он же определяет и конечные показатели обогащения, поскольку именно при измельчении происходит раскрытие минералов, а количество нераскрытых сростков рудных и нерудных минералов определяет качество конечного концентрата. Если на стадии подготовки минерального сырья к обогащению, то есть при дроблении и измельчении, создать условия селективного раскрытия минералов, эффективность процесса обогащения увеличится.

В щековых и конусных дробилках, шаровых и стержневых мельницах, которы-ми оснащено большинство горно-обогатительных комбинатов, реализовать принцип селективного раскрытия минералов проблематично. Разрушение минералов в них происходит за счет статических сил раздавливания, сдвига, истирания и т.д., направленных самым хаотичным образом. При этом сохраняется большое количество сростков, которые затрудняют весь дальнейший процесс обогащения.

При дроблении и измельчении любых материалов следует придерживаться принципа «не дробить ничего лишнего», т.к. переизмельчение приводит к лишним затратам электроэнергии, увеличению износа дробилок и мельниц, уменьшению их производительности и ухудшению показателей обогащения.

Важной количественной характеристикой дробления и измельчения является степень дробления и измельчения.

i = D_max / d_max ; i = D_ср / d_ср .

Степень измельчения, производительность, удельный расход энергии являются основными технико-экономическими показателями работы дробильно-измельчительного оборудования.

При дроблении степень измельчения составляет 3-20, при измельчении - 100 - 1000.