Читать книгу Занимательное обогащение - Данил Александрович Полулях - Страница 4

Измельчение является ключевым процессом в целом ряде производств: строительство, пищевая промышленность, химическое производство. В горном деле применяется на конечных операциях разрушения материала.

1.2.1. Струйная мельница

Условная технологическая задача: измельчить «песок» в «муку».

Рис. 1.8. Принцип работы струйной мельницы.

Применяют для материалов средней и высокой прочности, так как для малопрочного материала характерна деформация при ударе без разрушения и слипание частиц.

Принцип работы струйной мельницы можно представить как если два фена (только воздух несет еще и частицы песка) направить навстречу друг другу.

Струйная мельница состоит (рис. 1.8) компрессора (двух), создающего мощный, транспортирующий материал, поток воздуха, воздуховодов и камеры измельчения. Струи и частицы сталкиваются «в лоб» и происходит процесс разрушения материала.

Струйная мельница работает в непрерывном режиме.

Конструктивно данные мельницы отличаются геометрией и скоростями движения материала. Могут конструктивно иметь два соударяющихся потока или одни поток, бьющийся об отбойную плиту.

Крупность помола регулируется скоростью движения воздуха.

1.2.2. Шаровая мельница

Применяют для любых материалов. Является основным измельчающим процессом.

Принцип работы шаровой мельницы можно представить в виде лежащей на боку бочке, если в нее положить камешки и железные шары (мелящие тела), а после столкнуть бочку с горы. Вращение от спуска передастся шарам, и они будут разрушать камешки.

Шаровая мельница состоит (рис. 1.9) привода, цилиндрического и лежащего на боку корпуса, устройства досыпки новых мелящих тел. Процесс разрушения может происходить в трех режимах: каскадном, когда мелящие тела перекатываются без полета по «днищу» корпуса, водопадном, в случае появления участка полета и смешанном.

При каскадном режиме разрушение происходит за счет истирания материала мелющими телами. При водопадном – добавляется к истиранию момент удара мелющими телами при падении.

В качестве мелящих тел могут использоваться металлические или керамические шары, полнотелые «бочонки», подобранные куски прочной породы.

Шаровая мельница обычно работает в периодическом режиме.

Рис. 1.9. Принцип работы шаровой мельницы.

Конструктивно данные мельницы отличаются размерами, геометрией и вариантами загрузки и выгрузки материала.

Принцип действия и конструкция шаровых мельниц отличается от стержневых только тем, что стержни в соответствующих мельницах жестко закреплены вдоль оси вращения корпуса.

Данные аппараты обычно используются в цикле (в паре) с классифицирующим устройством, обычно гидроциклоном или спиральным классификатором для контроля качества измельченного продукта. Материал больше требуемой крупности (обычно 20–30 %) направляется обратно в мельницу, таким образом, замыкая цикл.

Крупность помола регулируется скоростью вращения и подборкой мелющих тел.

1.2.3. Планетарная мельница

Применяют для материалов средней и высокой прочности.

Условная технологическая задача заключается в получении особо тонких порошков (до 1 мкм).

Принцип работы планетарной мельницы схож с дисковыми тормозами.

Планетарная мельница состоит (рис. 1.10,) из двух жерновов, вращающихся в противоположных направлениях. Процесс разрушения происходит за счет истирания материала данными жерновами.

Рис. 1.10. Принцип работы планетарной мельницы.

Данная мельница работает в периодическом режиме.

Конструктивно данные мельницы отличаются размерами, геометрией и вариантами загрузки и выгрузки материала.

1.2.4. Дезинтегратор

Применяют для материалов малой и средней прочности.

Условная технологическая задача заключается в разрушении крупного, не очень прочного материала, часто используют для переработки пластмасс и другого вторичного сырья.

Дезинтегратор состоит (рис. 1.11) из минимум двух многосекторных роторов, каждая секция которых вращающихся в противоположных направлениях. Каждая вращающаяся секция снабжена ударными стержнями (бичами). Процесс разрушения происходит за счет ударов бичами по материалу.

Рис. 1.11. Принцип работы дезинтегратора.

Основной особенностью дезинтегратора является обеспечение многократного удара по материалу и тем обстоятельством, что частица проходит поэтапное разрушение с возрастающей интенсивностью.

Дезинтегратор работает в непрерывном режиме.

Конструктивно данные устройства отличаются размерами, количеством роторов и вариантами движения их секций.

1.2.5. Вибрационная мельница

Применяют для материалов малой и средней прочности.

Конструктивно вибрационные мельницы подразделяются на виброистератели (рис. 1.12.) и, собственно, вибромельницы, (рис. 1.13), широко применяемые в лабораторных устройствах. В промышленности эти аппараты нашли ограниченное применение из-за малой производительности.

Рис. 1.12. Принцип работы виброистирателя.

Данные машины работают в периодическом режиме следующим образом: материал подается в измельчающие камеры, также туда помещаются истирающие (пестик для виброистирателя) или мелющие тела (шарики для вибромельницы)

Механика процессов разрушения, происходящих при вибрационном измельчении, аналогична шаровым мельницам.

Рис. 1.13. Принцип работы вибрационной мельницы.