2 Механічна обробка

Інтенсивність та ефективність більшості хімічних, дифузійних і біотехнологічних процесів зростає із зменшенням розмірів кусків і зерен матеріалу, який переробляється. У зв’язку з цим операція – зменшення розмірів кусків матеріалу передує в більшості випадків власне технологічним операціям переробки. Зменшення розмірів кусків матеріалу досягається головним чином механічним способом, в основному методами дроблення та подрібнення. До механічної обробки відноситься також змішування та класифікація і сортування. Дані операції передують подальшим технологічним процесам, забезпечуючи гомогенність сумішей за складом і розміром зерен.

2.1 Метод дроблення

Метод дроблення використовується для одержання з крупних кусків матеріалу, який переробляється, продуктів крупністю більше 5мм. Дроблення широко застосовується при переробці відходів розкривних порід при відкритих розробках корисних копалин, відвальних шлаків металургійних підприємств, гумових технічних виробів, відвалів галіту та фосфогіпсу, відходів деревини, деяких пластмас, будівельних матеріалів. Основними технологічними показниками дроблення є ступінь і енергоємність дроблення.

Ступінь дроблення - це відношення розмірів кусків матеріалу, який підлягає обробці, до розмірів кусків вже обробленого матеріалу. В залежності від розмірів кусків розрізняють стадії крупного, середнього і дрібного дроблення.

Характеристика стадій дроблення наведена в таблиці 2.1.

Таблиця 2.1 - Характеристика стадій дроблення

Стадії дроблення	Крупне	Середнє	Дрібне
Діаметр кусків до обробки, мм	1200-500	350-100	100-40
Діаметр кусків після обробки, мм	350-100	100-40	30-5

Енергоємність дроблення характеризується кількістю затраченої енергії на дроблення одної тонни матеріалу до визначених розмірів. Метод дроблення в цілому відноситься до енергоємних процесів. Тому подальший розвиток технічних засобів дроблення спрямований на зменшення їх енергоємності.

Для дроблення більшості видів твердих відходів використовують щокові, конусні, валкові та роторні дробарки різних типів. Для руйнування дуже великих агломератів відходів застосовують копрові механізми, механічні ножиці, дискові пили та деякі інші способи (наприклад, вибух). Вибір типу дробарки проводять з врахуванням міцності, пружності та крупнисті матеріалу, що обробляється, а також від необхідних розмірів кусків продукту і продуктивності. Технологія дроблення може бути організована з використанням або відкритих циклів роботи дробарок, коли матеріал проходить через дробарку лише один раз, або замкнутих циклів, коли продукт повертається в дробарку на дообробку.

2.2 Метод подрібнення

Метод подрібнення використовують при необхідності одержання з кускових відходів зернових і дисперсних фракцій крупністю менше 5мм. Процеси подрібнення дуже поширені в технології рекуперації відходів при переробці порід, що супутньо видобуваються при розробках корисних копалин, при переробці паливних та металургійних шлаків, відходів збагачування, деяких шламів і відходів пластмас, піритних огарків, фосфогіпсу та інших вторинних ресурсів.

Найбільш поширеними агрегатами грубого і тонкого подрібнення є стержньові, кульові та ножеві млини (дезінтегратори, дискові і вальцеві млини, бігуни, пневмопушки тощо). Подрібнення деяких типів відходів пластмас і гумовотехнічних виробів проводять при низьких температурах (криогенне подрібнення).

Подрібнюючими тілами в стержньових і кульових млинах є сталеві стержні або чавунні кульки, які поміщуються в корпуси. В млинах ножового типу подрібнення проводиться в дуже вузькому (0,1 – 0,5 мм) зазорі між нерухомими ножами, які закріплені в середині статора, і ножами, які фіксовані на обертовому роторі. Барабанні стержньові та кульові млини використовують як для сухого, так й для мокрого подрібнення. Стержньові млини, як правило, використовують для грубого подрібнення відходів, де вміст фракцій розміром 0,07 мм в готовому продукті становить 25-30%. У порівнянні з кульовими млинами вони забезпечують більш рівномірний за крупністю продукт при однаковій крупності вихідного матеріалу. Млини з центральним розвантаженням застосовують при тонкому і надтонкому подрібненні. Стержньові та кульові млини використовують у відкритому або замкнутому циклі з класифікатором.

Подрібнюючи тіла – стержні діаметром 25 – 100 мм та кулі діаметром 30 – 125 мм – виготовляють з високовуглецевої сталі.