Дро́блення і подрі́бнення — це процеси руйнування корисних копалин шляхом застосування переважно зовнішніх механічних впливів.

Загальний опис

Між дробленням і подрібненням принципового розходження немає. Умовно вважають, що при дробленні одержують зерна крупністю більше 5 мм, а при подрібненні — менше 5 мм.

Дроблення і подрібнення на збагачувальних фабриках використовують для роз'єднання тісно переплетених і зрослих між собою зерен різних мінералів, що містяться в корисній копалині. Чим повніше відбувається розкриття зерен корисної копалини при дробленні і подрібненні, тим успішніше його наступне збагачення. Крупність дроблення і подрібнення корисних копалин залежить від їхнього мінерального складу, вкраплення корисних мінералів, подальшого методу збагачення і характеру використання продуктів збагачення.

При дробленні і подрібненні будь-яких матеріалів слід дотримуватися принципу «не дробити нічого зайвого» (Принцип Чечотта), тому що переподрібнення приводить до зайвої витрати електроенергії, збільшення зносу дробарок і млинів, зменшення їхньої продуктивності і погіршення показників збагачення.

Процеси дроблення, подрібнення і грохочення належать до основних операцій рудопідготовки, без яких збагачення корисних копалин неможливе. Процес первинної переробки корисних копалин можна підрозділити на два етапи: роз'єднання мінералів, тобто вивільнення зерен цінного мінералу від оточуючих зерен інших мінералів і порожньої породи; розділення мінералів (власне збагачення), тобто виділення вільних зерен цінного мінералу у концентрат. Технологічне призначення операцій дроблення і подрібнення полягає у тому, щоб розкрити (вивільнити) мінерали, які тісно переплелися та зрослі між собою або (при застосуванні у подальшому гідрометалургії, хімічних методів збагачення) — відкрити поверхню корисного компонента, зробивши її доступною для контакту з реагентом. Крупність зерен, до якої необхідно дробити або подрібнювати матеріал перед збагаченням, визначається розміром вкраплення цінних мінералів і процесом, що прийнятий для збагачення корисної копалини.

Історія Георг Агрікола описує ряд методів і пристроїв для дроблення корисних копалин, зокрема, ручне дроблення кувалдами і знаряддями-аналогами ціпів, а також товчильні машини.

Енергоємність Дроблення і подрібнення є найбільш енергоємними і дорогими процесами у циклі збагачення корисних копалин. Капітальні та експлуатаційні витрати на них можуть досягати 70 % від усіх затрат на збагачення. Тому удосконалення дробильного і подрібнювального обладнання, застосування найбільш ефективних і економічних способів і схем підготовчих операцій мають важливе економічне значення.

Стадії дроблення

На збагачувальних фабриках дроблення і подрібнення корисних копалин звичайно здійснюють за кілька стадій, бо необхідний ступінь дроблення в одній машині одержати неможливо. Частина загального процесу дроблення або подрібнення, яка здійснена в одній машині, називається стадією дроблення (подрібнення). Ступінь дроблення (подрібнення), що досягається в окремій стадії, називається частковим, а у всіх стадіях — загальним. Загальний ступінь дроблення дорівнює добутку ступенів дроблення (подрібнення) в окремих стадіях.

Залежно від крупності вихідного і дробленого (подрібненого) продуктів розрізняють три стадії дроблення і три стадії подрібнення:

+Стадії дроблення і подрібнення Дроблення ПодрібненняСтадіяКрупність продуктів, ммСтадіяКрупність продуктів, ммвихідногодробленогоРозмір зерна (мм) вВміст класу — 0,074 мм в подрібнено-му, % вихідному подрібненомуКрупне дроблення 1200 — 500 350 — 100 Крупне подрібнення 20 — 40 до 5 50 — 60 Середнє дроблення 350 — 100 100 — 40 Середнє подрібнення до 5 до 0,6 60 — 80 Дрібне дроблення 100 — 40 40 — 10 Тонке подрібнення до 5 до 0,15 понад 85+

Число стадій дроблення і подрібнення залежить від фізико-механічних властивостей корисної копалини, вкраплення корисного мінералу і крупності, що допускається подальшим процесом збагачення. Машини, у яких здійснюються процеси дроблення і подрібнення, називаються відповідно дробарками і млинами. Ефективність роботи дробарок (млинів) оцінюється кількістю дробленого (подрібненого) продукту на 1 квт/год витраченої електроенергії.

Ступінь дроблення Кількісною характеристикою процесів дроблення і подрібнення служить ступінь дроблення або подрібнення, яка показує у скільки разів зменшився розмір грудок (зерен) матеріалу при дробленні або подрібненні.

Ступенем дроблення (подрібнення) називається відношення розмірів зерна вихідного матеріалу до розмірів зерна дробленого (подрібненого) матеріалу. В деяких випадках ступінь дроблення визначається як відношення розмірів найбільших грудок до та після дроблення (подрібнення). Ступінь дроблення (подрібнення), що досягається в окремій стадії дроблення (подрібнення), тобто в одній дробарці (млині) називається частковим, а у всіх стадіях — загальним. Загальний ступінь дроблення дорівнює добутку ступенів дроблення (подрібнення) в окремих стадіях. Щокові і конусні дробарки крупного дроблення звичайно працюють при ступенях дроблення і = 3-4, конусні дробарки середнього і дрібного дроблення — при ступенях дроблення і = 4-7, конусні інерційні дробарки дрібного дроблення і = 10-15. Валкові дробарки з гладенькими валками працюють при і = 3-4, зубчастими валками і = 4-6. Молоткові і роторні дробарки забезпечують ступінь дроблення і = 20 і більше.

Схеми дроблення і подрібнення

Див. також Схеми подрібнення, Схеми дроблення.

СХЕМИ ДРОБЛЕННЯ (ПОДРІБНЕННЯ) — операції дроблення (подрібнення), а також грохочення (класифікації) складають стадію дроблення (стадію подрібнення), а сукупність стадій дроблення (подрібнення) — схему дроблення (подрібнення). Залежно від наявності і призначення операцій грохочення в схемах дроблення і класифікації в схемах подрібнення розрізняють п'ять різновидів стадій (одностадійних схем) дроблення або подрібнення (рис.). Різновиди стадій, які використовуються в схемах дроблення і подрібнення такі: стадія А — відкрита; стадія Б — відкрита з попереднім грохоченням; стадія В — замкнена з перевірочним грохоченням; стадія Г — замкнена з поєднанням попереднього і перевірочного грохочення; стадія Д — замкнена з роздільними попереднім і перевірочним грохоченням.

Звичайно використовується сухий спосіб дроблення. Мокре дроблення застосовують у тих випадках, коли гірнича маса містить глину (манґанові, бурозалізнякові і інші руди). Подрібнення, як правило, здійснюється мокрим способом. Сухе подрібнення застосовується, якщо добавка води небажана (напр., при приготуванні пилоподібного палива), а також при сухому збагаченні подрібненого продукту.

Подрібнення корисних копалин у млинах може здійснюватись у відкритому, замкненому і частково замкненому циклі. При відкритому циклі подрібнений продукт направляють або в подальшу стадію подрібнення, або на збагачення. При замкненому або частково замкненому циклі подрібнений продукт (весь або частину) направляють на класифікацію, піски якої повертаються у млин, а злив направляють на подальшу переробку.

При виборі раціональної схеми дроблення необхідно вирішити два основних питання: про число стадій дроблення і про необхідність операцій грохочення в окремих стадіях. Число стадій дроблення при підготовці руд до подрібнення повинне дорівнювати двом або трьом. Виключення з правила може бути зроблено: у випадку використання інерційних, молоткових і роторних дробарок, що мають високий ступінь дроблення (20-40); для фабрик дуже малої продуктивності (до 100 т/добу), де з метою спрощення схеми дроблення вона приймається одностадійною і при цьому допускається підвищена крупність грудок у живленні млинів; для фабрик дуже великої продуктивності (понад 40000 т/добу), що переробляють тверді руди плитнякової будови (типу криворізьких магнетитових кварцитів), приймається чотиристадійна схема дроблення. Попереднє грохочення перед першою стадією дроблення застосовується рідко, його застосування повинне бути обґрунтоване; перед другою стадією, попереднє грохочення, як правило, передбачається, відмова від нього повинна бути обґрунтованою; перед третьою стадією дроблення попереднє грохочення передбачається завжди. У останній стадії дроблення повинна бути операція перевірочного грохочення.

Див. також Дроблення корисних копалин Подрібнення корисних копалин Дробарка Автоматичне регулювання процесу подрібнення Термічне дроблення Товчильна машина

Примітки

Література Смирнов В. О., Білецький В. С. Підготовчі процеси збагачення корисних копалин. [навчальний посібник]. — Донецьк: Східний видавничий дім, Донецьке відділення НТШ, 2012. — 284 с. Білецький В. С., Смирнов В. О. Технологія збагачення корисних копалин. — Донецьк: Східний видавничий дім. 2000.

Дезінтеграція мінеральних ресурсів: монографія / Сокур М. І., Кіяновський М. В., Воробйов О. М., Сокур Л. М., Сокур І. М. — Кременчук: видавництво ПП Щербатих О. В., 2014—304 с. Сокур М. І. Рудопідготовка: дроблення, подрібнення, грохочення: монографія / Сокур М. І., Білецький В. С. Ведмідь І. А., Робота Є. М.. — Кременчук: ПП Щербатих О. В. — 2020. — 494 с. Білецький В. С., Олійник Т. А., Смирнов В. О., Скляр Л. В. Основи техніки та технології збагачення корисних копалин: навчальний посібник. — К.: Ліра-К 2020. — 634 с.

Посилання

ЗДРІБНЮВАННЯ //Фармацевтична енциклопедія