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 или животными (например, с помощью рукоятки ), рабочим 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 размеру 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:
Несмотря на большое количество исследований в области схем разрушения, не известна формула, связывающая 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 не применяется, и вместо этого необходимо провести эксперименты, чтобы определить какое-либо соотношение. [1]
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
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:
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. Обычно 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]
Автогенные или автогенные мельницы так называются из-за самоизмельчения руды: вращающийся барабан выбрасывает более крупные породы руды каскадным движением, что вызывает ударное дробление более крупных пород и сжатое измельчение более мелких частиц. Он аналогичен по работе мельнице полусамоизмельчения, описанной ниже, но в мельнице не используются стальные шары. Также известен как шлифовка ROM или "Run Of Mine".
Типичным типом мельниц для тонкого измельчения является шаровая мельница . Слегка наклонный или горизонтальный 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 шаров 30%. Шаровые мельницы отличаются 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% всей мировой мощности (см. Список стран по потреблению электроэнергии ). Однако 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]
куда
Другой тип тонкой мельницы, обычно используемый, - это французская мельница из бурстона , которая похожа на старинные мукомольные мельницы .
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 роликами. Подшипниковые узлы одного ролика могут двигаться линейно и прижимаются к основанию материала пружинами или гидроцилиндрами. Давление в слое материала превышает 50 МПа (7000 фунтов на квадратный 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.
Чрезвычайное 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 направляющую, 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 .
Вращающийся барабан вызывает трение и истирание между камнями 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.
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]
SAG - это аббревиатура от полуавтогенного измельчения. Мельницы полусамоизмельчения - это самогенные мельницы, в которых также используются 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 малой длиной по сравнению с шаровыми мельницами. Внутренняя часть мельницы облицована подъемными пластинами для подъема материала внутри мельницы, где он затем падает с пластин на остальную рудную загрузку. Мельницы SAG в основном используются на золотых, медных и платиновых рудниках, а также в свинцовой, цинковой, серебряной, глиноземной и никелевой промышленности.
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, в мельницы с мешалкой часто добавляют мелющие (стальные) шары или гальку, 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.
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 .