WUT Mining Engineering

WYKŁAD 4

TECHNOLOGIA

ROZDRABNIANIA

TECHNOLOGIA

ROZDRABNIANIA



Pomniejszanie i uwalnianie ziarn

Pomniejszanie i uwalnianie ziarn



Stadia rozdrabniania

Stadia rozdrabniania



Sposoby rozdrabniania

Sposoby rozdrabniania



Maszyny do rozdrabniania

Maszyny do rozdrabniania

2

1

m 10m 100m 1000m 1cm 10cm

1

10

100

1 000

10 000

100 000

Wielkość ziarna,

m

Klasyfikacja hydrauliczna

Hydrocyklony

(węgiel)

Stoły koncentracyjne

Kolor, postać

Wielkość ziarn

Gęstość (ciecze ciężkie)

Stoły szlamowe

Płuczki strumieniowe, stożki Reicherta

Gęstość i wilkość ziarn

Separator Bartles-Mozley

Separatory wirówkowe

Flotacja

(węgiel)

Flokulacja selektywna

Mokra separacja magnetyczna LI

Mokra separacja magnetyczna HI (wysokie natężenie)

Sucha separacja magnetyczna LI

Separatory strumieniowo-zwojowe

Sortowanie (przebieranie)

Hydrocyklony

Separatory głębokie Separatory płytkie

(rudy)

Stoły powietrzne

(węgiel)

Wychwytywanie

Przewodnictwo elektrycz.

Osadazarki

węgiel

Mokre Przesiewanie Suche

własności powierzchniowe

podatność magnetyczna

Separacja elektryczna

węgiel

Rozpuszczalność

Sep. taśmowy Bartles

os. promieniowe

4

R

R

R

o

o

o

z

z

z

m

m

m

i

i

i

a

a

a

r

r

r

w

w

w

p

p

p

r

r

r

y

y

y

ś

ś

ś

n

n

n

i

i

i

ę

ę

ę

ć

ć

ć

m

m

m

i

i

i

n

n

n

e

e

e

r

r

r

a

a

a

ł

ł

ł

u

u

u

u

u

u

ż

ż

ż

y

y

y

-

-

-

t

t

t

e

e

e

c

c

c

z

z

z

n

n

n

e

e

e

g

g

g

o

o

o

,

,

,

m

m

m

m

m

m

R

R

R

o

o

o

d

d

d

z

z

z

a

a

a

j

j

j

r

r

r

o

o

o

z

z

z

d

d

d

r

r

r

a

a

a

b

b

b

-

-

-

n

n

n

i

i

i

a

a

a

n

n

n

i

i

i

a

a

a

M

M

M

e

e

e

t

t

t

o

o

o

d

d

d

a

a

a

w

w

w

z

z

z

b

b

b

o

o

o

g

g

g

a

a

a

c

c

c

a

a

a

n

n

n

i

i

i

a

a

a

2

2

2

0

0

0

.

.

.

0

0

0

-

-

-

2

2

2

.

.

.

0

0

0

g

g

g

r

r

r

u

u

u

b

b

b

e

e

e

W

W

W

z

z

z

b

b

b

o

o

o

g

g

g

a

a

a

c

c

c

a

a

a

n

n

n

i

i

i

e

e

e

g

g

g

r

r

r

a

a

a

w

w

w

i

i

i

t

t

t

a

a

a

c

c

c

y

y

y

j

j

j

n

n

n

e

e

e

:

:

:

w

w

w

c

c

c

i

i

i

e

e

e

c

c

c

z

z

z

a

a

a

c

c

c

h

h

h

c

c

c

i

i

i

ę

ę

ę

ż

ż

ż

k

k

k

i

i

i

c

c

c

h

h

h

,

,

,

o

o

o

s

s

s

a

a

a

d

d

d

z

z

z

a

a

a

r

r

r

-

-

-

k

k

k

a

a

a

c

c

c

h

h

h

,

,

,

s

s

s

e

e

e

p

p

p

a

a

a

r

r

r

a

a

a

c

c

c

j

j

j

a

a

a

m

m

m

a

a

a

g

g

g

n

n

n

e

e

e

t

t

t

y

y

y

c

c

c

z

z

z

n

n

n

a

a

a

n

n

n

a

a

a

s

s

s

u

u

u

c

c

c

h

h

h

o

o

o

2

2

2

.

.

.

0

0

0

-

-

-

0

0

0

.

.

.

2

2

2

ś

ś

ś

r

r

r

e

e

e

d

d

d

n

n

n

i

i

i

e

e

e

S

S

S

t

t

t

o

o

o

ł

ł

ł

y

y

y

k

k

k

o

o

o

n

n

n

c

c

c

e

e

e

n

n

n

t

t

t

r

r

r

a

a

a

c

c

c

y

y

y

j

j

j

n

n

n

e

e

e

,

,

,

s

s

s

e

e

e

p

p

p

a

a

a

r

r

r

a

a

a

t

t

t

o

o

o

r

r

r

y

y

y

s

s

s

t

t

t

r

r

r

u

u

u

m

m

m

i

i

i

e

e

e

n

n

n

i

i

i

o

o

o

w

w

w

o

o

o

-

-

-

z

z

z

w

w

w

o

o

o

j

j

j

o

o

o

w

w

w

e

e

e

,

,

,

h

h

h

y

y

y

d

d

d

r

r

r

o

o

o

c

c

c

y

y

y

k

k

k

l

l

l

o

o

o

n

n

n

y

y

y

z

z

z

c

c

c

i

i

i

e

e

e

c

c

c

z

z

z

ą

ą

ą

c

c

c

i

i

i

ę

ę

ę

ż

ż

ż

k

k

k

ą

ą

ą

,

,

,

s

s

s

e

e

e

p

p

p

a

a

a

r

r

r

a

a

a

c

c

c

j

j

j

a

a

a

m

m

m

a

a

a

g

g

g

n

n

n

e

e

e

t

t

t

y

y

y

c

c

c

z

z

z

n

n

n

a

a

a

n

n

n

a

a

a

s

s

s

u

u

u

c

c

c

h

h

h

o

o

o

l

l

l

u

u

u

b

b

b

m

m

m

o

o

o

k

k

k

r

r

r

o

o

o

0

0

0

.

.

.

2

2

2

0

0

0

-

-

-

0

0

0

.

.

.

0

0

0

2

2

2

d

d

d

r

r

r

o

o

o

b

b

b

n

n

n

e

e

e

F

F

F

l

l

l

o

o

o

t

t

t

a

a

a

c

c

c

j

j

j

a

a

a

,

,

,

s

s

s

t

t

t

o

o

o

ż

ż

ż

k

k

k

i

i

i

R

R

R

e

e

e

i

i

i

c

c

c

h

h

h

e

e

e

r

r

r

t

t

t

a

a

a

,

,

,

s

s

s

e

e

e

p

p

p

a

a

a

r

r

r

a

a

a

t

t

t

o

o

o

r

r

r

y

y

y

w

w

w

i

i

i

r

r

r

ó

ó

ó

w

w

w

k

k

k

o

o

o

w

w

w

e

e

e

(

(

(

K

K

K

n

n

n

e

e

e

l

l

l

-

-

-

s

s

s

o

o

o

n

n

n

,

,

,

F

F

F

a

a

a

l

l

l

c

c

c

o

o

o

n

n

n

)

)

)

,

,

,

s

s

s

e

e

e

p

p

p

.

.

.

m

m

m

a

a

a

g

g

g

n

n

n

e

e

e

t

t

t

y

y

y

c

c

c

z

z

z

n

n

n

a

a

a

n

n

n

a

a

a

m

m

m

o

o

o

k

k

k

r

r

r

o

o

o

0

0

0

.

.

.

0

0

0

2

2

2

0

0

0

-

-

-

0

0

0

.

.

.

0

0

0

0

0

0

2

2

2

b

b

b

a

a

a

r

r

r

d

d

d

z

z

z

o

o

o

d

d

d

r

r

r

o

o

o

b

b

b

n

n

n

e

e

e

f

f

f

l

l

l

o

o

o

t

t

t

a

a

a

c

c

c

j

j

j

a

a

a

,

,

,

h

h

h

y

y

y

d

d

d

r

r

r

o

o

o

m

m

m

e

e

e

t

t

t

a

a

a

l

l

l

u

u

u

r

r

r

g

g

g

i

i

i

a

a

a

<

<

<

0

0

0

.

.

.

0

0

0

0

0

0

2

2

2

k

k

k

o

o

o

l

l

l

o

o

o

i

i

i

d

d

d

a

a

a

l

l

l

n

n

n

e

e

e

h

h

h

y

y

y

d

d

d

r

r

r

o

o

o

m

m

m

e

e

e

t

t

t

a

a

a

l

l

l

u

u

u

r

r

r

g

g

g

i

i

i

a

a

a

Stopień pomniejszania a wielkość ziarn

Stopień pomniejszania a wielkość ziarn

minerałów użytecznych

minerałów użytecznych

5

Mechaniczne:

Chemiczne

:

Metody

rozdrabniania

-roztwarzanie
-

rozpuszczanie
-spalanie
-sublimacja
-inne

Metodami

specjalnymi

-szok termiczny
-zmiana ciśnienia
-bombardowanie
cząstkami
-falą dźwiękową
-siłami
kapilarnymi
-inne

Siłami

zewnętrznymi

-zgniatanie
-łamanie
-scieranie
-udar
-łupanie
-ścinanie
-inne

6

Model procesów uwalniania

Model procesów uwalniania

7

Stopie

ń

ń

uwolniena:

ilość wolnych ziarn minerału w
produkcie

ilość ziarn tego minerału w skale przed
rozdobnieniem

s

uw

=

Model procesów uwalniania

Model procesów uwalniania

8

Przesiewanie w układzie rozdrabniania

a) przesiewanie wstępne

a) przesiewanie wstępne

b) przesiewanie kontrolne

b) przesiewanie kontrolne

c) przesiewanie w obiegu rozdrabniania

c) przesiewanie w obiegu rozdrabniania

9

NADAWA

Rozdrabnianie grube
(I stadium rozdrabniania)

Gotowa klasa ziarnowa

Rozdrabnianie drobne
II stadium rozdrabniania

R

R

Klasyfikacja hydraulicz.

Klasyfikacja mech.

Ze względu na wysokie koszty rozdrabniania nie wolno

Ze względu na wysokie koszty rozdrabniania nie wolno

dopuszczać do rozdrabniania materiału już

dopuszczać do rozdrabniania materiału już

rozdrobnionego

rozdrobnionego

10

Stopie

ń

rozdrabniania

d

n

- pewna wielkość charakteryzująca ziarna nadawy

d

p

- pewna wielkość charakteryzująca ziarna produktu

rozdrabiania

 

zależnie od celu mogą to być:

- wartość średnia średnic ziarn
- wartość modalna
- wartość maksymalna
- 50 lub 80%-towe kwantyle krzywej składu ziarnowego

nadawy i produktu

r

d

d

n

p



11

Aby osiągnąć wyższy stopień rozdrabniania

Aby osiągnąć wyższy stopień rozdrabniania

stosuje się rozdrabnianie w kilku stadiach, a

stosuje się rozdrabnianie w kilku stadiach, a

stopień rozdrobnienia systemu wynosi:

stopień rozdrobnienia systemu wynosi:

R=r

R=r

1

1

· r

· r

2

2

· r

· r

3

3

·.... ·r

·.... ·r

n

n

,

,

n-liczba operacji

n-liczba operacji

W przypadku analizy wydajności maszyn

W przypadku analizy wydajności maszyn

rozdrabniających posługuje się tzw. pozornym

rozdrabniających posługuje się tzw. pozornym

stopniem rozdrobnienia:

stopniem rozdrobnienia:

k

N

dop

d

d

r

gdzie:

gdzie:

- dopuszczalny wymiar brył nadawy

- dopuszczalny wymiar brył nadawy

d

d

k

k

- szerokość otworu (szczeliny wypustowej) maszyny

- szerokość otworu (szczeliny wypustowej) maszyny

N

dop

d

12

M

M

M

a

a

a

k

k

k

s

s

s

y

y

y

m

m

m

a

a

a

l

l

l

n

n

n

e

e

e

w

w

w

y

y

y

m

m

m

i

i

i

a

a

a

r

r

r

y

y

y

z

z

z

i

i

i

a

a

a

r

r

r

n

n

n

w

w

w

m

m

m

m

m

m

S

S

S

t

t

t

a

a

a

d

d

d

i

i

i

u

u

u

m

m

m

r

r

r

o

o

o

z

z

z

d

d

d

r

r

r

a

a

a

b

b

b

n

n

n

i

i

i

a

a

a

n

n

n

i

i

i

a

a

a

s

s

s

t

t

t

o

o

o

p

p

p

i

i

i

e

e

e

ń

ń

ń

r

r

r

o

o

o

z

z

z

-

-

-

d

d

d

r

r

r

a

a

a

b

b

b

n

n

n

i

i

i

a

a

a

n

n

n

i

i

i

a

a

a

n

n

n

a

a

a

d

d

d

a

a

a

w

w

w

y

y

y

p

p

p

r

r

r

o

o

o

d

d

d

u

u

u

k

k

k

t

t

t

u

u

u

g

g

g

r

r

r

u

u

u

b

b

b

e

e

e

3

3

3

1

1

1

5

5

5

0

0

0

0

0

0

5

5

5

0

0

0

0

0

0

ś

ś

ś

r

r

r

e

e

e

d

d

d

n

n

n

i

i

i

e

e

e

3

3

3

5

5

5

0

0

0

0

0

0

1

1

1

5

5

5

0

0

0

K

K

K

r

r

r

u

u

u

s

s

s

z

z

z

e

e

e

n

n

n

i

i

i

e

e

e

d

d

d

r

r

r

o

o

o

b

b

b

n

n

n

e

e

e

3

3

3

d

d

d

o

o

o

1

1

1

0

0

0

1

1

1

5

5

5

0

0

0

5

5

5

0

0

0

(

(

(

1

1

1

5

5

5

)

)

)

g

g

g

r

r

r

u

u

u

b

b

b

e

e

e

1

1

1

0

0

0

5

5

5

0

0

0

5

5

5

d

d

d

r

r

r

o

o

o

b

b

b

n

n

n

e

e

e

1

1

1

0

0

0

5

5

5

0

0

0

.

.

.

5

5

5

M

M

M

i

i

i

e

e

e

l

l

l

e

e

e

n

n

n

i

i

i

e

e

e

b

b

b

.

.

.

d

d

d

r

r

r

o

o

o

b

b

b

n

n

n

e

e

e

1

1

1

0

0

0

0

0

0

.

.

.

5

5

5

0

0

0

.

.

.

0

0

0

5

5

5

Praktyczne definicje stadiów rozdrabniania

Praktyczne definicje stadiów rozdrabniania

13

Działania rozdrabniające i ich skutki

Działania rozdrabniające i ich skutki

14

Działania

rozdrabniając

e i ich skutki

15

MASZYNY DO ROZDRABNIANIA



Kruszarki szczękowe

- bezdźwigniowe, dźwigniowe
- jedno- i dwuszczękowe



Kruszarki stożkowe

- z wałem podwieszonym (giratory,
Gates)
- z wałem podpartym (cone, Symons)



Kruszarki walcowe

- jedno-, dwuwalcowe



Pierścieniowe

- rolkowe, biegunowe



Kruszarki udarowe

- młotowe, udarowo-odrzutowe,
prętowe



Bębnowe

- prętowe, kulowe, cylpebsowe,
autogeniczne

17

18

Wysokociśnieniowa prasa walcowa

20

Zasada działania kruszarek szczękowych

21

22

24

Zasada działania kruszarek stożkowych

25

26

27

29

Zasada działania kruszarki

Zasada działania kruszarki

udarowej

udarowej

30

31

32

33

34

Typowy układ kruszenia

Typowy układ kruszenia

36

Młyny bębnowe

Młyny bębnowe

37

Kruszarki bębnowe = młyny

Kruszarki bębnowe = młyny

bębnowe

bębnowe

38

39

min

/

,

3

,

42

obr

d

D

n





D – średnica bębna

D – średnica bębna

d - średnica mielników

d - średnica mielników

Krytyczna prędkość obrotowa

Krytyczna prędkość obrotowa

młyna:

młyna:

41

min

/

,

3

,

42

obr

d

D

n





D – średnica

D – średnica

bębna

bębna

d - średnica

d - średnica

mielników

mielników

42

























N

P

m

m

x

1

x

1

k

N

k

E

Q

Wydajność mielenia

Wydajność mielenia

gdzie:

Q - wydajność mielenia Mg/h

Q - wydajność mielenia Mg/h

N - moc pobierana przez młyn, kwh

N - moc pobierana przez młyn, kwh





- gęstość rozdrabnianego materiału, Mg/m

- gęstość rozdrabnianego materiału, Mg/m

3

3

,

,

x

x

N

N

, x

, x

P

P

- średnie wartości zbioru ziarn nadawy i produktu mielenia

- średnie wartości zbioru ziarn nadawy i produktu mielenia





k

k

m

m

- współczynnik proporcjonalności m

- współczynnik proporcjonalności m

2

2

/kWh

/kWh

E

E

- energia rozdrabniania jednostkowa, kWh

- energia rozdrabniania jednostkowa, kWh

W zakresie mielenia energia rozdrabniania jest

W zakresie mielenia energia rozdrabniania jest

proporcjonalna do nowo wytworzonej powierzchni:

proporcjonalna do nowo wytworzonej powierzchni:

Q=A·N

, N-pobór mocy przez młyn

, N-pobór mocy przez młyn

między wydajnością młyna, a zużyciem energii istnieje

między wydajnością młyna, a zużyciem energii istnieje

zatem zależność:

zatem zależność:

44

45

Typowe układy technologiczne mielenia i klasyfikacji

46

Typowe układy technologiczne mielenia i klasyfikacji

47

Typowe układy technologiczne mielenia i klasyfikacji

48

Młyn semi-autogeniczny z napędem bezpośrednim

49

Typowe układy technologiczne mielenia i klasyfikacji

50

Typowe układy technologiczne mielenia i klasyfikacji

51

Typowe układy technologiczne mielenia i klasyfikacji

52



Malewski J. ,

Przeróbka Kopalin. Zasady

rozdrabiania i klasyfikacji

. Skrypt Politechniki

Wrocławskiej, Wrocław 1981.



Koch R., Noworyta A.,

Procesy mechaniczne w

inżynierii chemicznej

. WNT, Warszawa 1993



Drzymała J.

Podstawy mineralurgii

. Oficyna

Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław
2001



Blaschke Z. i inni, Górnictwo Cz.V.

Zarys

technologii procesów przeróbczych

, Skrypt AGH,

Kraków, 1983

Literatura pomocnicza