Młyn (mielenie) - Mill (grinding)

Młyn ścierania
Młyn młotkowy otwarty przód pełny.jpg
Młyn młotkowy stołowy
Inne nazwy Młyn szlifierski
Zastosowania Szlifowanie
Powiązane przedmioty Zaprawy i tłuczek
Wytłok
Wytłaczarka

Młyn jest urządzeniem, które rozkłada stałych materiałów w mniejszej części przez mielenie, zgniatanie lub obróbki. Takie rozdrabnianie jest ważną operacją jednostkową w wielu procesach . Istnieje wiele różnych typów młynów i wiele rodzajów przetwarzanych w nich materiałów. Dawniej młyny były napędzane ręcznie lub przez zwierzęta (np. za pomocą ręcznej korby ), zwierzę robocze (np. młyn konny ), wiatr ( młyn ) lub wodę ( młyn wodny ). W czasach nowożytnych są zwykle zasilane energią elektryczną .

Szlifowanie materiałów stałych następuje dzięki siłom mechanicznym, które rozbijają strukturę, pokonując wewnętrzne siły wiążące. Po rozdrobnieniu zmienia się stan ciała stałego: wielkość ziarna, rozkład wielkości ziaren oraz kształt ziarna.

Frezowanie odnosi się również do procesu rozdrabniania, oddzielania, sortowania lub klasyfikowania materiału kruszywowego. Na przykład kruszenie lub rozdrabnianie skały w celu uzyskania jednolitej wielkości kruszywa do celów budowlanych lub oddzielanie skały, gleby lub materiału kruszywowego w celu wypełnienia strukturalnego lub działań rekultywacyjnych. Procesy mielenia kruszywa są również wykorzystywane do usuwania lub oddzielania zanieczyszczeń lub wilgoci od kruszywa lub gleby oraz do wytwarzania „suchych wypełnień” przed transportem lub wypełnieniem strukturalnym.

Szlifowanie może służyć następującym celom w inżynierii:

  • zwiększenie pola powierzchni ciała stałego
  • wytwarzanie bryły o pożądanej wielkości ziarna
  • rozdrabnianie zasobów

Przepisy dotyczące szlifowania

Pomimo dużej liczby badań z zakresu schematów pękania nie jest znany wzór łączący techniczną pracę szlifowania z wynikami szlifowania. Do obliczenia potrzebnej pracy szlifowania w zależności od zmiany wielkości ziarna stosuje się trzy modele półempiryczne. Mogą być one związane z zależnością Hukki między wielkością cząstek a energią wymaganą do rozbicia cząstek. W młynach mieszających zależność Hukki nie ma zastosowania, a zamiast tego należy przeprowadzić eksperymenty, aby określić jakąkolwiek zależność.

  • Kopnij dla d > 50 mm
  • Spoiwo dla 50 mm > d > 0,05 mm
  • Von Rittingera dla d < 0,05 mm

gdzie W jest pracą szlifierską w kJ/kg, c jest współczynnikiem rozdrabniania, d A jest uziarnieniem materiału wyjściowego, a d E jest uziarnieniem przemiału .

Wiarygodna wartość dla wielkości ziaren d A i d E to d 80 . Wartość ta oznacza, że ​​80% (masy) substancji stałej ma mniejszy rozmiar ziarna. Współczynnik szlifowania Bonda dla różnych materiałów można znaleźć w różnej literaturze. Do obliczenia współczynników KICK i Rittingera można użyć następujących wzorów:

w granicach zakresu Bonda: górne d BU = 50 mm i dolne d BL = 0,05 mm.

Do oceny wyników rozdrabniania potrzebny jest układ granulometryczny materiału źródłowego (1) i przemiału (2). Stopień zmielenia to stosunek rozmiarów do rozmieszczenia ziaren. Istnieje kilka definicji tej charakterystycznej wartości:

  • Stopień zmielenia odnoszący się do wielkości ziarna d 80
Zamiast wartości d 80 można również zastosować d 50 lub inną średnicę ziarna.
  • Stopień zmielenia odnoszący się do określonej powierzchni
Powierzchnia właściwa odnosząca się do objętości S v i powierzchnia właściwa odnosząca się do masy S m można określić eksperymentalnie.
  • Udawany stopień szlifowania
W tej formule dla zmielonych ciał stałych wykorzystywana jest szczelina wyładowcza a szlifierki.

Proste siły ścierne.png

Szlifierki

W przetwórstwie materiałów rozdrabniacz jest maszyną do rozdrabniania drobnych cząstek poprzez ścieranie i siły ściskające na poziomie uziarnienia. Zobacz także kruszarkę dla mechanizmów wytwarzających większe cząstki. Ogólnie procesy mielenia wymagają stosunkowo dużej ilości energii; z tego powodu niedawno zaproponowano eksperymentalną metodę pomiaru energii wykorzystywanej lokalnie podczas frezowania różnymi maszynami.

Młyn autogeniczny

Młyny autogeniczne lub autogeniczne są tak zwane ze względu na samomielenie rudy: obracający się bęben wyrzuca większe kamienie rudy w ruchu kaskadowym, co powoduje kruszenie udarowe większych kamieni i ściskanie drobniejszych cząstek. Jest podobny w działaniu do młyna SAG, jak opisano poniżej, ale nie wykorzystuje kulek stalowych w młynie. Znany również jako szlifowanie ROM lub „Run Of Mine”.

Działanie młyna kulowego

Młyn kulowy

Typowym typem drobnego młynka jest młyn kulowy . Lekko pochylony lub poziomy, obracający się cylinder jest częściowo wypełniony kulkami , zwykle kamiennymi lub metalowymi , które mielą materiał do wymaganego stopnia rozdrobnienia poprzez tarcie i uderzenie opadającymi kulkami. Młyny kulowe normalnie pracują przy przybliżonym ładunku kuli wynoszącym 30%. Młyny kulowe charakteryzują się mniejszą (stosunkowo) średnicą i większą długością, a często mają długość 1,5 do 2,5 razy większą od średnicy. Wsad znajduje się na jednym końcu cylindra, a wylot na drugim. Młyny kulowe są powszechnie stosowane do produkcji cementu portlandzkiego i drobniejszych etapów przeróbki minerałów. Przemysłowe młyny kulowe mogą mieć średnicę do 8,5 m (28 stóp) z silnikiem o mocy 22 MW, pobierając około 0,0011% całkowitej światowej mocy (patrz Lista krajów według zużycia energii elektrycznej ). Jednak małe wersje młynów kulowych można znaleźć w laboratoriach, w których są one używane do mielenia materiału próbki w celu zapewnienia jakości.

Prognozy mocy dla młynów kulowych zazwyczaj wykorzystują następującą postać równania Bonda:

gdzie

  • E to energia (kilowatogodziny na metrykę lub krótką tonę)
  • W to wskaźnik pracy mierzony w laboratoryjnym młynie kulowym (kilowatogodziny na metrykę lub krótką tonę)
  • P 80 to rozmiar produktu w obwodzie młyna w mikrometrach
  • F 80 to wielkość wsadu w obwodzie młyna w mikrometrach.

Młyn Buhrstone'a

Innym powszechnie stosowanym rodzajem drobnego młynka jest francuski młyn buhrstone , który jest podobny do staromodnych młynów mącznych .

Wysokociśnieniowe walce szlifierskie

Wysokociśnieniowy walec szlifierski, często nazywany HPGR lub prasą walcową, składa się z dwóch walców o tych samych wymiarach, które obracają się względem siebie z taką samą prędkością obwodową. Specjalne podawanie materiału sypkiego przez lej zasypowy prowadzi do łoża materiału pomiędzy dwoma rolkami. Zespoły łożyskowe jednej rolki mogą poruszać się liniowo i są dociskane do łoża materiału za pomocą sprężyn lub cylindrów hydraulicznych. Ciśnienia w złożu materiału są większe niż 50 MPa (7000 PSI ). Na ogół osiągają od 100 do 300 MPa. W ten sposób złoże materiału jest zagęszczane do stałej części objętościowej większej niż 80%.

Prasa walcowa ma pewne podobieństwo do kruszarek walcowych i pras walcowych do zagęszczania proszków, ale przeznaczenie, konstrukcja i tryb pracy są inne.

Ekstremalne ciśnienie powoduje, że cząstki wewnątrz zagęszczonego złoża materiału pękają na drobniejsze cząstki, a także powoduje mikropękanie na poziomie wielkości ziarna. W porównaniu z młynami kulowymi, HPGR osiągają od 30 do 50% niższe jednostkowe zużycie energii, chociaż nie są tak powszechne jak młyny kulowe, ponieważ są nowszą technologią.

Podobnym typem kruszarki pośredniej jest prowadnica krawędziowa, która składa się z okrągłej miski z dwoma lub więcej ciężkimi kołami zwanymi kruszarkami obracającymi się wewnątrz; rozdrabniany materiał jest wpychany pod koła za pomocą dołączonych lemieszy pługa .

Młyn żwirowy

Obracający się bęben powoduje tarcie i ścieranie pomiędzy kamykami skalnymi a cząstkami rudy. Może być stosowany tam, gdzie należy unikać zanieczyszczenia produktu żelazem z kulek stalowych . Kwarc lub krzemionka są powszechnie stosowane, ponieważ ich uzyskanie jest niedrogie.

Młyn prętowy

Obracający się bęben powoduje tarcie i ścieranie pomiędzy stalowymi prętami a cząstkami rudy. Należy jednak pamiętać, że termin „młyn prętowy” jest również używany jako synonim dla młyna do cięcia wzdłużnego , który wytwarza pręty z żelaza lub innego metalu. Młyny prętowe są mniej powszechne niż młyny kulowe do mielenia minerałów.

Pręty używane w młynie, zwykle ze stali wysokowęglowej, mogą różnić się zarówno długością, jak i średnicą. Jednak im mniejsze pręty, tym większa powierzchnia całkowita, a co za tym idzie większa wydajność szlifowania

Zasada działania SAG Mill

Młyn SAG

SAG to akronim oznaczający mielenie półautogeniczne. Młyny SAG to młyny autogeniczne, które również wykorzystują kule mielące, takie jak młyn kulowy. Młyn SAG jest zwykle szlifierką wstępną lub pierwszego stopnia. Młyny SAG wykorzystują ładunek kulki od 8 do 21%. Największy młyn SAG ma średnicę 42 stóp (12,8 m), napędzany silnikiem o mocy 28 MW (38 000 KM). Zaprojektowano młyn SAG o średnicy 44 stóp (13,4 m) i mocy 35 MW (47 000 KM).

Ścieranie pomiędzy kulkami mielącymi a cząstkami rudy powoduje mielenie drobniejszych cząstek. Młyny SAG charakteryzują się dużą średnicą i niewielką długością w porównaniu do młynów kulowych. Wnętrze młyna jest wyłożone płytami podnoszącymi do podnoszenia materiału wewnątrz młyna, gdzie następnie spada z płyt na resztę wsadu rudy. Młyny SAG są stosowane przede wszystkim w kopalniach złota, miedzi i platyny, znajdując zastosowanie również w przemyśle ołowiu, cynku, srebra, tlenku glinu i niklu.

Młyn wieżowy

Młyny wieżowe, często nazywane młynami pionowymi, młynami mieszającymi lub młynami do mielenia, są bardziej wydajnym sposobem mielenia materiału o mniejszych rozmiarach cząstek i mogą być stosowane po młynach kulowych w procesie mielenia. Podobnie jak młyny kulowe, kule mielące (stalowe) lub kamyki są często dodawane do młynów mieszających, aby pomóc w mieleniu rudy, jednak młyny te zawierają dużą śrubę zamontowaną pionowo do podnoszenia i mielenia materiału. W młynach wieżowych nie ma działania kaskadowego, jak w standardowych młynach do mielenia. Młyny z mieszadłem są również powszechne do mieszania wapna palonego (CaO) z zawiesiną wapna. Młyn wieżowy ma kilka zalet: niski poziom hałasu, wydajne zużycie energii i niskie koszty eksploatacji.

Młyn młotkowy stołowy

Pionowy młyn udarowy z wałem (młyn VSI)

Młyn VSI rzuca cząstki skały lub rudy na płytę ścieralną, wyrzucając je z centrum wirowania, które obraca się na pionowym wale. Ten typ młyna wykorzystuje tę samą zasadę, co kruszarka VSI .

Rodzaje młynów mielących

  • Wiatrak , zasilany wiatrem
  • Młyn wodny , zasilany wodą
  • Młyn koński , zasilany przez zwierzęta
  • Bieżnia , napędzana przez człowieka (archaiczne: „bieżnia”)
  • Młyn okrętowy , pływa w pobliżu brzegu rzeki lub mostu
  • Arrastra , prosty młyn do mielenia i proszkowania (zazwyczaj) rudy złota lub srebra.
  • Młyn walcowy , urządzenie do mielenia lub proszkowania ziarna i innych surowców za pomocą cylindrów
  • Stamp mill , specjalistyczna maszyna do rozdrabniania rudy na proszek do dalszej obróbki lub do szczelinowania innych materiałów
  • Miejsce prowadzenia działalności gospodarczej do wytwarzania artykułów produkcyjnych. Termin młyn był kiedyś w powszechnym użyciu dla fabryki, ponieważ wiele fabryk we wczesnych stadiach rewolucji przemysłowej było zasilanych przez młyn wodny, ale obecnie jest używany tylko w kilku konkretnych kontekstach; np,

Zobacz też

Bibliografia

Linki zewnętrzne