Учет физико-механических свойств исходного продукта при выборе дробилки

При выборе дробилки или дробильной линии в первую очередь необходимо учесть физико-механические свойства продукта дробления, такие как прочность, хрупкость, абразивность, крупность кусков исходного продукта и размер продукта дробления.

Прочность кусков горной породы при дроблении.

Из учебников по горному делу мы знаем, что прочность - это такое свойство горной породы, которое позволяет кускам, предназначенным на дробление, сопротивляться разрушению при возникновении внутренних напряжений. Эти напряжения, например механическое сжатие, в кусках дробимой породы создаются элементами дробилки. Прочность можно описать в цифрах и горная порода характеризуется показателями "предел прочности на сжатие" и "предел прочности на растяжение" σсж и σр соответственно.

В соответствии с показателем предела прочности на сжатие, считаемого в мегапаскалях (МПа), горные породы подразделяются на:

• Особо прочные >250
• Прочные 150-250
• Средней прочности 80-150
• Малой прочности <80

Хрупкость кусков горной породы при дроблении.

Эта характеристика обратная прочности, хрупкость - способность кусков горной породы разрушаться без значительных пластических деформаций.

Хрупкость кусков горной породы, предназначенных для дробления количественно можно оценить по различным методикам. При испытании строительных материалов, например, используют методику разрушения куска гирей в два килограмма, которая падает с высоты, каждый раз превышающей предыдущую на один сантиметр.

По числу ударов, выдерживаемых образцами горной породы их разделяют на следующие:

• Очень хрупкие 1
• Хрупкие 2-5
• Вязкие 5-10
• Очень вязкие >10

Абразивность кусков горной породы при дроблении.

Это особая характеристика кусков горной породы, абразивность определяет способность дробимого материала воздействовать на элементы дробилок, приводя к их износу.

Для определения степени абразивности горных пород применяется методика разработанная ВНИИстройдормаш. Абразивность выражается в граммах, потерянных испытываемым образцом, отнесенных к одной тонне раздробленного материала. В качестве агрегата в котором определяется абразивность дробимого материала используется модель роторной дробилки. В результате испытаний каждой горной породе присваивается специальный индекс - "И". Так же показатель маркируется "И30", потому что испытания производятся при окружной скорости 30 м/с.

Используя показатель абразивности "И", ВНИИстройдормаш предложил относить дробимые горные породы на десять категорий. При этом каждая категория абразивности отличается от предыдущей увеличением показателя, а значит и абразивности в два раза. При этом внутри категории минимальная и максимальная абразивность отличаются так же в два раза.

Система ВНИИстройдормаш для оценки абразивности материалов.

Благодаря такой системе появляется возможность сравнивать сроки службы рабочих органов дробилок при измельчении горных пород различных категорий абразивности при одинаковых условиях. Для этого используется коэффициент перехода K=2(B-A), где A, B - категории абразивности сравниваемых пород.

Например, если порода A второй категории, а порода B седьмой, то (B-A) = 7-2 = 5 и K = 2⁵ = 32. Таки образом, удельный износ рабочих органов дробилок при дроблении породы B будет в 32 раза больше, чем при дроблении породы A.

Методика ВНИИстройдормаш не единственная для определения абразивности горных пород.

Крупность кусков горной породы при дроблении

Крупность кусков определяется по их размерам в длину, ширину и высоту (AxBxC). Так же крупность куска может быть охарактеризована показателем его диаметра - D. Диаметр куска дробимого материала может быть определен различными способами. Один из способов - вычисление среднеарифметического линейных размеров, D=(A+B+C)/3. Другой - среднегеометрическое этих параметров, как корень кубический из произведения размеров D = ³√(a*b*c). Наиболее часто D определяется как диаметр окружности, описанный вокруг ширины и толщины куска, по формуле извлечения квадратного корня из суммы их квадратов D = √(b²+c²).

Степень дробления кусков горной породы.

Отношение размера кусков исходного материала к размеру кусков готового продукта называется степенью дробления и является важнейшей характеристикой для процесса дробления и выбора дробилки.

Так как в процессе дробления участвуют куски горной породы различного размера, существует несколько подходов к определению степени дробления. Например степень дробления можно определить как отношение между размерами максимальных кусков исходного и готового материала или как отношение средней крупности. Для ориентировочной оценки степени дробления конкретной дробилки можно использовать формулу i = 0,85B/b, где B - ширина приемного отверстия, b - ширина выходной щели. 

От требуемой степени дробления зависит и число стадий дробления горной породы на горно-обогатительных комбинатах и фабриках. Расчет очень прост, предположим в исходной горной породе содержаться куски размером до 1000 мм, а готовый продукт на выходе из процесса дробления не должен превышать 40 мм. Тогда требуемая степень дробления - 25.

Однако современное дробильное оборудование за один проход может обеспечить измельчение кусков горной породы не более чем в 3-7 раз. Значит, для достижения заданного результата понадобится 2-3 стадий дробления, со степенью дробления три для каждой, например i = 3*3*3.

Увеличение числа стадий дробления несет за собой серьезное увеличение капитальных затрат при строительстве, необходимость предварительного измельчения и удорожанию эксплуатации в целом. Следовательно, при выборе схемы переработки необходимо стремиться обойтись минимумом стадий дробления, конечно если это возможно.

Кроме производства специалисты завода нестандартного оборудования "Машинопромышленное объединение" осуществляют техническое диагностирование. Комплекс работ по техническому диагностированию дробилок различного типа включает в себя определение технического состояния конструкций, определение пригодности его элементов к дальнейшей эксплуатации.