Конспект лекций дисциплина Обогащение руд цветных металлов

Лекция 5. ДРОБЛЕНИЕ

План лекции

5.1 Процесс дробления
5.2 Стадии и степень дробления
5.3 Способы дробления
5.4 Технология дробления


5.1 Процесс дробления

Дроблением называется процесс уменьшения размеров кусков руды под действием внешних механических сил. При этом получается продукт крупностью 15 мм. Такая крупность граничного зерна условна и может колебаться в зависимости от вида полезного ископаемого. Дальнейшее уменьшение крупности материала называется измельчением.

Дробление производится не только на обогатительных фабриках. Дроблению подвергаются: уголь или сланец на электростанциях, сжигающих топливо в пылевидном состоянии; уголь на коксохимических заводах перед коксованием; известняки и доломиты в качестве флюсов на металлургических заводах; камень с целью приготовления щебня для промышленного и дорожного строительства и т.д. В этих случаях продукты дробления используются непосредственно, и процесс дробления имеет самостоятельное значение. Крупность получаемых при этом продуктов устанавливается исходя из требований технологии потребляющих производств.
Процессы дробления применяются, главным образом, для подготовки сырья к дальнейшему измельчению. Единой целью этих операций является раскрытие зерен ценных компонентов перед обогащением.


5.2 Стадии и степень дробления

Процессы дробления осуществляются обычно в три стадии:

- крупное дробление – от 1200 до 300 мм
- среднее дробление – от 300 до 75 мм
- мелкое дробление – от 75 до 15 мм
Каждая стадия характеризуется степенью дробления (i), то есть отношением диаметра максимальных кусков руды, поступающих на дробление (Д_max) к диаметру максимальных кусков руды после дробления (d _max):
i =
Степень дробления, посчитанная по формуле, характеризует процессы дробления и измельчения недостаточно полно, допустим, что при дроблении или измельчении двух материалов, имеющих одинаковые характеристики крупности, получены продукты с одинаковыми максимальными кусками, но с различными характеристиками крупности. Суммарная характеристика по плюсу для одного продукта выпуклая, а для другого – вогнутая. Это означает, что второй продукт раздроблен мельче, чем первый, но если подсчитать степени дробления по отношению размеров максимальных кусков, то они окажутся одинаковыми. Отсюда видно, что степень дробления правильнее вычислять как отношение средних диаметров, которые находятся с учетом характеристик крупности исходного материала и продукта дробления.
Степень дробления, достигаемая в каждой отдельной стадии, называется частной степенью дробления.

i₁ = = 4; i₂ = = 4; i₃ = = 5.

Общая степень дробления равна произведению частных степеней дробления.

i _общ. = i₁ * i₂ * i₃ = 4 * 4 * 5 = 80

Степень дробления определяется возможностью дробильного оборудования.

Обычно для
I стадии дробления i = 3-5
II стадии дробления i = 3-5
III стадии дробления i = 3-8 (10)
Стадия дробления – это одна операция дробления или совокупность операции дробления с грохочением.

5.3 Способы дробления

Под способом дробления понимают вид воздействия разрушающей силы на куски дробимого материала. Процесс разрушения может наступить в результате (рис. 5.1):

раздавливания (дешевый способ) раскалывания (для хрупких руд)

истирания удар (для материала средней твердости)

излом

Рис. 5.1 Способы дробления
Способ дробления выбирается в зависимости от физико-механических свойств дробимого материала и от крупности кусков. Различают горные породы прочные или твердые и мене прочные или мягкие; породы вязкие и хрупкие. Способность горных пород противостоять разрушению зависит так же от наличия трещин в кусках и способа воздействия на них окружающего усилия. Наибольшее сопротивление оказывают горные породы раздавливанию, меньшее – изгибу, и наименьшее – растяжению. Нередко применяют сочетание способов разрушения.

5.4 Технология дробления

Из соображений конструктивного характера, а так же вследствие нежелательности переизмельчения, в современной практике обогащения применяются дробилки, работающие главным образом раздавливанием и ударом при добавочных истирающих и изгибающих воздействиях на дробимый материал.

Крупное, среднее и мелкое дробление твердых (прочных) и хрупких пород целесообразно производить раздавливанием, а твердых и вязких пород – раздавливанием с участием истирания. Крупное дробление мягких и хрупких пород целесообразно выполнять раскалыванием, а среднее и мелкое – ударом. Все полезные ископаемые измельчают ударом с участием истирания.
Крупное, среднее и мелкое дробление обычно сухое, мокрое дробление применяют только в тех случаях, когда дробимый материал содержит глину, которую стараются отмыть одновременно с дроблением. Промывка, например, производится при дроблении глинистых железных марганцевых руд. Вода для промывки подается в рабочее пространство дробилок. В некоторых случаях вода подается в небольшом количестве из брызгал в завалочную воронку дробилки крупного дробления. Назначение этой воды – увлажнить дробимый материал и тем самым уменьшить пылеобразование.
Иногда материалы, слагающие куски полезных ископаемых, обладают различными физико-механическими свойствами. После дробления или измельчения таких полезных ископаемых, в специально подобранных условиях, одни, более твердые и прочные минералы, будут представлены крупными кусками, другие, менее твердые и хрупкие, - кусками значительно меньшего размера. Последующий рассев дробленого продукта позволит отделить одни минералы от других, т.е. произвести более или менее совершенное обогащение полезного ископаемого. Дробление или измельчение в этом случае имеет значение обогатительной операции и называется «избирательным дроблением».

Схемы дробления состоят из отдельных стадий дробления, включающих предварительное и поверочное грохочение.

Существует несколько разновидностей схем дробления: схема, состоящая только из одной операции дробления; с операцией поверочного грохочения; с операцией предварительного грохочения; с операциями предварительного и поверочного грохочения и с совмещенными операциями предварительного и поверочного грохочения.

Схему дробления и грохочения выбирают такой, чтобы руда не переизмельчалась, то есть соблюдался принцип «не дробить ничего лишнего». Для этого используют операцию предварительного грохочения, назначение которой – выделить готовый по крупности продукт. Однако предварительное грохочение применяется, если содержание мелочи в исходной руде превышает 17-20%, то есть гранулометрическая характеристика прямолинейная или вогнутая. В противном случае предварительное грохочение экономически не выгодно.

Поверочное грохочение применяют для контроля крупности дробленого продукта обычно в последней стадии дробления. Так как введение этой операции в первые стадии дробления приводит к увеличению капитальных затрат вследствие установки перегрузочных узлов.

Схемы дробления бывают от одной до четырех стадий дробления (рис. 5.2).

Одностадиальные схемы дробления применяются редко, только на фабриках небольшой производительности. Чаще всего применяются двух и трех стадиальные схемы дробления. Четырехстадиальные схемы дробления применяют только на обогатительных фабриках большой производительности на рудах, которые образуют большое количество кусков плоской формы.

В настоящее время в основном применяют двухстадиальные схемы дробления. Такие схемы с предварительным грохочением в обеих стадиях применяют для дробления мягких руд, содержащих значительное количество мелкого материала, например касситерит SnO₂, шеелит CaWO₄, вольфрамит FeMnWO₄, которые склонны к переизмельчению (рис. 5.3).
Двухстадиальная схема дробления без предварительного грохочения применяется для твердых руд, содержащих небольшое количество мелкого материала в исходной руде и неподдающихся переизмельчению (рис. 5.4).
Трехстадиальные схемы дробления с предварительным грохочением в I и II стадиях и с предварительным и поверочным грохочением в III стадии применяются для мягких и хрупких материалов (рис. 5.5).