1. ОсновНыЕ положения и виды оборудования при реализации процессов измельчения

Процессы измельчения условно подразделяют на дробление и помол, и, соответственно, машины для осуществления процесса  на дробилки и мельницы. Измельчение частиц да размера (1 - 5) мм относят к процессу дробления, а мельче этого размера  к помолу.

Основными технико-экономическими показателями работы дробильно-помольных машин является степень измельчения и удельный расход энергии на изменение единицы объема (массы) готовой продукции.

В зависимости от размера кусков исходного сырья и конечного продукта измельчение условно делят на несколько классов[7]:

Класс измельчения	Размер куска до измельчения dн, мм	Размер куска после измельчения dк, мм
Дробление крупное среднее мелкое	1000 250 20	250 20 1 -5
Помол грубый средний тонкий коллоидный	1 -5 0,1 - 0,04 0,1 - 0,04 менее 0,1	0,1 - 0,04 0,05 - 0,015 0,005 - 0,001 менее 0,001

Отношение размеров кусков до измельчения и после измельчения называют степенью измельчения. Степень измельчения показывает, во сколько раз уменьшился размер куска (зерна) материала при его измельчении.

Различают линейную

(1.1)

и объемную

(1.2)

степени измельчения. Здесь и  размер и объем кусков до (с индексом “н”) и после (индекс “к”) измельчения. Этими зависимостями для определения степени измельчения пользуются в основном при процессах дробления и грубого помола.

При тонком помоле качество измельчения в большинстве случаев характеризуется количеством остатка в процентах при просеивании на ситах или величиной удельной поверхности, определяемой как поверхность всех частиц измельченного материала в единице массы (м²/кг или см²/кг) или в единице объема (м²/м² или см²/см³). Например, тонина помола цемента определяется просеиванием его пробы сквозь сито с сеткой N 008. Для обыкновенного цемента через сито должно проходить не менее 85% массы просеиваемой пробы. Кроме того, тонкость помола цемента характеризуется также удельной поверхностью, т.е. суммарной поверхностью всех частиц, содержащихся в 1 кг цемента. Удельная поверхность определяется на специальных приборах путем определения воздухопроницаемости. Для обыкновенного цемента удельная поверхность обычно составляет 250 - 300 м²/кг (2500 - 3000 см²/г).

Имеется много других способов определения качества помола, например адсорбционный. Основные способы определения качества помола подробно изложены в специальной литературе [8, 9].

1.2. Способы измельчения

Известно много способов измельчения. В настоящее время в основном используются только механические методы. Основными из механических методов являются следующие.

1. Раздавливание (рис.1.1,а). При раздавливании кусок материала зажимается между двумя поверхностями и раздавливается при сравнительно медленном нарастании давления. Разрушение происходит, когда внутренние напряжения в материале превысят предел прочности сжатию. В результате такого разрушения получают частицы различного размера и формы.

Рис 1.1 Способы измельчения материала

а  раздавливание; б  удар; в  раскалывание; г  разламывание;

д  истирание.

2. Удар (рис.1.1,б). Материал измельчается под действием динамической нагрузки. Различают разрушение тела стесненным и свободным ударом. Эффект такого разрушения зависит от кинетической энергии ударяющего тела. При свободном ударе разрушение тела наступает в результате столкновения его с рабочим органом измельчителя или другим телом в полете. Эффект такого разрушения определяется скоростью их столкновения независимо от того, движется разрушаемое тело или рабочий орган измельчителя.

3. Раскалывание (рис.1.1, в). Кусок материала разрушается на части в местах концентрации наибольших нагрузок при воздействии на него клиновидных рабочих элементов измельчителя.

4. Разламывание (рис.1.1,г). Материал разрушается под действием изгибающих сил.

5. Истирание (рис.1.1,д). Материал измельчается под действием сжимающих, растягивающих и срезающих сил. Это достигается за счет трения материала между движущимися поверхностями или мелющими телами, также при трении кусков материала друг о друга.

Способ измельчения выбирается в зависимости от физико-механических свойств измельчаемого материала и от крупности его кусков. В работе подавляющего большинства современных измельчителей используются способы раскалывания, раздавливания и удара, а также сочетание этих способов с разламыванием и истиранием.

Кроме механических способов, в последнее время предложены новые способы измельчения: электрогидравлический, ультразвуковой, гравитационный, способ измельчения световым лучом, полученным при помощи квантового генератора, кавитационный, а также способ измельчения быстросменяющимися высокими и низкими температурами. Все эти способы пока находятся в стадии лабораторных исследований. Наибольшее количество исследований выполнено по использованию электрогидравлического эффекта, который образуется при мгновенном (доли секунды) разряжении высоковольтного конденсатора, создающего при этом энергию в тысячи мегаватт. Образующаяся в результате разряжения гидравлическая ударная волна дробит материал. На основании теоретических и экспериментальных исследований и выполненных расчетов установлено [10], что использование электрогидравлического эффекта для измельчения может значительно снизить расход энергии по сравнению с механическими способами.