Дробление, измельчение и грохочение полезных ископаемых

Изложены основы теории процессов грохочения, дробления и измельчения. Описаны схемы устройства и конструкции грохотов, дробилок и мельниц, наиболее часто применяемых на обогатительных фабриках. Приведены сведения, необходимые для выбора и расчета этих машин, а также основные правила их эксплуатации.  Рассмотрены вопросы техники безопасности.

Третье издание (2-е изд. — 1966) учебника значительно переработано и дополнено материалами, соответствующим» новым тенденциям рудоподготовки.

Учебник предназначен для студентов горных и горно-металлургических вузов, обучающихся по специальности «Обогащение полезных ископаемых», а также может быть полезен учащимся техникумов и инженерно-техническим работникам обогатительных фабрик и промышленных предприятий, имеющих в технологических схемах операции дробления, измельчения и грохочения различных   материалов.

Процессы дробления, измельчения и грохочения издавна широко применяются в производственной деятельности человека. Трудно назвать отрасль промышленности или народного хозяйства, в которой в том пли ином виде не применялись бы эти процессы. Подсчитано, что в настоящее время одна двадцатая часть электроэнергии, производимой в мире, расходуется на дробление и измельчение твердых материалов   [100]. Процесс обогащения полезных ископаемых можно подразделить па два этапа: разъединение минералов, г. е. высвобождение зерен ценного минерала ог окружающих зерен других минералов и пустой породы; разделение минералов (собственно обогащение), т.е. выделение свободных зерен ценного минерала в концентрат.Разъединение (раскрытие) минералов достигается уменьшением крупности кусков, т. е. с помощью операций дробления и измельчения, которые в обогащении полезных ископаемых имеют   важное  технологическое   и   экономическое значение.Технологическое назначение операций дробления и измельчения заключается в гом, чтобы раскрыть минералы при максимально возможной крупности, при минимальном переизмельчении, т.е. осуществить принцип «не дробить ничего липшего». Экономическое значение этих операций определяется тем, что на обогатительных фабриках на дробление и измельчение падает 50—70 % общих капитальных затрат и такая же доля общих эксплуатационных расходов. При операциях дробления и измельчения расходуется много энергии и стали. Удельный расход энергии но фабрикам колеблется в пределах 7—20 кВт-чт руды, расход стали — ог 1 до 3 кг/т руды. Решением XXV съезда КПСС намечен дальнейший рост добычи и обогащения полезных ископаемых. Для выполнения поставленных задач необходимо постоянное совершенствование процессов дробления, измельчения и грохочения. В применяемых дробилках и мельницах куски горных пород разрушаются раздавливанием, истиранием и ударом, так как эти способы дробления конструктивно наиболее просто осуществляются. Вместе с тем раздавливанию и истиранию горные породы оказывают наибольшее сопротивление. Разрушение их, например, изгибающими или растягивающими усилиями должно происходить с значительно меньшими затратами энергии.Взрывной способ дробления (процесс Снайдера) заключается в том, что исходный материал в замкнутом сосуде подвергается воздействию пара или газа среднего давления в течение времени, необходимого для достижения заданного давления и накопления энергии.  При этом газ или пар заполняет поры,  трещины и пустоты в кусках и между ними, затем через быстродействующий клапан, заканчивающийся соплом, материал мгновенно (в течение 15 миллисекунд) выбрасывается со скоростью, близкой к скорости звука, в сосуд большой емкости. Там, в зоне пониженного давления, газ или пар, мгновенно расширяясь, выделяет накопленную ранее энергию и частицы материала разрушаются под действием взрывных волн,  взаимных соударений и т.  и.Электроимпульсное измельчение происходит при электрическом разряде (пробое). Используются две схемы: непосредственное воздействие на горную породу, т. е. пробой происходит в куске, и воздействие (пробой) в промежуточной среде (например, в воде). Ударная волна жидкости разрушает куски материала, прилегающие к зоне разряда (так называемый электро-гидравлпческий эффект).Высокочастотное разрушение при использовании электрической энергии токов высокой и сверхвысокой частоты. Сверхвысокие частоты позволяют быстро нагреть участок породы и тем самым вызвать снижение ее механической прочности  и  разрушение.Электротермические методы разрушения связаны с использованием энергии, создаваемой высокотемпературными источниками. Например, электрическая нагревательная спираль,  опущенная   в  шнур.Указанные новые способы еще не вышли из опытной стадии н пока не перспективны для дробления и измельчения больших масс горных пород. Поэтому на ближайшие годы главными направлениями совершенствования техники дробления и измельчения   остаются:увеличение размеров и производительности на один агрегат существующих типов  машин;конструктивное совершенствование существующих машин и разработка новых на основе механических способов разрушения ударом, раздавливанием  истиранием; разработка быстроходных машин высокой интенсивности, большой энергоемкости (на тонну массы машины) и малой металлоемкости (на тонну производительности); например, центробежных, вибрационных,   планетарных   и   других   измельчителей. Раздел «Грохочение» написан В.А.Перовым, «Дробление» — В.В.Зверевичем и «Измельчение» — совместно. При переработке раздела «Измельчение» использован материал, написанный проф. С.Е.Андреевым   (1881—1964   гг). Авторы выражают признательность проф. д-ру техн. наук Е.Е.Серго, проф. д-ру техн. наук О.С.Богданову и дон. канд. техн. наук И. М. Костину за рекомендации по улучшению учебника. О всех замеченных недостатках книги авторы просят сообщать па кафедру обогащения полезных ископаемых Ленинградского горного   института   им.Г.В.Плеханова.