Дробление и измельчение — процессы разрушения полезных ископаемых под действием внешних сил до заданной крупности, требуемого гранулометрического состава или необходимой степени вскрытия минералов. При дроблении и измельчении не следует допускать переизмельчения материала, так как это ухудшает результаты обогащения (тонкие частицы крупностью менее 10 мкм обогащаются неудовлетворительно) и удорожает процесс. Необходимо соблюдать принцип «не дробить ничего лишнего».
Процессы дробления и измельчения могут быть подготовительными операциями (например, на обогатительных фабриках перед обогащением полезного ископаемого) или иметь самостоятельное значение (дробильно-сортировочные фабрики, дробление и измельчение угля перед коксованием, перед пылевидным его сжиганием и т. д.).
Процессы дробления и измельчения принципиально не различаются между собой. Условно принято считать дроблением такой процесс разрушения, в результате которого получаются продукты крупностью более 5 мм, измельчением — менее 5 мм. Первый вид разрушения осуществляется в дробилках, второй — в мельницах.
При дроблении и измельчении применяют следующие способы разрушения: раздавливание, раскалывание, излом, срезывание, истирание и удар. Тот или иной способ разрушения выбирается в зависимости от физико-механических свойств дробимого материала и крупности его кусков.
Степень дробления (или измельчения) показывает степень сокращения крупности в процессе разрушения кускового материала. Она характеризуется отношением размеров максимальных кусков в дробимом и дробленом материале или, что более точно, отношением средних диаметров до и после дробления, подсчитанных с учетом характеристик крупности материала:
i = D max/ d max, или i = D cp / d ср,
где i — степень дробления; D max и D cp — соответственно максимальный и средний размеры дробимого материала; d max и d ср — соответственно максимальный и средний размеры дробленого материала.
Различают следующие стадии дробления в зависимости от исходной и конечной крупности дробимого материала: крупное (100–200 мм), среднее (25–80 мм), мелкое (до 3–25 мм).
Степень дробления, достигаемая в каждой отдельной стадии, называется частной. Общая степень дробления получается как произведение частных степеней
i общ = i 1, i 2,..., i n.
На обогатительных фабриках для дробления различных полезных ископаемых применяют почти исключительно механические дробилки раздавливающего и раскалывающего (щековые, конусные, валковые), и ударного (молотковые, роторные, дезинтегральные) действия.
Щековые дробилки
В щековых дробилках материал раздавливается между двумя плитами (щеками), одна из которых неподвижная, а другая подвижная (качающаяся). Щековые дробилки бывают с простым (ЩДП) и сложным (ЩДС) движением подвижной щеки. Рабочая камера в щековой дробилке с простым движением щеки (рис. 7.4) образуется неподвижной 1 и подвижной 2 щеками и двумя боковыми стенками. Подвижная щека 2 шарнирно подвешена на оси 3. Боковые стенки рабочей камеры, а также неподвижная и подвижная щеки дробилки футеруются съемными плитами. На эксцентрик вала 4 надета головка массивного шатуна 5, получающего при вращении вала вертикальное возвратно-поступательное движение.
Нижний конец шатуна имеет гнезда, в которые свободно вставлены одним концом две распорные плиты. Другими концами распорные плиты вставлены: одна (левая) в гнездо на подвижной щеке дробилки, другая (правая) в гнездо регулировочного устройства, закрепленного на задней стенке станины.
Удержание свободно вставленных в гнезда распорных плит происходит как за счет давления самой подвижной щеки, так и за счет тяги с пружиной, оттягивающей подвижную щеку вправо. При движении шатуна вниз подвижная щека отходит от неподвижной и дробленый материал выпадает из разгрузочного отверстия дробилки.
Исходный материал загружается в рабочую камеру дробилки сверху и постепенно в процессе раздавливания опускается вниз. Так как во время движения шатуна вверх происходит дробление материала (рабочий ход), а во время движения вниз — его разгрузка (холостой ход), нагрузки на приводной двигатель дробилки крайне неравномерны.
Для аккумуляции энергии во время холостого хода и передачи ее во время холостого хода щеке, на вал шатуна надевают два массивных маховика. Для предохранения дробилки от поломок в случае попадания в ее рабочую камеру недробимых предметов (кусков железа) заднюю (правую) распорную плиту делают ослабленного сечения. Такая плита при нагрузках свыше допустимых ломается; после устранения причины поломки на ее место устанавливают новую плиту.
