Подготовительные операции

Подготовительные операции предназначены для подготовки материала по крупности перед обогащением. К ним относятся следующие процессы:

Дробление; 2.Измельчение; 3.Грохочение.

Дробление

Операция предназначена для уменьшения материала по крупности. Физическая сущность процесса состоит в преодолении внутренних сил сцепления зёрен дробимого материала.

Энергия, затрачиваемая на дробление, во многом зависит от твёрдости материала. В этой связи все минералы по твёрдости делятся на следующие категории:

Твёрдые; хрупкие; мягкие; вязкие

Законы дробления

Существует несколько гипотез, трактующих теоретические основы процессов разрушения полезных ископаемых, предложенных различными авторами.

Согласно закону Риттингера, работа, затраченная на дробление минерала, пропорциональна вновь образованной поверхности зёрен.

А_р = к^¢×D² [Н×м]

где к^¢ - коэффициент пропорциональности; D – размер частицы, м.

Согласно закону Кика – Кирпичёва, работа, затраченная на дробление минерала, пропорциональна объёму деформированного материала.

А_к-к= к^¢¢×D³ [Н×м]

Согласно закону Бонда, работа, затраченная на дробление минерала, пропорциональна среднему геометрическому из объёма и поверхности разрушаемых зёрен.

А_Б= к^¢¢¢×Ö D²× D³ [Н×м]

Степень дробления

Основной показатель, который характеризует качество процесса, называется степень дробления. Он представляет собой отношение размера максимального куска до дробления к размеру максимального куска после дробления.

Если дробление осуществляется в несколько стадий, то общая степень дробления представляет собой произведение частных степеней дробления.

где - частные степени дробления

Стадии дробления

В зависимости от способа добычи руды и требований к крупности дроблёного продукта различают следующие стадии дробления:

1. Крупное дробление: 1500 – 300 мм;

2. Среднее дробление: 300 – 50 мм;

3. Мелкое дробление: 50 - 10 мм.

Способы дробления

Способы дробления (рис.2.1) определяются характеристикой дробимого материала (твёрдость, хрупкость, вязкость), а так же требованиями к продуктам дробления. Применяются следующие способы:

1. Раздавливание;

2. Раскалывание;

3. Излом;

4. Удар;

5. Истирание.

Рисунок 2.1 – Способы дробления полезных ископаемых

Дробилки и их типы

В зависимости от характеристики исходного материала (твёрдый, хрупкий, мягкий), а так же от необходимой крупности дробления применяют дробилки следующих типов:

1. Щековые;

2. Конусные;

3. Двухвалковые с гладкими валками;

4. Двухвалковые зубчатые;

5. Молотковые.

Щековые дробилки

Щековые дробилки применяются для крупного дробления твёрдых материалов. Способ дробления – раздавливание. Схема дробилки приведена на рисунке 2.2.

Рисунок 2.2 – Схема щековой дробилки

Щековая дробилка работает следующим образом. Исходная руда загружается в рабочее пространство между неподвижной и подвижной щекой. В результате вращения эксцентрикового вала шатун совершает возвратно – поступательное движение в вертикальной плоскости, при этом меняется угол между распорными плитами. При увеличении угла подвижная щека приближается к неподвижной. Происходит раздавливание материала. При обратном ходе подвижная щека отходит от неподвижной. Разрушенный материал разгружается через выпускное отверстие. Степень дробления регулируется перемещением регулировочного клина 7. Для предохранения дробилки от поломок распорная плита 5 изготавливается заниженного сечения.

Промышленные модели: ЩДП, ЩДС – с простым и сложным качанием щеки.

Конусные дробилки

Конусные дробилки применяются для крупного, среднего и мелкого дробления твёрдых руд. Промышленные модели:

1. ККД – конусная дробилка крупного дробления;

2. КСД - конусная дробилка среднего дробления;

3. КМД - конусная дробилка мелкого дробления.

На рисунке 2.3 представлена дробилка крупного дробления ККД.

Рисунок 2.3 – Конусная дробилка крупного дробления ККД

В процессе работы система привода (конические шестерни 4,5, эксцентриковый стакан 6) обеспечивает обкатывание подвижного конуса по внутренней поверхности неподвижного, при этом происходит раздавливание материала, находящегося в рабочем зазоре между подвижным и неподвижным конусами. Дроблёный материал просыпается через зазор между неподвижным и подвижным конусом, когда расстояние между ними максимальное.

Недостаток дробилки ККД – неравномерность дроблёного материала по крупности.

В дробилках среднего и мелкого дробления (КСД, КМД) подвижный и неподвижный конусы имеют одно направление (рис. 2.4), поэтому между ними образуется параллельная зона. Это обеспечивает равномерность дробления материала по крупности. В отличие от ККД, в указанных дробилках подвижный конус не подвешивается на траверсе, а устанавливается в нижней части дробилки в блоке с приводом.

Рисунок 2.4 – Конусная дробилка среднего дробления КСД (фрагмент)

Валковые дробилки

В практике обогащения применяются валковые дробилки следующих типов:

· Двухвалковые дробилки с гладкими валками;

· Двухвалковые зубчатые дробилки.