46. Пр. Под.Шихт мат. Процессы дробления и измельчения.

Значительная доля руд и флюсов, добытых в карьерах и шахтах, представлена крупными кусками (достигающими 1 м и более), что затрудняет транспортировку и загрузку в металлургические агрегаты.

Плавка крупнокусковой шихты сопровождается низкими технико-экономическими показателями, поскольку такие материалы из-за малой величины удельной поверхности медленно восстанавливаются и прогреваются. Все это затягивает во времени ход металлургического процесса.

Для обогащения часто руду приходится дробить и измельчать до крупности 0,1 мм. В этом случае дробление применяется как вспомогательная операция перед последующим обогащением.

В природных рудах железосодержащие минералы (оксиды) тесно и довольно прочно соединены с минералами пустой породы. Обогащение руд, то есть разделение зерен пустой породы и оксидов железа невозможно без предварительного разрушения связей между ними. Для этого куски руды необходимо дробить и измельчать до такой степени, чтобы раскрыть зерна рудного минерала, то есть, чтобы каждая частичка представляла собой оксид железа либо пустую породу.

Дробить и измельчать, то есть разрушать крупные куски материала на более мелкие, можно несколькими способами:

• раздавливанием,

• ударом,

• раскалыванием,

• изломом,

• истиранием,

• срезанием,

• сочетанием этих способов.

Прочные материалы дробят раздавливанием, хрупкие – ударом, раскалыванием или изломом, для измельчения обычно используют ударные, истирающие и срезающие усилия.

При дроблении куски руды разделяются на части, при этом преодолевается сила сцепления частиц, составляющих структуру руды. Сопротивление, которое руда оказывает дроблению, называют прочностью или крепостью руды. Горные породы по этому свойству делят на четыре группы:

• Мягкие – сопротивление раздавливанию 10 МПа;

• Средней твердости – сопротивление сжатию 10-50 МПа;

• Твердые породы – сопротивление сжатию 50-100 МПа;

• Весьма твердые материалы – сопротивление сжатию выше 100 МПа.

К первой группе относятся глинистые породы; ко второй – валунчатые руды, богатые бурые железняки; к третьей – магнетиты, известняк; к четвертой – железистые кварциты.

Практикой установлено, что дробить твердые материалы сразу, за один прием от крупных кусков (1000-1500 мм) до мелких (1 мм и меньше) не экономично. Эту операцию осуществляют в несколько стадий, используя на каждой из них соответствующее дробильное устройство.

В зависимости от размера кусков до и после дробления выделяют следующие стадии:

• крупное дробление от 1500 до 300 мм;

• среднее дробление от 300 до 20 мм;

• мелкое дробление от 20 до 5 мм;

• измельчение от 5 до 1 мм;

• тонкое измельчение до 0,05 мм и менее.

Таким образом, под дроблением понимают операцию уменьшения размеров кусков в результате их разрушения до 5-6 мм. Разрушение до более мелких частиц называют измельчением.

Одной из важнейших количественных характеристик дробления и измельчения являются степень дробления или коэффициент измельчения. Этот показатель представляет отношение максимальных размеров кусков материала до и после разрушения.

Степень дробления зависит от исходной крупности руды, ее твердости и типа дробилки. Для крупного твердого материала она составляет 4-6, для более мелкого и мягкого – 8-10. При измельчении, когда крупность готового продукта достигает сотых долей миллиметра, коэффициент измельчения возрастает до 50 и более.

Общая степень дробления равна произведению степеней дробления на каждой стадии