PRZERÓBKA MECHANICZNA

TEMAT: Wyznaczanie stopnia rozdrobnienia dla różnych kruszarek i różnych właściwości fizykomechanicznych surowców.

Dudek Marek

Liszka Sławomir III GIG, Gr. I Kraków 2009/10

Operacje przeróbcze są to czynności wykonane w odpowiednio dobranej kolejności na materiale surowym, oraz na otrzymanych produktach wzbogacania, które mają na celu wyodrębnienie z materiału surowego maksymalnej ilości składnika surowego. Operacje przeróbcze dzielimy ze względna ich charakter na operacje przygotowawcze i operacje główne. Rozdrabnianie jest jedną z operacji przeróbczych. Polega na zmniejszaniu wielkości ziaren pod wpływem zewnętrznej siły niszczącej wewnętrzną spoistość ich elementarnych cząstek; może się ono odbywać na drodze mechanicznej lub chemicznej.

Rozdrabnianie to:

• zmniejszanie wymiarów ziaren

• zwiększanie powierzchni swobodnych

• oddzielanie minerałów od siebie (rozdrabnianie selektywne)

Procesy rozdrabniania dzielimy na:

• kruszenie

• mielenie (produkt >1 mm)

Wskaźniki technologiczne oceny wyników rozdrobnienia dzielimy na:

• wskaźnik określający zmianę własności nadawy w trakcie rozdrabniania

• wskaźnik oceny produktu rozdrobnionego

• wskaźniki charakteryzujące proces (wydajność, zużycie energii)

Stopień rozdrobnienia jest to stosunek ziarn reprezentatywnych w nadawie do wielkości ziarn reprezentatywnych w produkcie. Jest miarą efektu rozdrabniania w kruszarkach.

Gdzie:

n – stopień rozdrobnienia

dⁿ – wielkość ziarn nadawy

d^p – wielkość ziarn produktu

Stopień rozdrobnienia maksymalny oblicza się jako stosunek wymiaru największych ziarn nadawy do wymiaru największych ziarn produktu.

Gdzie:

n_max – maksymalny stopień rozdrobnienia

dⁿ_max – średni wymiar największych ziarn nadawy

d^p _max – średni wymiar największych ziarn produktu

Stopień rozdrobnienia 80%.

Gdzie:

n₈₀ – 80% stopień rozdrobnienia

dⁿ ₈₀ – średni wymiar ziarn nadawy odczytany z krzywej składu ziarnowego

d^p ₈₀ – średni wymiar ziarn produktu odczytany z krzywej składu ziarnowego

Stopień rozdrobnienia uzyskany w efekcie rozdrabniania w kilku kolejnych maszynach (kruszarkach, młynach) jest równy iloczynowi stopni rozdrabniania wszystkich maszyn :

n_całk=n₁*n₂*n₃*….*n_n

O efektywności rozdrabniania decydują takie parametry materiałów jak twardość i wytrzymałość mechaniczna. Procesowi kruszenia został poddany porfir. Jest to potoczna nazwa stosowana do określenia magmowych skał wulkanicznych lub żyłowych, posiadających strukturę porfirową. Używany jest w drogownictwie oraz w budownictwie. Ma bardzo dużą wytrzymałość na ściskanie około 200 MPa. Ziarno porfiru o średnicy 80-120mm zostało rozdrobnione kolejno w trzech kruszarkach:

• L 4441 (szczelina między szczękami – 8mm)

• EKOLAB (szczelina między szczękami – 4,4mm)

• WALCOWA (szczelina między walcami – 2,5mm).

%

mm

Wykres przedstawia początkowy stan ziarna poddany procesowi kruszenia.

Wyniki analiz granologicznych (sitowych):

1. Po pierwszym stopniu rozdrobnienia w kruszarce L 4441 i przesianiu przez sita w czasie t = 3 min otrzymano następujące uziarnienie:

Rozmiar sita [mm]	Zostało na sicie [g]	Produkt dolny [%]
0	119	11,2
2,5	17	12,8
3,15	48	17,4
5	114	28,1
8	70	34,7
10	172	51,0
14	202	70,0
18	249	93,8
< 25	68	100,0
Σ	1059

1. Po drugim stopniu rozdrobnienia w kruszarce EKOLAB i przesianiu przez sita w czasie t = 4 min otrzymano następujące uziarnienie:

Rozmiar sita [mm]	Zostało na sicie [g]	Produkt dolny [%]
0	103	9,6
0,5	92	18,1
1	39	21,8
1,6	35	25,0
2,5	118	36,0
3,15	260	60,2
5	410	98,5
< 10	17	100,0
Σ	1074

1. Po trzecim stopniu rozdrobnienia w kruszarce WALCOWEJ i przesianiu przez sita w czasie t = 4 min otrzymano następujące uziarnienie:

Rozmiar sita [mm]	Zostało na sicie [g]	Produkt dolny [%]
0	109	10,4
0,315	62	16,4
0,63	78	23,8
1	290	51,6
2,5	366	86,6
< 4	140	100,0
Σ	1045

Obliczenia stopnia rozdrobnienia n_max , n₈₀ oraz n_całk:

• Kruszarka L4441

• Kruszarka EKOLAB

n₈₀ odczytane z wykresu:

• Kruszarka WALCOWA

n₈₀ odczytane z wykresu:

n₈₀ całkowite dla porfiru:

n_80całk = 5,88*2,65 * 2,8 = 32,4

Kruszarka	Porfir	Chalcedon
	nmax	n80
L4441	4,70	5,88
EKOLAB	2,47	2,65
WALCOWA	2,78	2.08
n80całk	X	32,4

Wnioski:

Za względów technicznych i ekonomicznych proces rozdrabniania musi odbywać się etapami. Różnica mas próbek po kolejnych czynnościach może być spowodowana zanieczyszczeniem kruszarek oraz usuwaniem pyłu. Stopień rozdrobnienia n_max oraz n₈₀ jest największy dla kruszarki L4441, natomiast dla pozostałych kruszarek wartości są zbliżone.