Мельница (помол)

Мельница истирания

Настольная молотковая мельница
Другие имена	Мельница
Использует	Шлифование
Похожие материалы	Экструдер с экспеллером для ступки и пестика

Мельница представляет собой устройство , которое разбивает твердые материалы на более мелкие куски путем измельчения, дробления или резки. Такое измельчение является важной единичной операцией во многих процессах . Есть много разных типов мельниц и много типов обрабатываемых в них материалов. Исторически мельницы приводились в действие вручную (например, с помощью рукоятки ), работающим животным (например, конная мельница ), ветром ( ветряная мельница ) или водой ( водяная мельница ). В современную эпоху они обычно работают от электричества .

Измельчение твердых материалов происходит за счет механических сил, которые разрушают структуру, преодолевая внутренние силы сцепления. После измельчения состояние твердого вещества изменяется: размер зерна, размер зерна и форма зерна.

Измельчение также относится к процессу разрушения, разделения, сортировки по размерам или классификации заполнителя. Например, дробление или измельчение горных пород для получения заполнителей однородного размера для строительных целей или разделение горных пород, почвы или заполнителя для целей структурной засыпки или мелиорации земель. Процессы измельчения заполнителя также используются для удаления или отделения загрязнения или влаги от заполнителя или почвы и для получения «сухих заполнений» перед транспортировкой или структурным заполнением.

В технике шлифование может служить следующим целям:

• увеличение площади поверхности твердого тела
• изготовление твердого тела с желаемым размером зерна
• переработка ресурсов

Законы шлифования [ править ]

Несмотря на большое количество исследований в области схем разрушения, нет известной формулы, связывающей техническое шлифование с результатами шлифования. Для расчета необходимой шлифовальной работы с учетом изменения размера зерна используются три полуэмпирические модели. Это может быть связано с соотношением Хукки между размером частиц и энергией, необходимой для разрушения частиц. В мельницах с перемешиванием соотношение Хукки неприменимо, и вместо этого необходимо провести эксперименты, чтобы определить какое-либо соотношение. ^[1]

• Удар для d > 50 мм

${\displaystyle W_{K}=c_{k}(\ln(d_{A})-\ln(d_{E}))\,}$

• Связка ^[2] для 50 мм> d > 0,05 мм

${\displaystyle W_{B}=c_{B}\left({\frac {1}{{\sqrt {d}}_{E}}}-{\frac {1}{{\sqrt {d}}_{A}}}\right)\,}$

• Фон Риттингера для d <0,05 мм

${\displaystyle W_{R}=c_{R}\left({\frac {1}{d_{E}}}-{\frac {1}{d_{A}}}\right)\,}$

где W - работа шлифования в кДж / кг, c - коэффициент измельчения, d _A - размер зерна исходного материала и d _E - размер зерна измельченного материала.

Надежное значение для размеров зерен d _A и d _E составляет d ₈₀ . Это значение означает, что 80% (массы) твердого вещества имеет меньший размер зерна. Коэффициент измельчения Бонда для различных материалов можно найти в различной литературе. Для расчета коэффициентов КИК и Риттингера можно использовать следующие формулы

${\displaystyle c_{K}=1.151c_{B}(d_{BU})^{-0.5}\,}$

${\displaystyle c_{R}=0.5c_{B}(d_{BL})^{0.5}\,}$

с пределами диапазона Бонда: верхний d _BU = 50 мм и нижний d _BL = 0,05 мм.

Для оценки результатов измельчения необходимо распределение зерен исходного материала (1) и измельченного материала (2). Степень помола - это соотношение размеров от расположения зерен. Есть несколько определений этого значения характеристики:

• Степень помола для зерен d ₈₀

${\displaystyle Z_{d}={\frac {d_{80,1}}{d_{80,2}}}\,}$

Вместо значения d ₈₀ также можно использовать d ₅₀ или другой диаметр зерна.

• Степень шлифования относительно удельной поверхности

${\displaystyle Z_{S}={\frac {S_{v,2}}{S_{v,1}}}={\frac {S_{m,2}}{S_{m,1}}}\,}$

Удельную поверхность, относящуюся к объему S _v, и удельную поверхность, относящуюся к массе S _m, можно определить экспериментально.

• Предполагаемая степень помола

${\displaystyle Z_{a}={\frac {d_{1}}{a}}\,}$

В этой формуле для измельченного твердого вещества используется зазор разгрузочной фильеры а шлифовального станка.

Шлифовальные станки [ править ]

При обработке материалов измельчитель - это машина для измельчения мелких частиц за счет истирания и сжимающих сил на уровне размера зерна. См. Также дробилку для механизмов, производящих более крупные частицы. В общем, процессы измельчения требуют относительно большого количества энергии; по этой причине недавно был предложен экспериментальный метод измерения энергии, используемой локально во время фрезерования на различных станках. ^[3]

Работа шаровой мельницы

Шаровая мельница [ править ]

Типичным типом мелкого измельчителя является шаровая мельница . Слегка наклонный или горизонтально вращающийся цилиндр частично заполнен шариками , обычно каменными или металлическими , которые измельчают материал до необходимой степени измельчения за счет трения и удара вращающимися шариками. Шаровые мельницы обычно работают с приблизительной загрузкой шара в 30%. Шаровые мельницы характеризуются меньшим (сравнительно) диаметром и большей длиной и часто имеют длину в 1,5-2,5 раза больше диаметра. Подача находится на одном конце цилиндра, а выпуск - на другом. Шаровые мельницы обычно используются при производстве портландцемента.и стадии тонкого помола при переработке полезных ископаемых. Промышленные шаровые мельницы могут достигать 8,5 м (28 футов) в диаметре с двигателем мощностью 22 МВт ^[4] , потребляя примерно 0,0011% от общей мировой мощности (см. Список стран по потреблению электроэнергии ). Тем не менее, небольшие версии шаровых мельниц можно найти в лабораториях, где они используются для измельчения материала пробы для обеспечения качества.

Для прогнозов мощности шаровых мельниц обычно используется следующая форма уравнения Бонда: ^[2]

${\displaystyle E=10W\left({\frac {1}{\sqrt {P_{80}}}}-{\frac {1}{\sqrt {F_{80}}}}\right)\,}$

куда

• E - энергия (киловатт-часы на метрическую или короткую тонну)
• W - показатель работы, измеренный в лабораторной шаровой мельнице (киловатт-часов на метрическую или короткую тонну)
• P ₈₀ - размер продукта контура мельницы в микрометрах.
• F ₈₀ - размер загрузки контура мельницы в микрометрах.

Стержневая мельница [ править ]

Вращающийся барабан вызывает трение и истирание между стальными стержнями и частицами руды. ^{[ необходима цитата ]} Но обратите внимание, что термин «стержневая мельница» также используется как синоним для продольной мельницы , которая делает стержни из железа или другого металла. Стержневые мельницы для измельчения минералов встречаются реже, чем шаровые.

Стержни, используемые в мельнице, обычно из высокоуглеродистой стали, могут различаться как по длине, так и по диаметру. Однако чем меньше стержни, тем больше общая площадь поверхности и, следовательно, выше эффективность измельчения ^[5]

Автогенная мельница [ править ]

Автогенные или автогенные мельницы так называются из-за самоизмельчения руды: вращающийся барабан разбрасывает более крупные породы руды каскадным движением, что вызывает ударное дробление более крупных пород и сжатие более мелких частиц. По своей работе он аналогичен описанной ниже мельнице полусамоизмельчения, но в мельнице не используются стальные шары. Также известен как шлифовка ROM или "Run Of Mine".

Мельница полусамоизмельчения [ править ]

SAG - это аббревиатура от полусамоизмельчения. Мельницы полусамоизмельчения - это самогенные мельницы, которые также используют мелющие шары, такие как шаровая мельница. Мельница полусамоизмельчения обычно является измельчителем первичной или первой ступени. Мельницы полусамоизмельчения используют шаровую загрузку от 8 до 21%. ^{[6] [7]} Самая крупная мельница полусамоизмельчения имеет диаметр 42 фута (12,8 м) и приводится в движение двигателем мощностью 28 МВт (38 000 л.с.). ^[8] Разработана мельница полусамоизмельчения диаметром 44 фута (13,4 м) и мощностью 35 МВт (47 000 л.с.). ^[9]

Истирание между мелющими шарами и частицами руды приводит к измельчению более мелких частиц. Мельницы полусамоизмельчения отличаются большим диаметром и небольшой длиной по сравнению с шаровыми мельницами. Внутренняя часть мельницы облицована подъемными плитами для подъема материала внутри мельницы, где он затем падает с плит на остальную часть рудной загрузки. Мельницы ПСИ в основном используются на золотых, медных и платиновых рудниках, а также в свинцовой, цинковой, серебряной, глиноземной и никелевой промышленности.

Галечная мельница [ править ]

Вращающийся барабан вызывает трение и истирание между скальной галькой и частицами руды. Может использоваться там, где необходимо избегать загрязнения продукта железом от стальных шариков. Обычно используются кварц или кремнезем, потому что их недорого получить.

Шлифовальные валки высокого давления [ править ]

Шлифовальный валок высокого давления, часто называемый HPGR или валковый пресс, состоит из двух валков с одинаковыми размерами, которые вращаются друг относительно друга с одинаковой окружной скоростью. Специальная подача сыпучего материала через бункер приводит к образованию слоя материала между двумя валками. Подшипниковые узлы одного ролика могут двигаться линейно и прижимаются к слою материала пружинами или гидроцилиндрами. Давление в слое материала превышает 50 МПа (7000 фунтов на кв. Дюйм ). Обычно они достигают 100–300 МПа. За счет этого слой материала уплотняется до твердой объемной доли более 80%.

Валковый пресс имеет определенное сходство с валковыми дробилками и валковыми прессами для уплотнения порошков, но отличается по назначению, конструкции и режиму работы.

Чрезмерное давление заставляет частицы внутри слоя уплотненного материала дробиться на более мелкие частицы, а также вызывает микротрещины на уровне размера зерен. По сравнению с шаровыми мельницами HPGR обеспечивает снижение удельного энергопотребления на 30–50%, хотя они не так распространены, как шаровые мельницы, поскольку представляют собой более новую технологию.

Промежуточная дробилка аналогичного типа представляет собой краевую дробилку, которая состоит из круглого поддона с двумя или более тяжелыми колесами, известными как мюллеры, вращающиеся внутри него; измельчаемый материал засовывается под колеса с помощью прикрепленных лезвий плуга .

Мельница Buhrstone [ править ]

Другой тип тонкой мельницы, обычно используемый, - это французская мельница для бурстона , которая похожа на старинные мукомольные мельницы .

Ударная мельница с вертикальным валом (мельница VSI) [ править ]

Мельница VSI отбрасывает частицы породы или руды на изнашиваемую пластину, отбрасывая их из прядильного центра, который вращается на вертикальном валу. Этот тип мельницы использует тот же принцип, что и дробилка VSI .

Башенная мельница [ править ]

Башенные мельницы, часто называемые вертикальными мельницами, мельницами с мешалкой или мельницами для повторного измельчения, являются более эффективным средством измельчения материала до частиц меньшего размера и могут использоваться после шаровых мельниц в процессе измельчения. Как и в шаровых мельницах, мелющие (стальные) шары или галька часто добавляют в мельницы с мешалкой, чтобы измельчить руду, однако эти мельницы содержат большой винт, установленный вертикально для подъема и измельчения материала. В башенных мельницах нет каскадного действия, как в стандартных мельницах. Мельницы с перемешиванием также широко используются для смешивания негашеной извести (CaO) с известковой суспензией. Башенная мельница имеет несколько преимуществ: низкий уровень шума, эффективное использование энергии и низкие эксплуатационные расходы.

Типы мельниц [ править ]

• Ветряная мельница , ветряная
• Водяная мельница , приводимая в действие водой
• Конная мельница , приводимая в движение животными
• Колесо с приводом от человека (архаичное: «беговая дорожка»)
• Судовая мельница , плывет возле берега реки или моста
• Arrastra , простая мельница для измельчения и измельчения (обычно) золотой или серебряной руды.
• Вальцовая мельница , оборудование для измельчения или измельчения зерна и другого сырья с помощью цилиндров
• Штамповая мельница , специализированная машина для измельчения руды в порошок для дальнейшей обработки или дробления других материалов.
• Место деятельности по изготовлению промышленных изделий. Термин «мельница» когда-то широко использовался для обозначения фабрики, потому что многие фабрики на ранних этапах промышленной революции приводились в действие водяной мельницей, но в настоящее время он используется только в нескольких конкретных контекстах; например,
  • Мельница коры производит дубильную кору для кожевенных заводов
  • Мельница для сидра измельчает яблоки, чтобы получить сидр
  • Мельница перемалывает зерно в муку
  • Масляная мельница , см. Прессование экспеллера , экструзия
  • Бумажная фабрика производит бумагу
  • Лесопилка распиливает пиломатериалы
  • Крахмальный завод
  • Металлургический комбинат производит сталь
  • Сахарный завод (также называемый сахарным заводом ) перерабатывает сахарную свеклу или сахарный тростник в различные готовые продукты.
  • Текстильная фабрика
    • Шелковая мельница для шелка
    • Мельница для льна, для льна
    • Хлопковая фабрика , для хлопка
  • Huller (также называемый рисовой мельницей или рисовой шелушителем) используется для шелушения риса.
  • Порошковая мельница производит порох

См. Также [ править ]

Ссылки [ править ]

Внешние ссылки [ править ]

• «Мельница»  . Encyclopdia Britannica . 18 (11-е изд.). 1911 г.
• Видео о точном измельчении в горной промышленности
• Детали мельницы
• Изображение мельницы полусамоизмельчения во время установки
• Шлифовальные материалы Руководство по шлифовальным материалам