Измельчение

в технике, тонкое дробление (до частиц размером меньше 5 мм) какого-либо твёрдого материала. И. Широко применяется для обогащения полезных ископаемых в горном деле, а также в металлургии, химической, строительной и др. Отраслях промышленности. И. Известно с древнейших времён. Пест и ступка из камня были известны за 8000 лет до н. Э. За 3500 лет до н. Э. Ручные мельничные жернова применялись в Египте и Китае для И. Зерна и лишь отчасти в горном деле. С 16 века для И. Руд использовались толчеи (падающие песты). Машинное И. Стало развиваться со 2-й половины 19 в. Принцип действия шаровой мельницы, основного измельчающего аппарата, был известен уже 150 лет тому назад. Прототип современной мельницы изобретён в 70-х гг. 19 в. Способы И.

— раздавливание, удар, истирание, при которых основное значение имеют деформации сжатия и сдвига. По существу И. Является процессом образования новых поверхностей. Под действием внешних сил в куске возникают напряжения, вызывающие микротрещины, которые способны частично закрываться (самозаживляться) при снятии нагрузки. Некоторая предельная концентрация микротрещин в единице объёма может вызвать возникновение по крайней мере одной большой трещины, которая приводит к распадению куска на части. Поверхностно-активные молекулы веществ, присутствующих в окружающей среде, адсорбируясь на стенках трещин, препятствуют их самозаживлению («эффект Ребиндера»). При повторном нагружении куска такие трещины могут дать начало большой трещине и т.

Д. Это явление концентрации вещества на поверхности трещин объясняет действие понизителей твёрдости, способствующих И. По мере уменьшения размера кусков в процессе И. Их прочность возрастает, так как в мелких частицах оказывается меньше структурных дефектов. При очень тонком И. Частицы размерами в несколько мкм и мельче могут под действием сил молекулярного сцепления образовывать хлопья и сростки. В этом случае при И. Одновременно возникают новые мелкие кусочки, происходит их частичное укрупнение вследствие агрегатирования. Для предотвращения агрегатирования добавляют поверхностно-активные вещества, покрывающие частицы тончайшей плёнкой, которая препятствует слипанию. И. Во многих случаях сопровождается химическими превращениями на поверхности частиц.

Распределение частиц по крупности в продуктах И. Обычно носит закономерный характер. Мерой крупности продукта может служить удельная поверхность, так как она обратно пропорциональна среднему размеру частиц. Для И. Полезных ископаемых и материалов цементной и химической промышленности применяются в основном барабанные мельницы. Шаровые, стержневые, галечные и самоизмельчения (см. Мельница). В промышленности строительных материалов для И. Глин, кварца, полевого шпата используют бегуны. В роликовых и кольцевых мельницах измельчаются мягкие и средней твёрдости неабразивные материалы (например, фосфориты, угли). Для очень тонкого И. Небольших количеств материала с размерами зёрен от 1—2 мм до 0,05 мм применяют вибрационные мельницы.

Сверхтонкое И. Материалов крупностью 0,1—0,2 мм до частиц размером 2—10 мкм осуществляется в струйных мельницах. Показатели производительности машин для И. Включают не только массу, но и крупность исходного материала и продукта. Расход энергии на И. Зависит от прочности (измельчаемости) материала и крупности исходного материала, степени загрузки мельницы и др. Для повышения производительности мельниц и уменьшения переизмельчения материала И. Часто осуществляют в замкнутом цикле с классифицирующим аппаратом. При этом из материала, разгружающегося из мельницы, выделяется готовый измельченный продукт, а крупный материал возвращается в мельницу (рис. 1). Мельницы эффективно работают только при определённой степени И.

(см. Дробление), поэтому для получения тонкого продукта И. Часто ведут в два, реже в три приёма (стадии). При этом возможны разные схемы И. Например, при двухстадийной схеме мельница первой стадии может работать в открытом цикле, а мельница второй — в замкнутом (рис. 2). На рис. 3 в качестве примера показана распространённая схема мокрого И. Руд в шаровой мельнице. Получают развитие новые принципы И., основанные на использовании электрогидравлического эффекта (электрический разряд в воде), токов высокой частоты, соударения встречных потоков воздуха, несущих твёрдые частицы (так называемые струйные мельницы), и др. Лит. Ромадин В. П., Пылеприготовление, М. — Л., 1953. Моргулис М. Л., Вибрационное измельчение материалов, М., 1957.

Ребиндер П. А., Физико-химическая механика, М., 1958. Олевский В. А., Размольное оборудование обогатительных фабрик, М., 1963. Дешко Ю. И., Креймер М. Б., Крыхтин Г. С., Измельчение материалов в цементной промышленности, 2 изд., М., 1966. Акунов В. И., Струйные мельницы, 2 изд., М., 1967. Козулин Н. А., Горловский И. А., Оборудование заводов лакокрасочной промышленности, 2 изд., М., 1968. В. А. Перов. Рис. 1. Схема замкнутого цикла измельчения. Рис. 2. Схема двухстадийного измельчения. Рис. 3. Схема мокрого измельчения в шаровой мельнице в замкнутом цикле со спиральным классификатором I и с гидроциклоном II. 1 — бункер дроблёной руды. 2 — питатель руды. 3 — конвейер ленточный. 4 — весы конвейерные. 5 — мельница шаровая. 6 — классификатор спиральный.

7 — грохот барабанный. 8 — гидроциклон. 9 — насос песковый. 10 — контейнер (а — дроблёная руда мельче 30 мм. Б — измельченная руда — слив мельче 0,2 мм. В — пески, оборотный продукт. Г — обломки шаров, куски руды)..