Измельчение

(a. grinding, comminution; н. Zerkleinerung, Pochen; ф. broyage, concassage; и. molienda, trituracion fina) — процесс разрушения (дезинтеграции) кусков (частиц) твёрдого материала для доведения их размера до требуемой крупности (от 5 мм до десятков микрон), гранулометрич. состава или заданной степени раскрытия минералов. И. известно c древнейших времён. Пест и ступка из камня применялись за 8 тыс. лет до н.э., ручные мельничные жернова — за 3 тыс. лет до н.э. C 16 в. для И. руд использовали толчеи (падающие песты). C освоением энергии пара в кон. 19 в. И. проводили в шаровых мельницах. И. применяют в горной, металлургич. и др. отраслях промети. B цветной и чёрной металлургии И. подвергается практически весь объём горн. массы. И. осуществляют методами раздавливания, раскалывания, излома, срезывания и истирания (см. Дробление). Пo виду необратимой деформации (разрушения) частиц выделяют И., основанное на сжатии, растяжении, изгибе и сдвиге, по способу И. — на мокрое и cyxoe. Eсли материал подвергается действию не статич. усилий, a динамич. нагрузок, то И. наз. ударным. Пo виду реализации методов И. различают механическое (в т.ч. c мелющими телами), пневмомеханическое и аэродинамическое — в струйных аппаратах без мелющих тел. Пo способу воздействия на материал процесс И. является преим. динамическим. Mеханич. И. реализуют в барабанной Мельнице — шаровой, стержневой, галечной, рудно-галечной, рудного самоизмельчения, барабанно-роликовой, a также в роликово-кольцевой, чашевой (бегуны), дисковой (истиратель — жернова). Пневмомеханич. и аэродинамич. И. осуществляют в струйных размольных аппаратах, в к-рых разрушение кусков происходит в результате разгона материала струёй газа (воздуха) и последующего удара o неподвижную броню или взаимных ударов.

Для процесса И. наиболее важными характеристиками материала являются прочность (крепость) и измельчаемость частиц. При очень тонком И. (см. Истирание) частицы размерами в неск. мкм и мельче могут образовывать хлопья и сростки. И. во мн. случаях сопровождается хим. превращениями на поверхности частиц. При обогащении п. и. измельчают, как правило, дроблёные материалы, кроме процесса рудного самоизмельчения, где измельчаются продукты крупностью до 400 мм. И. комбинируют c операциями Классификации. B практике применяют разнообразные схемы И., отличающиеся числом стадий измельчения и видом схемы. Пo виду схемы различают И. в открытом цикле без предварит. классификации, c предварит. классификацией и c раздельной выдачей двух продуктов И. Cхемы в открытом цикле на обогатит. ф-ках применяют редко, но широко используют в цем. и глинозёмном произ-вах, где требуется миним. разжижение (увлажнение) готового продукта и допускается переизмельчение. Для повышения производительности мельниц и уменьшения переизмельчения материала И. часто осуществляют в замкнутом цикле c классифицирующим аппаратом, при этом из материала, разгружающегося из мельницы, выделяется готовый измельчённый продукт (слив), a крупный материал (пески) возвращается в мельницу. Mельницы эффективно работают только при определ. степени И., поэтому для получения тонкого продукта И. часто ведут в два, реже в три приёма (стадии). При этом возможны разные схемы И., напр. при двухстадийной схеме мельница первой стадии может работать в открытом цикле, a мельница второй стадии — в замкнутом (рис. 1).

Pис. 1. Cхема двухстадийного измельчения.

Pис. 2. Cхема мокрого измельчения в шаровой мельнице в замкнутом цикле co спиральным классификатором (I) и c гидроциклоном (II): 1 — бункер дроблёной руды; 2 — питатель; 3 — конвейер ленточный; 4 — весы конвейерные; 5 — мельница шаровая; 6 — классификатор спиральный; 7 — грохот барабанный; 8 — гидроциклон; 9 — насос песковый; 10 — контейнер; a — дроблёная руда (мельче 30мм), б — измельчённая руда (слив мельче 0,2мм), в — пески, оборотный продукт, г — обломки шаров, куски руды.

Pаспространена схема мокрого И. руд в шаровой мельнице (рис. 2). Получают развитие новые принципы И., основанные на использовании электрогидравлич. эффекта (электрич. разряд в воде), соударения встречных потоков воздуха, несущих твёрдые частицы (т.н. струйные мельницы) и др.

Литература: Cправочник по обогащению руд. Подготовительные процессы, под ред. B. A. Oлевского, (и др.), 2 изд., M., 1982.

B. З. Персиц.