Мельница (измельчение)

Истирательная мельница
	Настольная молотковая мельница
Другие имена	Мельница
Использование	Шлифование
Похожие товары	Ступка и пестик ; Экспеллер ; Экструдер

Мельница — это устройство, часто конструкция , машина или кухонный прибор , которое разбивает твердые материалы на более мелкие кусочки путем измельчения, дробления или резки. Такое измельчение является важной единичной операцией во многих процессах . Существует множество различных типов мельниц и множество типов материалов, обрабатываемых в них. Исторически мельницы приводились в движение вручную или с помощью животных (например, с помощью рукоятки ), рабочего животного (например, конная мельница ), ветра ( ветряная мельница ) или воды ( водяная мельница ). В современную эпоху они обычно работают от электричества .

Измельчение твердых материалов происходит за счет механических сил, которые разрушают структуру за счет преодоления внутренних сил сцепления. После измельчения изменяется состояние твердого вещества: размер зерен, их гранулометрический состав и форма зерен.

Измельчение также относится к процессу разрушения, разделения, калибровки или классификации совокупного материала (например, горной руды ) . Например, дробление или измельчение камня для получения заполнителя однородного размера для строительных целей или разделение камня, почвы или заполнителя для целей заполнения конструкций или мелиорации земель. Процессы измельчения заполнителя также используются для удаления или отделения загрязнений или влаги от заполнителя или почвы, а также для производства «сухих насыпей» перед транспортировкой или структурным заполнением.

Шлифование может служить следующим целям в технике:

увеличение площади поверхности твердого тела
изготовление твердого вещества с желаемым размером зерна
целлюлоза ресурсов

Законы измельчения

Несмотря на большое количество исследований в области схем разрушения, не известна формула, связывающая техническую работу шлифования с результатами шлифования. Горные инженеры Петер фон Риттингер , Фридрих Кик и Фред Честер Бонд независимо друг от друга разработали уравнения, связывающие необходимую работу по измельчению с размером полученного зерна, а четвертый инженер, Р.Т.Хукки, предположил, что каждое из этих трех уравнений может описывать узкий диапазон размеров зерна, и предложил объединить их вдоль единой кривой, описывающей то, что стало известно как отношения Хукки . ^[1]^[2]^[3]

В мельницах с перемешиванием зависимость Хукки не применяется, и вместо этого необходимо провести эксперименты для определения какой-либо зависимости. ^[4]

Для оценки результатов измельчения необходим гранулометрический состав исходного материала (1) и измельченного материала (2). Степень помола – это соотношение размеров и расположения зерен. Существует несколько определений этой характеристической величины:

Степень помола в зависимости от размера зерна d ₈₀

Z_{d}={\frac {d_{80,1}}{d_{80,2}}}\,

Вместо значения d ₈₀ также d _{50 или другой диаметр зерна.} можно использовать

Степень шлифования в зависимости от конкретной поверхности

Z_{S}={\frac {S_{v,2}}{S_{v,1}}}={\frac {S_{m,2}}{S_{m,1}}}\,

Удельную поверхность, относящуюся к объему S _v , и удельную поверхность, относящуюся к массе S _m, можно определить экспериментально.

Предполагаемая степень помола

Z_{a}={\frac {d_{1}}{a}}\,

В этой формуле для измельчения твердых веществ используется зазор а разгрузочной головки шлифовального станка.

Шлифовальные станки

При обработке материалов измельчитель — это машина для измельчения мелких частиц за счет истирания и сжимающих усилий на уровне размера зерна. См. также дробилку , чтобы узнать о механизмах, производящих более крупные частицы. В целом процессы измельчения требуют относительно большого количества энергии; по этой причине недавно был предложен экспериментальный метод измерения энергии, используемой локально во время фрезерования на разных машинах. ^[5]

Автогенная мельница

Автогенные или автогенные мельницы получили свое название из-за самоизмельчения руды: вращающийся барабан выбрасывает более крупные камни руды каскадным движением, что вызывает ударное разрушение более крупных пород и сжатие более мелких частиц. По работе он аналогичен мельнице ПСИ, описанной ниже, но в мельнице не используются стальные шары. Также известное как ROM или измельчение «Run Of Mine».

Шаровая мельница

Типичным типом мелкой мельницы является шаровая мельница . Слегка наклоненный или горизонтальный вращающийся цилиндр частично заполнен шариками , обычно каменными или металлическими , которые измельчают материал до необходимой крупности за счет трения и ударов кувыркающимися шарами. Шаровые мельницы обычно работают с примерной загрузкой шаров 30%. Шаровые мельницы характеризуются меньшим (сравнительно) диаметром и большей длиной и часто имеют длину в 1,5–2,5 раза больше диаметра. Подача находится на одном конце цилиндра, а разгрузка — на другом. Шаровые мельницы обычно используются при производстве портландцемента и на этапах более тонкого помола при переработке полезных ископаемых. Промышленные шаровые мельницы могут иметь диаметр до 8,5 м (28 футов) с двигателем мощностью 22 МВт. ^[6] потребляя примерно 0,0011% всей мировой энергии (см. Список стран по потреблению электроэнергии ). Однако небольшие версии шаровых мельниц можно найти в лабораториях, где они используются для измельчения материала пробы для обеспечения качества.

Для прогнозирования мощности шаровых мельниц обычно используется следующая форма уравнения Бонда: ^[7]

E=10W\left({\frac {1}{\sqrt {P_{80}}}}-{\frac {1}{\sqrt {F_{80}}}}\right)\,

где

E — энергия (киловатт-часы на метрическую или короткую тонну).
W — индекс работы, измеряемый в лабораторной шаровой мельнице (киловатт-часы на метрическую или короткую тонну).
Р ₈₀ — размер продукта контура мельницы в микрометрах.
F ₈₀ — размер подачи в контуре мельницы в микрометрах.

Берстоунская мельница

Другой широко используемый тип мелкой мельницы — это французская мельница из бурстона , похожая на старомодные мельницы .

Шлифовальные валки высокого давления

Шлифовальный валок высокого давления, часто называемый HPGR или валковым прессом, состоит из двух валков одинаковых размеров, которые вращаются друг против друга с одинаковой окружной скоростью. Специальная подача сыпучего материала через бункер приводит к образованию слоя материала между двумя валками. Подшипниковые узлы одного катка могут двигаться линейно и прижимаются к слою материала пружинами или гидроцилиндрами. Давление в слое материала превышает 50 МПа (7000 фунтов на квадратный дюйм ). Обычно они достигают от 100 до 300 МПа. При этом слой материала уплотняется до твердой объемной доли более чем на 80%.

Валковый пресс имеет определенное сходство с валковыми дробилками и валковыми прессами для уплотнения порошков, однако назначение, конструкция и режим работы различны.

Экстремальное давление заставляет частицы внутри слоя уплотненного материала разрушаться на более мелкие частицы, а также вызывает микроразрушение на уровне размера зерна. По сравнению с шаровыми мельницами, HPGR обеспечивают на 30–50% меньше удельного энергопотребления, хотя они не так распространены, как шаровые мельницы, поскольку представляют собой более новую технологию.

Аналогичным типом промежуточной дробилки является краевой бегун, который состоит из круглого лотка с двумя или более тяжелыми колесами, известными как мюллеры, вращающимися внутри него; измельчаемый материал засыпается под колеса с помощью прикрепленных к ним плугов .

Галечная мельница

Вращающийся барабан вызывает трение и истирание между галькой и частицами руды. Может использоваться там, где загрязнения продукта железом из стальных необходимо избежать шариков. Обычно используются кварц или кремнезем, поскольку их недорого добыть.

Стержневая мельница

Вращающийся барабан вызывает трение и истирание между стальными стержнями и частицами руды. ^{[ нужна ссылка ]} Но термин «стержневая мельница» также используется как синоним продольной резки , которая производит стержни из железа или другого металла. Стержневые мельницы менее распространены, чем шаровые, для измельчения минералов.

Стержни, используемые в мельнице, обычно из высокоуглеродистой стали, могут различаться как по длине, так и по диаметру. Однако чем меньше стержни, тем больше общая площадь поверхности и, следовательно, тем выше эффективность измельчения. ^[8]

Скажи мельница

SAG – это аббревиатура от полусамоизмельчения. Мельницы ПСИ — это мельницы автогенного типа, в которых, как и в шаровой мельнице, также используются мелющие шары. Мельница ПСИ обычно представляет собой мельницу первичной или первой ступени. В мельницах ПСИ используется шаровая загрузка от 8 до 21%. ^[9]^[10] Самая большая мельница ПСИ имеет диаметр 42 фута (12,8 м) и оснащена двигателем мощностью 28 МВт (38 000 л.с.). ^[11] Спроектирована мельница ПСИ диаметром 44 фута (13,4 м) и мощностью 35 МВт (47 000 л.с.). ^[12]

Истирание между мелющими шарами и частицами руды приводит к измельчению более мелких частиц. Мельницы SAG характеризуются большим диаметром и небольшой длиной по сравнению с шаровыми мельницами. Внутренняя часть мельницы облицована подъемными пластинами для подъема материала внутри мельницы, где он затем падает с пластин на остальную часть рудной загрузки. Мельницы ПСИ в основном используются на рудниках по добыче золота, меди и платины, а также в промышленности по добыче свинца, цинка, серебра, глинозема и никеля.

Башенная мельница

Башенные мельницы, часто называемые вертикальными мельницами, мельницами с перемешиванием или мельницами доизмельчения, являются более эффективным средством измельчения материала до частиц меньшего размера и могут использоваться после шаровых мельниц в процессе измельчения. Как и в шаровых мельницах, в мельницы с перемешиванием часто добавляются мелющие (стальные) шары или галька, чтобы облегчить измельчение руды, однако эти мельницы содержат большой винт, установленный вертикально для подъема и измельчения материала. В башенных мельницах нет каскадного действия, как в стандартных мельницах. Мельницы с перемешиванием также часто используются для смешивания негашеной извести (CaO) с известковым раствором. Башенная мельница имеет ряд преимуществ: низкий уровень шума, эффективное использование энергии и низкие эксплуатационные расходы.

Ударная мельница с вертикальным валом (мельница VSI)

Мельница VSI отбрасывает частицы камня или руды на изнашиваемую пластину, выбрасывая их из вращающегося центра, который вращается на вертикальном валу. Этот тип мельницы использует тот же принцип, что и дробилка VSI .

Виды мельниц

Ветряная мельница , работающая от ветра
Водяная мельница , работающая на воде
Конная мельница , работающая на животных
Беговое колесо с приводом от человека (архаичное: «беговая дорожка»)
Корабельная мельница , плавает возле берега реки или моста.
Аррастра , простая мельница для измельчения и измельчения (обычно) золотой или серебряной руды.
Вальцовая мельница — оборудование для измельчения или измельчения зерна и другого сырья с использованием цилиндров.
Штамповочная мельница — специализированная машина для измельчения руды в порошок для дальнейшей обработки или дробления других материалов.
Предприятие по производству промышленных изделий. Термин «мельница» когда-то широко использовался для обозначения фабрики, потому что многие фабрики на ранних этапах промышленной революции приводились в движение водяными мельницами, но в настоящее время он используется только в нескольких конкретных контекстах; например,
- Корофабрика производит дубовую кору для кожевенных заводов.
- Сидровая мельница измельчает яблоки, чтобы получить сидр
- Мельница перемалывает зерно в муку
- Маслобойня , см. прессование экспеллером , экструзия.
- Бумажная фабрика производит бумагу
- Лесопилка режет древесину
- Крахмальная мельница
- Сталелитейный завод производит сталь
- Сахарный завод (также называемый сахарным заводом ) перерабатывает сахарную свеклу или сахарный тростник в различные готовые продукты.
- Текстильная фабрика
  - Шелковая фабрика , для шелка
  - Льняная мельница , для льна
  - Хлопчатобумажная фабрика , для хлопка
- Шелушение (также называемое рисовой мельницей или рисовой шелухой) используется для шелушения риса.
- Пороховая мельница производит порох

См. также

Ссылки

^ Линч, Эй Джей; Роуленд, Калифорния (2005). «Глава 2. Наука и ученые» . История шлифования . Общество горной промышленности, металлургии и геологоразведки. ISBN 978-0-87335-238-3 . Проверено 4 октября 2022 г.
^ А. Янкович; Х. Дундар; Р. Мехта‡ (март 2010 г.). «Связь между энергией измельчения и размером продукта магнетитовой руды» (PDF) . Журнал Южноафриканского института горного дела и металлургии . 110 .
^ Хукки, RT (1961). «Предложение Соломонова соглашения между теориями Риттингера, Кика и Бонда» . scribd.com .
^ Томас, А; Филиппов, Л.О. (1999). «Трещины, фракталы и энергия разрушения минеральных частиц». Международный журнал переработки полезных ископаемых . 57 (4): 285. doi : 10.1016/S0301-7516(99)00029-0 .
^ Барон, М.; Шамаю, А.; Маркьоро, Л.; Раффи, Дж. (2005). «Радикалярные зонды для измерения воздействия энергии на сыпучие материалы» (PDF) . Передовая порошковая технология . 16 (3): 199. дои : 10.1163/1568552053750242 .
^ «АББ» . АББ Коммуникейшнс . АББ Коммуникации.
^ Обогащение полезных ископаемых - Третья теория измельчения - Краткое содержание документа . Онемайн.орг. Проверено 9 октября 2010 г.
^ Уиллс, бакалавр (2006). Технология переработки полезных ископаемых: введение в практические аспекты переработки руды и извлечения полезных ископаемых . Том. 7-е изд. Амстердам, Бостон, Массачусетс. п. 157. ИСБН 0750644508 .
^ Стромайр, С. и Валери, В. младший. Оптимизация схемы мельницы ПСИ в Ernest Henry Mining . ResearchGate.net
^ Мулар, Эндрю Л.; Хальбе, Дуг Н.; Барратт, Дерек Дж. (2002). Проектирование, практика и контроль предприятий по переработке полезных ископаемых: Труды . МСП. стр. 2369–. ISBN 978-0-87335-223-9 . Проверено 26 октября 2012 г.
^ ван де Вейфейкен, Мартен (октябрь 2010 г.). «Мельницы и GMD» (PDF) . Международная горнодобывающая промышленность : 30.
^ Безредукторные приводы мельниц . abb.com

Внешние ссылки

«Мельница» . Британская энциклопедия . Том. 18 (11-е изд.). 1911.
Видео тонкого измельчения в горнодобывающей промышленности
Детали мукомольной мельницы
Изображение мельницы ПСИ во время установки
телам Руководство по мелющим

[LynchRowland2005ch2-1] Линч, Эй Джей; Роуленд, Калифорния (2005). «Глава 2. Наука и ученые» . История шлифования . Общество горной промышленности, металлургии и геологоразведки. ISBN 978-0-87335-238-3 . Проверено 4 октября 2022 г.

[2] А. Янкович; Х. Дундар; Р. Мехта‡ (март 2010 г.). «Связь между энергией измельчения и размером продукта магнетитовой руды» (PDF) . Журнал Южноафриканского института горного дела и металлургии . 110 .

[3] Хукки, RT (1961). «Предложение Соломонова соглашения между теориями Риттингера, Кика и Бонда» . scribd.com .

[4] Томас, А; Филиппов, Л.О. (1999). «Трещины, фракталы и энергия разрушения минеральных частиц». Международный журнал переработки полезных ископаемых . 57 (4): 285. doi : 10.1016/S0301-7516(99)00029-0 .

[5] Барон, М.; Шамаю, А.; Маркьоро, Л.; Раффи, Дж. (2005). «Радикалярные зонды для измерения воздействия энергии на сыпучие материалы» (PDF) . Передовая порошковая технология . 16 (3): 199. дои : 10.1163/1568552053750242 .

[6] «АББ» . АББ Коммуникейшнс . АББ Коммуникации.

[onemine1-7] Обогащение полезных ископаемых - Третья теория измельчения - Краткое содержание документа . Онемайн.орг. Проверено 9 октября 2010 г.

[8] Уиллс, бакалавр (2006). Технология переработки полезных ископаемых: введение в практические аспекты переработки руды и извлечения полезных ископаемых . Том. 7-е изд. Амстердам, Бостон, Массачусетс. п. 157. ИСБН 0750644508 .

[9] Стромайр, С. и Валери, В. младший. Оптимизация схемы мельницы ПСИ в Ernest Henry Mining . ResearchGate.net

[10] Мулар, Эндрю Л.; Хальбе, Дуг Н.; Барратт, Дерек Дж. (2002). Проектирование, практика и контроль предприятий по переработке полезных ископаемых: Труды . МСП. стр. 2369–. ISBN 978-0-87335-223-9 . Проверено 26 октября 2012 г.

[11] ван де Вейфейкен, Мартен (октябрь 2010 г.). «Мельницы и GMD» (PDF) . Международная горнодобывающая промышленность : 30.

[12] Безредукторные приводы мельниц . abb.com

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

Базы данных авторитетного контроля
Национальный	Испания Франция Данные БНФ Германия Израиль Соединенные Штаты Чешская Республика
Другой	Исторический словарь Швейцарии