Принципы избирательного измельчения

• Nelles P. –L., Plate B. und Simonis W. Zur aufbertungstechnischen Charakterisierung von Eisenerzen. – «Aufbertungstechnik», 1976, Vol. 17, Num. 4, S. 182 – 191.
• H. Schranz, W. Berghofer. Selektive zerkleinerung. «Bergbauwissenschaften» Bild 5 (1958), №6, s. 175 – 182.

Процесс обогащения предполагает наличие всестороннего описания обогащаемого минерального сырья, для чего необходимы сведения о:

• минералогическом составе;
• химическом элементарном составе анализе;
• физических свойствах

— гранулометрическом составе исследуемого сырья, в том числе отдельных компонентов в сростках. В мировой практике обогащения установлена возможность эффективного обогащения определенных видов минералов (руд) гравитационным методом или (например, хромитовой руды), сочетанием гравитационного обогащения и катионной флотацией в кислой среде с предварительным обесшламливанием пульпы. При использовании гравитационного метода получают концентрат удовлетворительного качества, с высокой степенью извлечения полезного компонента, если перерабатывать руду, структурно-текстурные свойства которой при дроблении и крупном измельчении позволяют удовлетворительно отделить полезный компонент от породы, т. е., избирательно измельчить. Под избирательным измельчением понимают процесс механического разделения на составные части материала, состоящего из разных компонент. При этом решающим фактором при избирательном измельчении, используемым в процессе обогащения полезных ископаемых, является обеспечение заданной крупности разделяемых компонент. Поскольку машин, измельчающих избирательно нет, избирательное разделение комплексных материалов может быть обеспечено путем выбора вида физической нагрузки, соответствующей физико-механическим свойствам измельчаемого материала. При этом определяющую роль играет прочность сцепления компонентов или, по Рамдору, «поведение поверхностей срастания». На этот счет имеются различные мнения. Так, если Годен утверждает, что сцепление на границе раздела зерен меньше, чем сцепление вдоль излома минерала, то Ревальд [] указывает (для сульфидов), что сцепление между частицами сульфидов и жильной породой сильнее, чем силы сцепления однородных зерен, будь то сульфид или жильная порода. Таггарт [5] отмечает, что «минералы образованные плоскостями спайности и сульфиды распадаются в основном внутри зерен, в то время как осадочные породы и некоторые метаморфические породы раскалываются на границе (крупности) зерен». Эти отличительные соотношения сцепления означают, что часть одного минерала остается в другом, вследствие чего снижается выход и содержание полезного компонента в концентратах. В трудно разрушаемых минералах, остается часть легко спаянных компонентов (напр., пирит и галенит), причем сила сцепления их зависит от спайности и характерна для каждого минерала. Ревальд [4] предлагает в качестве количественной оценки выдержанности промежуточного продукта принимать соотношение величины плоскости спайности к объему отдельного зерна. Если, в качестве примера взять руду, содержащую галенит и кварцит, примерно одинаковой крупности, то галенит из-за хорошей измельчаемости после измельчения попадает, в основном, в мелкие классы, а измельченный кварц – в грубые. Так как действующие на поверхность раздела силы между галенитом и кварцем больше, чем силы сцепления между частицами каждого из этих двух минералов, то определенное количество сросшегося материала следует ожидать после измельчения; это количество зависит от величины поверхности срастания и, следовательно, от крупности зерен, а также от величины сил сцепления. Отдельные сросшиеся зерна содержат в разрезе намного больше кварца, чем галенита. Причины различной прочности сцепления отдельных минералов очень разнообразны и не полностью объяснимы. Возможность избирательного разделения сульфидных руд зависит от срастания и прочности сцепления отдельных минералов; в незначительной мере на избирательное разделение влияет процесс измельчения. Hапротив, при подобных рудах следует почти всегда ожидать избирательное измельчение, т.к. полимнеральность руд часто указывает на большие различия в спайности. С другой стороны, в месторождениях где, например, отдельные минералогические составляющие относительно прочны и заложены в жильную породу, которая подвергалась процессу сцепления. Прочность сцепления на поверхности срастания (?) могут быть часто меньше, чем силы сцепления (?) между частицами этих составляющих. В качестве примера могут быть названы оолитовые железные руды, при которых отдельные круглые, довольно прочные, оолиты заложены в силикатную или известковую основную массу. Так как связывающие силы между оолитами и основной массой меньше, чем сила сцепления в оолитах, распад происходит преимущественно на поверхности раздела. Это соответствует избирательному разделению т.к. добываемые минералы при измельчении сохраняют свою крупность. Одновременно происходят также избирательное измельчение, т.к. во фракции зерен по крупности, соответствующей крупности оолит, происходит обогащение, т.е. увеличение содержания металла. nike x fragment Следующий пример — месторождение свинца в Мехернихе. Оно состоит из песчаника, в котором галенит (свинцовый блеск) включает отдельные зерна песка и конгломераты, соединяются друг с другом посредством мягкого связующего материала, содержащего также галенит. Так как силы сцепления между обломками конгломерата и галенитом незначительны, то возможно разделение обломков в грубой форме, что соответствует избирательному разделению, хотя концентрация свинца повышается при этом незначительно. Похожие условия и возможности имеют различные месторождения, при которых силы сцепления между граничными поверхностями меньше, чем силы сцепления внутри отдельных минералов. Дополнительно отражается разница в твердости и вязкости между отдельными компонентами отбитой породы; эти различия могут в выгодном или невыгодном отношении влиять на измельчение. Если на месторождении в Мехернихе поверхности галенита с зернами песка отделяются свободно, то галенит значительно переизмельчается в дальнейшем до определенной крупности, в то время как значительная часть зерен песка содержит еще прилипшие частицы галенита. Здесь достигается избирательное измельчение без применения сортировки посредством классификации.

2. Технические средства измельчения

Избирательное измельчение нельзя смешивать с избирательным разделением. Из этого следует, например, что в материале, который содержит легко спайный материал, обогащение идет в тонких классах крупности, причем количество сросшихся зерен может быть одинаково большим, как и в материале, минералы которого имеют почти одинаковые свойства прочности и имеются во всех классах крупности почти в равных количествах. Если рассматривать измельчение как механический процесс разделения твердого тела на части, то существуют, в основном, два различия в нагружении измельчаемого материала:

Режим работы машин первой группы обеспечивает измельчение всего загружаемого материала до определенной крупности; имеющий место эффект тектонически или структурно ослабленных зон используются только в небольшом объеме. В результате весь материал независимо от его прочностных свойств переходит в классы крупности готового продукта. В измельчающих машинах второй группы реализуются свойства тектонически или структурно ослабленных зон загружаемого материала, благодаря чему отдельные материалы разделяются настолько, насколько позволят, при данной механической нагрузке, силы сцепления материала. Это дает возможность исключить переизмельчение отдельных минералов.

2.1 Измельчение в барабанной мельнице.

Анализ результатов измельчения в барабанной мельнице показал возможность избирательного измельчения только при больших разницах в твердости загружаемого материала, причем хорошо спайные или мягкие материалы концентрируются в тонких, а твердые минералы – в грубых классах крупности зерен. Барабанные мельницы включались с классификаторами и работали в замкнутом цикле. О том, что некоторые руды можно разделить «избирательно» в барабанной мельнице свидетельствует пример 1 (рис. 1) по Таггарту [5]. В качестве загружаемого материала для мельниц служили осадочные породы, в которых сфалерит (1,1 % ZnS) оседал частично на углах и краях твердого известняка, частично как вкрапление в мягком, ячеистом, пористом известняке. При избирательном измельчении грубые классы крупности должны были содержать твердый сфалеритовый известняк, средние классы крупности – наиболее высокое содержание сфалерита и мелкие классы – тонко измельченный пористый известняк. Количество сростков должно быть меньше. На рис. 1 изображена зависимость содержания ZnS от крупности зерен. Из рисунка видно, что наряду с процессом измельчения имело место избирательное разделение. Примером избирательного разделения без избирательного измельчения по Линари-Линкольну [6] служит первичное измельчение алмазов. При этом удается освободить алмазы, которые сами не измельчаются и отделить их от связующих компонентов, измельченных до определенной крупности. Посредством грохочения появилась возможность получать обогащенный алмазный первичный концентрат вследствие того, что можно было удалить большую часть сопровождающих мягких минералов. Ровальд [7] исследовал работу трубных мельниц, которые должны были дальше очищать измельчением промежуточный продукт флотации ZnS> c точки зрения изменения содержания Zn и раскрытия зерен. Рис. 2 отражает содержание Zn в отдельных классах крупности перед и после измельчения, а рис.3 – разделение минералов……Экспериментальная трубная мельница ни увеличила содержания Zn в определенном классе, ни улучшила раскрытия зерен ….см.с.6. 2.2 Измельчение в валковой мельнице цинковой руды показало, что как для Zn так и для Pb содержание их в грубых классах крупности отклоняется лишь немного от среднего содержания в исходной руде, в тоже время в диапазоне крупности < 1 мм происходит повышение концентрации этих минералов, увеличивающейся с увеличением тонины помола продукта. В опытах объем избирательного разделения не определялся. … см. с.6 …

2.3. Измельчение в дробилках ударного действия.

Рис. 7а и 7в показывают, что при незначительном содержании металлы в исходном материале также могут происходить смещения его содержания в отдельных классах крупности после измельчения. Здесь показана зависимость содержания Au и Ag от крупности зерен двух различных руд: М и N после измельчнения в дробилках ударного действия по Ричардсу [10]. Для руды М образуются отчетливые максимумы и минимумы в кривых содержания. Из-за большой вязкости металлического золота и серебра происходит увеличение концентрации в грубых классах крупности (+ 0,8 мм), что может иметь решающее значение при разработке технологической схемы добычи. Второй максимум в кривой содержания золота находится в диапазоне средней крупности (около 0,4мм) и может соответствовать крупности раскрытия зерен руды, т. к. в классе ниже 0,15 мм наступает явное истощение. … Подобное состояние руды N, содержащей Сu и Ag отражено на рис. 8. При относительно грубом измельчении (100% веса – 4 мм) избирательность проявляется в увеличении содержания как Сu так и Ag в классе крупносити до 1 мм. Почти одинаковый характер изменения кривых изменения содержания для Сu и Ag даето снование полагать, что серебро встречается в тесном сростании с медью.

2.4. Измельчение в щековой или конусной дробилке.

По характеру работы щековые и конусные дробилки относятся к измельчительным машинам, в которых избирательного разделения не происходит, а избирательное измельчение происходит ограниченно. Исследовались два типа руд цветных металлов – свинцово-цинковых руд. Руда содержит наряду со свинцовым блеском и сфалеритом, серебрянные блеклые руды, самородное серебро, церуссит и англезит, пирит и сидерит. Сопутствующая порода состояла из кварцита и сланца. ….. с.8-9.

2.5. Измельчение в ударно-отражательных измельчительных машинах.

Применение ударно-отражательных мельниц для многих видов руды дало смещение содержания полезного компонента в разных классах крупности измельченного материала, причем часто повышались концентрации полезного компонента в тонких классах и снижалась в грубых. На основании результатов помола определенного типа руды (Мехерних) в ударно-отражательной мельнице происходило разделение компонентов посредством классификации и концентрация их в отдельных классах крупности. На рис. 11 показаны кривые Пуфе [15] содержание конгломерата и песчаника в рудах Мехирнихе, включаючих свинцовый блеск. Конгломерат содержит преимущественно окатанные обломки кварцита, жильный кварц, крупнообломочный песчаник (граувакке) и известняк. Мягкое вяжущее вещество – песчаное или глинистое, редко кремнистое или карбонатное. Свинцовый блеск находится почти исключительно в вяжущем веществе. В конгломерате, следовательно, должна происходить концентрация Рb в классах крупности, которые меньше, чем самые мелкие размеры гравия, имеющегося в значительном количестве в загружаемом материале. Сверх этого, в диапазоне крупности гравия содержание Рb должно быть низким. Одновременный распад вяжущего вещества мешает значителной концентрации свинцового блеска в самом тонком продукте. Песчаник содержит свинцовый блеск в форме мелких конкреций в резко меняющемя распределении. air jordan 5 nike Зерна кварца, которые скрепляются посредством мягкого вяжущего вещества, хорошо округлены. При песчанике вяжущее вещество измельчается еще легче, чем свинцовый блеск, так что в диапазоне крупности обнаженных зерен кварца должно наступить истощение, благодаря чему обогащается свинцовый блеск в крупных классах. Увеличение свинцового блеска следует ожидать путем абразивного образования в очень тонких, не изображаемых на диаграмме, классах крупности. Рис. ugg slipper 11 подтверждает предположения, причем за верхний класс крупности зерен кварца считается 1 мм. Ожидаемое повышение содержания Рb в мелком продукте не определялось, т. к. в данном случае грохочение в классе ниже 1 мм отсутствовало. По данным других авторов (Пуффе) [14], такое обогащение имеет место: содержание Рb в смешанной руде (конгломерат и песчаник) достигает наибольшей величины в классе крупности ниже 0,06 мм. 2.6. Ступенчатое измельчение – измельчение в последовательно устновленных измельчительных машинах – дробилках, в стержневой и барабанной мельницах с одновременным грохочением или классификацией. ………………………………………………………………………………………….

Выводы

Разделению материала на отдельные компоненты (по фракциям, по содержанию отдельных компонентов, по удельным весам и т. п.) в процессе его измельчения способствует выбор измельчительного оборудования с соответствующим механизмом разрушения и сепарации материала, структура которого благоприятствует избирательному разрушению. Таким образом, причину избирательного измельчения следует искать в механизме измельчения. Независимо от этого физические свойства сырья в этом процессе остаются решающими. Обобщая изложенное можно сказать, что избирательно измельчаться может определенный материал под определенной нагрузкой, а не наоборот, что избирательно измельчает измельчающая машина. adidas gazelle Учитывая тот факт, что каждый тип измельчающей машины характеризуется определенным видом нагрузки на измельчаемый материал, можно сказать: избирательно можно измельчать определенный материал в определённом типе измельчающей машины. При разработке технологии переработки комплексных материалов кроме избирательного измельчения для каждого материала необходимо принимать во внимание возможности избирательного дробления, как средства раскрытия крупнозернистой фракции и подготовки мелкозернистой фракции материала для последующего обогащения. Эффективность избирательного дробления определяется структурой и соотношениями связывания загружаемого материала.

Часть II. Свойства, определяющие степень размола материалов

Под размольными свойствами твердых материалов твердых материалов подразумеваются такие свойства, которые определяют ход размалывания, а также свойства и поведение продуктов размола с учетом особых условий измельчения – в первую очередь с учетом видов механической нагрузки. Размольные свойства характеризуются такими показателями как: размолоспособность, предельный размер измельченных частиц их форма и распределение по размерам, склонность к агломерации, физические, химические и кристаллографические изменение, химическая активность, а также электрические, термодинамические свойства продуктов размола. Размол материала происходит в результате внешних механических, электрических, термических и других воздействий. Твердое вещества на различные виды воздействий реагирует по разному, в зависимости от своих физико-механических и химических свойств, а также от состояния внешней среды (внешних возмущений). Обзор свойств … и условий, в которых производят помол (уточнить) Перечень свойств, определяющих степень размола материала, их роль и значение, указаны в таблице 1[Schneider U. «Mahleigenschuften (?) der Ausgangstoffe fur Nutzsfanbe» Staul. Reinhaltung der Luft; 1967, B 127, № 1, S. 13-19.] Шнайдер У. «Свойства, определяющие степень размола материала», пер. с немецкого. ГПНТБ СО АН СССР. Отд. внешн. обслуживания Превод №582, (69/10378) Новосибирск. 1969 г. Тел. 661798 Таблица 1.

№ п.п	Свойства, имеющие значение в сочетании с условиями помола	Условия размола	Связь с размольными свойствами твердых тел
1.	Характеристика твердого тела при механической нагрузке: хрупкость; вязкость, пластичность	Вид и скорость механического воздействия, температура размола.	Размолоспособность. Предельный размер измельчаемых частиц, их распределение по размерам, склонность к агломерации, изменение структуры.
2.	Физические свойства твердого тела:2.1. Удельный вес;   2.2. Растворимость 2.3. Корзионная стойкость, химическая, реакционная стойкость отдельных твердых тел.	Условия обтекания в мельнице, плотность и вязкость атмосферы;  Растворяющая способность жидкостей, температура размола.   Химическая агрессивность атмосферы, температура помола.	Измельчаемость при высокой тонине. Распределение частиц по размерам, склонность к агломерации.Рспределение частиц по размерам, форма частиц, склонность к агломерации. nike air max 1 Размолоспособность, предельный размер измельчаемых частиц, склонность к агломерации, изменение твердых тел
3.	Структуры твердого тела, отличащиеся особой негомогенностью и анизотропией:3.1. ячеистая структура; 3.2. волокнистая и цепная структура; 3.3. слоистая структура.	Вид механического воздействия	Размололоспособность, предельный размер измельччаемых частиц, форма частиц, их распределение по размерам,Склонность к агломерации.
4.	Свойства обусловленные природой и предварительной обработкой:4.1. Срастание многих видов материала (мелко-крупнозернистых); 4.2. пористость; 4.3. влажность; 4.4. Степень коррозии, окисления; 4.5. адсорбционные слои (при большой удельной поверхности исходных матералов).	Вид и энергия механического воздействия     Мокрая, влажная или сухая атмосфера. Активность атмосферы, в которой производится измельчение	Размолоспособность, склонность к агломерации, продукты реакции, химическая активность, изменение свойств твердых материалов.

Свойства твердых материалов можно распределить на две большие группы. Первая группа состоит из типичных, четко выраженных свойств, которые имеют большое значение для измельчения. Эти свойства независимо от особых условий размола определяют размольные свойства твердых материалов. В противоположность этому, ко второй группе относят свойства, частично приобретенные, сильно зависящие от условий размола. Размол материала высокой прочности и малой способности раскалываться требуют при всех прочих равных условиях больших затрат энергии энергии на измельчение; размолоспособность вязких материалов, наоборот, зависит от вида механического воздействия и температуры размола. Среди перечисленных размольных свойств твердого вещества размолоспособность представляет одно из основных его свойств поскольку определяет затраты энергии на его разрушение. Разрушение материала представляет процесс преодоления его внутренних сил связи. Величина сил связи (удельная энергия разрушения), в зависимости от структуры материала, находится в пределах 10³ – 10 кКал/моль. Решающее значение для прочности материала имеет не только энергия решетки, но и реальная её структура. Кристаллический ….(?) вследствие пространственной орентации химических сил связи и связанной с этим особой структуры решетки, а также вследствие особого пространственного расположения зарядов в ионных кристаллах не обнаруживают обычно изотопной, свойственной твердым веществам физической характеристики; это не относится к прочности. Если в определенной плоскости решетки количество химических связей особенно невелико или в ионных кристаллах расположение зарядов относительно этой плоскости симметрично, то вдоль этой плоскости может происходить расщепление. Наглядным примером являются щелочные галогениды, которые можно легко расщепить ножом параллельно плоскости грани куба, в то время как они противятся расщеплению в другом направлении. Наряду с этим часто кристаллы имеют плоскости сколжения; вдоль которых элементы решетки могут сравнительно легко взаимно смещаться. При размоле расщепляемость более выгодно используется ударной или отражательной нагрузками, а скольжение решетки – при помощи напряжения сжатия и трения. Поскольку твердые вещества обладают более высокой прочностью на сжатие, чем на растяжение, то размельчение может произойти особенно легко, если статическое давление или волна давления, переданное инструментом (рабочим телом) преобразуется в высокое внутреннее растягивающее напряжение. При этом все полностью зависит от того, как происходит процесс сжатия в частицах. Здесь важную роль играет реальная структура вещества. В местах, где решетка повреждена, (например, наличие трещин, частиц инородного материала и т. п.), происходит неоднородный процесс напряжения, связанный с высокими растягивающими напряжениями. В таких местах вначале происходит излом, если местные растягивающие напряжения превышают молекулярную прочность на разрыв. Все, без исключения, природные твердые материалы имеют различного рода деффекты структуры. Эти дефекты в форме примесных атомов, дефекты Френкеля и Шотткого, смещения, трещины, пустоты и включения посторонних веществ, могут априорно находиться в твердых веществах или созданы при предварительной обработке, например, при разложении, быстрой перемене температуры, предварительном размоле, в процессе самого размола и т. п. При грубом предварительном размоле материалов могут, в основном в поверхностном слое, образовываться неплотности в форме микротрещин. Опыт показывает, что при увеличении мелкозернистости размолоспособность продолжает ухудшаться. Эта закономерность выражена в известных законах измельчения Риттингера, Кика и Бонда. Причина заключается в том, что с ростом мелкозернистости увеличивается прочность частиц: вид, действенность и количество неплотностей в процессе измельчения постоянно изменяется, они то исчезают, то появляются вновь. Поскольку уменьшение прочности твердых тел обусловлено, как известно, только наличием дефектов решетки с высокой энергией образования, а такие дефекты могут возникнуть только в частицах с высокой объемной энергией, т. е. в более грубых зернах, очень мелкие частицы имеют с большей вероятностью расчетную прочность на разрыв (1 – 7). Низкая размолоспособность тонкодисперсных частиц обусловлена также спецификой размольного оборудования. В мельницах с механическими рабочими органами, с уменьшением размера частиц, уменьшается вероятность их встречи с рабочим органом и, кроме того, уменьшается импульс силы их взаимодействия. (Ред.!). Накапливаемая при этом в мелких частицах упругая энергия деформации недостаточна для покрытия потребности в работе на образование новой поверхности. Наряду с этим в процессе измельчения очень мелких частиц появляется возможность образования высоких локализованных их нагрузок, способствующих увеличению потерь энергии на пластическую деформацию рабочих органов. В поликристаллическом материале, состоящем из нескольких разнородных материалов, прочность определяется либо силами связи внутри слоев граничной крупности частиц или более мягкими структурными элементами материала. Чем мельче частицы, образованные из поликристаллического материала, тем однородней их состав и выше их прочность. Устойчивость частицы к механическому воздействию определяется величиной её поверхностной энергии или свободными поверхностными силами. Эту устойчивость можно при определенных условиях значительно уменьшить сокращением поверхностной энергии раздела посредством адсорбции жидкостей, паров или газов. asics gel kinsei 6 Этот факт, который известен из области шлифования и полировки, может быть использован – согласно исследованиям Ребиндера и Гетте — также при измельчении, особенно сверхтонком. Неопределенными оговорками, особенно в отношении поверхностной энергии, которая может изменяться вследствие внешних воздействий, вышеупомянутые свойства, определяющие прочность и механическую сопротивляемость веществ, представляют собой просто вещественную зависимость размолоспособности. Они могут рассматриваться как абсолютно важные свойства, независимо от вида измельчения. Большое значение для изменения размолоспособности материала имеет группа свойств веществ в сочетании с видом механической нагрузки и особыми условиями размола. Сюда относятся хрупкость и вязкость, как характеристика вещества, которая сильно влияет на разрушаемость, ячеистость, волокнистость и слоистость, а также пористость и срастание, как особые свойства структуры, которые при известных условиях требуют применения специальных измельчающих приспособлений. Хрупким считается вещество, если его атомные связи можно растягивать эластично до границ излома, т.е. до межатомного расстояния, в то время как пластичное или вязкое вещество ведет себя подобно жидкости, т. е. его элементы могут легко взаимно смещаться, причем прочность вещества сохраняется. Хрупкие вещества, к которым в первую очередь следует отнести инные и валентные кристаллы, т. е. большинство неорганических веществ, но и уголь, могут измельчаться до очень мелкозернистых частиц, например. При интенсивном раздавливании и трении в шаровых мельницах или при ударной нагрузке и трении при одновременном использовании упругих собственных колебаний частиц в вибромельницах. Их размолоспособность в о основном зависит от твердости и расщепляемости, но следует упомянуть, что размолоспособностьтонкодисперсного материала имеет совершенно особенные, часто обусловленные микросвойствами частиц, характеристики. При известных обстоятельствах может быть выгодным снизить устойчивость вещества (разупрочнить) путем изменения соответствующих параметров среды, в которой производят измельчение (температура, химический состав атмосферы и т. п.) до тех пор, пока эффективность процесса от такого воздействия не снизится, например из-за увеличения энергетических потерь, по тем или иным причинам, в работе разрушения обусловленных возрастающей пластической деформируемостью. Вязкие материалы обладают очень плохой размолоспособностью при ударном разрушении и разрушении трением вследствие высоких потерь энергии обусловленных остаточной деформацией.(? Ред). Такие материалы лучше всего разрушаются резанием при котором деформация наименьшая. Размол вязких материалов ведут в ударных, штифтовых и молотковых мельницах (? Уточнить), в которых размалываемый материал разбивается и разрывается, как правило, на лету быстродвижущимся инструментом. В газодинамических дезинтеграторах быстродвижущиеся частицы вязкого измельчаемого материала должны эффективно разрушаться в процессе столкновения с режущими элементами. ugg boots bailey Повышение измельчаемости трудноизмельчаемых вязких материалов может быть достигнуто путем понижения температуры размола или повышения скорости механического воздействия [13]. Результаты исследования характера разрушения хрупких и вязкоупругих материалов в сочетании со специальными способами нагрузки представлены в работах Румпфа и его сотрудников [14, 15]. У волокнистых и слоистых материалов практически невозможно путем нагрузки давлением создать достаточно высокое растягивающее напряжение в плоскости слоя или в направлении волокон, которое привело бы к разрушению, тем более что в этих направлениях прочность при растяжении особенно велика. Материалы такой структуры и с обусловленной этим крайне анизотропной характеристикой, проявляют исключительно плохую размолоспособность. Пористые вещества (шлак, мел, опилки) отличаются тем, что поглощают или рассеивают упругие ударные волны. Кроме того, вследствие поглощения воды (мел), а также адсорбции паров и газов, внутренняя прочность и хрупкая или вязкая характеристика (?) подвергаются сильному воздействию. Способ предварительной обработки и хранения таких материалов играет особо важную роль. Другие свойства материалов, которые могут более или менее активно и заметно влиять на размолоспособность, это удельный вес, содержание связанной на поверхности и внутри вещества воды, устойчивость и реакционная способность элементов решетки, степень коррозии и окисления, а также адсорбционные слои при больших удельных поверхностях исходного материала. В части оценки, отмечавшейся ранее зависимости размолоспособности материала от крупности частиц, имеется множество эмпирических и полуэмпирических зависимостей, которые при определенных условиях пригодны для оценки процесса измельчения и которые, однако, не могут претендовать на пригодность в смысле естественного закона (Ред.). Решение проблемы установления указанной закономерности затрудняется отсутствие четкости в определении понятия и измерении величины удельной поверхности. Процесс измельчения характеризуется в основном тремя различными явлениями: с одной стороны, разрушением когерентных (связанных) твердых материалов или первичных частиц, а с другой – сопутствующим процессу измельчения образованием и последующего разрушения агломератов или вторичных частиц. Существующие методы оценки величины поверхности частиц путем измерения их крупности (путем анализа гранулометрического состава получаемого продукта) или косвенного измерения поверхности по величине адсорбции газов обеспечивают данные о величине только внешних поверхностей или поверхностей раздела. Они могут определяться путем измерения размеров первичных частиц, например, при помощи рентгенографического метода [16] для кварца зависимость общей поверхности от размолоспособности определяется с помощью показательной функции [16, 17]: где О –удельная поверхность, максимально достигаемая удельная поверхность, А – размолоспособность; к – постоянная. 2. jordan morgan basket Предельный размер измельчаемых частиц. Под понятием «предельный размер измельчаемых частиц» подразумевают: во-первых максимально возможную внешнюю удельную поверхность при данных условиях размола, во-вторых , оно может означать минимально достижимую в какой-либо мельнице первичную величину и, наконец, это понятие при использовании возможных изменений структуры твердых материалов, может обозначать состояние максимально возможной свободной энергии. Три по разному определенных предела размолоспособности достигается в принципе при различной длительности измельчения и, поэтому, в связи с установкой целесообразной глубины размола твердого вещества приобретает особое значение. Обстоятельные исследования Шредера [18,19] показали, что техническая активность полученного виброизмельчением продукта зависит не только от его удельной поверхности, но, равным образом и от его свободной энергии, которая в значительной степени может быть обусловлена дефектами решетки. В то время как при измельчении частиц исходного материала существует предельный размер, зависящий от свойств измельчаемого материала и режима размола и к которому в процессе размола асимптотически приближается внешняя поверхность и свободная энергия могут достигать предельных значений, могут и превысить максимум. В первом случае имеет место равновесие помола, которое установилось между образованием и разрушением конгломератов или между образованием и «залечиванием» (исчезновением) дефектов решетки. В принципе твердые вещества можно разложить на их атомарные элементы механически, применяя соответствующую технологию, как например катодным распылением. При помощи традиционных механических измельчительных установок это неосуществимо. Нижний предел средней первичной частицы должен находиться в диапазоне 0,1 мкм; были также замечены отдельные частицы размером в 0,1 мкм. Нижняя граничная крупность частиц, при которой размолоспособность становится практически равной нулю, зависит как от свойств вещества, так и эфективности (работоспособности) рабочего органа, а также от среды, в которой происходит измельчение. Для частиц крупностью менее 1 мкм решающую роль играют их микросвойства – в первую очередь микротвердость и микропластичность. Прочность и механическая стойкость при снижении крупности всегда возрастает вследствие уменьшения количества микротрещин, а также усиления влияния свободных поверхностных сил. Здесь следует указать на то,что вид и интенсивность механической нагрузки в процессе предварительного измельчения (на предварительной стадии измельчения) коренным образом меняют внешнюю и внутреннюю структуру частиц и могут обусловливать новые дефекты структуры в форме смещений и искажения решетки. Наряду с этим определенную роль играет твердость и структура мелющего тела (рабочего органа), поскольку, во-первых, при снижении крупности измельчаемых частиц размолоспособность, вследствие очень больших потерь энергии на (?) пластическую деформацию мелющего тела, сильно снижается и, во-вторых, структура (шероховатость, например) мелющих тел сильно влияет на характер его воздействия на частицы. Температура среды, в которой осуществляется помол, может влиять на внутреннее напряжение частиц. Это обусловленно (?) искажением решетки, а также на их химическую активность. При нагревании до 200 ⁰ С длительно размалываемой кварцевой пробы с искаженной решеткой наблюдалось термическое доизмельчение, свидетельствующее о том, что даже незначительная добавка тепловой энергии к механически напряженным частицам, сокращает момент достижения границы разрушения. В некоторых случаях повышением температуры материала можно добиться увеличения тонины помола. Установлено также влияние свойств среды, в которой происходит измельчение на достижимый предел тонкости помола: при мокром измельчении кварца в дисковой вибромельнице была достигнута крупность примерно в 0,2 мкм. При соответствующем сухом измельчении можно получить среднюю крупность в 0,1 мкм [16, 20]. Предел концентрации энергии, обусловленный искажениями решетки, был оценен в (2 – 3) ^.10⁶ эрг/см³. Общую свободную энергию можно оценить, например, измерением теплового эффекта в процессе изменения состояния вещества. Термины «измельчаемость» и «предел измельчаемости» включает в себя, наконец, в соответствии с общим характером процесса измельчения статистику разрушения вещества и дают представление о вероятности образования новой поверхности в сыпучем материале при данных условиях. Вероятность разрушения отдельной частицы зависит, как уже отмечалось, от её устойчивости к механическому воздействию. Однако, практически она определяется, кроме всего прочего, вероятностью взаимодействия между мелющим инструментом и измельчаемым материалом, а также частиц между собой. Большую роль, особенно при сверхтонком измельчении, играют склонность к агломерации и налипанию тонко диспергированных частиц на элементы мельниц.

3. Физика процессов налипания и агломерации.

Если в процессе размалывания достигается дисперсность, соответствующая особым условиям измельчения, то измельчаемый материал имеет склонность к агломерации и налипанию на элементах мельницы. Эти явления встречаются преимущественно при сухом измельчении и оказывают неблагоприятное влияние на процесс измельчения, поскольку налипшие и сагломерированные частицы, с одной стороны, плохо поддаются измельчению, а с другой – препятствуют эффективному механическому воздействию на крупные частицы. Особо пагубно на процесс измельчение сказывается налипание частиц на мелющих органах, демпфируя соударение частиц, и на стенках мельницы, прогрессируя во времени и изменяя проходное её сечение. Склонность высокодисперсного порошка к агломерации и налипанию обусловлена, прежде всего, его стремлением снизить свободную поверхностную энергию. Действующие при этом силы могут быть электростатического происхождения (Ред). Для стабильного разделения зарядов и связанных с этим электрических полей, имеет значение поверхнастная проводимость метериалов. Хотя электростатические взаимодействия между частицами и между частицами, билами и стенками мельницы из-за большого радиуса действия этих сил, играют роль при образовании прочных, трудно разрушаемых агломератов и налипаний, они могут привести только к непрочному сцеплению, посколку наблюдаемые плотности зарядов не превышает определенного максимального значения, которое находится в пределах 10 элементарных зарядов на кубический сантиметр.(что это ?) Основная причина прилипания тонкодисперсных сухих порошков заключается, по-видимому, помимо прямого механического зацепления ненарушенной трещинами поверхности, взаимодействием сил Вандер-ваальса. Эти силы при очень малых расстояниях, ниже 100 Å, могут быть причиной исключительно прочных сцеплений. Хотя имеются теоретические работы устанавливающие связь между этими силами и свойствами материалов, а также диэлектрическими свойствами окружающей среды, экспериментально пока не удалось сделать надежных выводов, раскрывающих специфику физических явлений, несомненно имеющих в твердом теле, которые интерферируются равными по величине влиянием формы частиц и качества их поверхности. По-видимому, диэлектрические свойства твердых тел и, особенности поляризация поверхности раздела играют важную роль [21, 22]. Причиной агломерации может быть также образование мостиков в твердом теле. Это явление наблюдается особенно в том случае, когда взаимодействующие тела (частицы) имеют склонность к химическому взаимодействию, их поверхностная диффузия очень велика, температура плавления невысокая. Природа и величина сил сцепления находятся в тесной взаимосвязи с элементарной структурой материи. Поэтому структурные и химические изменения, возникающие в процессе измельчения, могут иметь более или менее сильное влияние. При измельчении неоднородного сырого материала взаимодействие различных элементов вещества может даже при незначительных загрязнениях и примесях изменять условия сцепления. Кроме изменения чисто вещественного характера, прилипание и агломерация в значительной степени определяются также внешними условиями. В процессе измельчения, возникающая и прочность сцепления зависит в первую очередь от любого воздействия мелющих инструментов. Способствуют образованию налипаний мелющие инструменты, которые имеют большую площадь соприкосновения с материалами, на стенках мельницы. Образованию агломератов способствует медленное раздавливание, так как образующиеся поверхности разрушения снова спрессовываются и склоняются к сцеплению. При ударном и ударно-отражательном измельчении осколки разлетаются и распределяются в объме мельницы. Упрочнение налипаний и агломератов связано, в основном, с частотой и энергией уплотняющих ударов при ударном измельчении и величиной длительной нагрузки давлением – при измельчении трением. Оно постоянно противостоит многократному разрушению образований, возникающих, с одной стороны, вследствие измельчающего действия рабочих инструментов и, с другой стороны, из-за действия сил инерции, играющих особую роль при высокоскоростных нагрузках (в быстроходных мельницах и газодинамических дезинтеграторах). При фиксированных ускорении и крупности частиц силы инерции определяются удельным весом измельчаемого материала.. Во-вторых очень важную роль играет атмосфера, в которой производится измельчение. Её плотность и вязкость, с одной стороны, и её склонность к адсорбции на поверхности и или реакция с поверхностями частиц измельчаемого материала и поверхносях мельницы – это. пожалуй, наиболее существенные факторы. Исследованиями процессов налипания твердых веществ при сверхтонком измельчении и возможности применения различных веществ, обеспечивающих снижение влияния этого фактора на измельчение, выполненные в политехническом институте гор. Аахена, установлено, сто при соответствующей атмосфере в зоне помола можно оказать влияние как на размолоспособность материала, так и на процесс налипания. Успешное применение вспомогательных средств при измельчении основано, частично, на диспергирующем их действии. Результаты опытов позволяют, кроме того, сделать вывод о том, что склонность тверых веществ к налипанию связана с их ионным характером [9, 10, 23, 24]. При определенной влажности атмосферы, в которой происходит измельчение и измельчаемого материала, вследствие образования мостиков могут произойти налипание и укрупнение зернистости. Наряду с указанными свойствами твердых веществ, мельницы и атмосфера, в которой происходит измельчение, следует упомянуть об очень важных факторах образования совокупностей частиц: форма частиц и их распределение по размерам; эти свойства определяют плотность мест сцепления относительно массы и, таким образом, прочность на разрыв этих соединений.

4.Форма частиц и их распределение по размерам.

Форма частиц и их распределение по размерам также зависит от свойств сырья и от вида механического воздействия при этом играет роль также окружающая среда. При щадящем измельчении (например, в мокрой среде при недопущении сильного сжатия или раздавливания) твердого вещества будут разрушаться согласно их структуре, причем предварительная обработка (разложение, предварительное измельчение, тепловая обработка) могут иметь значение: это значит, что форма частиц определяется, главным образом, особенно структурной, например, расщепляемостью кристаллических веществ: (NaCl, BaSO_4, слюда) и гетерогенностью (например, у сросшихся минералов), а также видом и распределением дефектов структуры. Над этими свойствами преобладает влияние способов измельчения. Так, измельчение с преобладанием сил трения естественная форма частиц все более утрачивается. При достаточно продолжительном размалывании трением частицы принимают более или менее округлую форму. Наряду со структурой большое влияние на форму частиц измельченных продуктов оказывает твердость и хрупкость твердых веществ. Частицы твердых и хрупких материалов имеют очень острые грани и менее подвержены изменениям формы в процессе истирания. Наоборот, мягкие материалы легче поддаются изменениям формы в зависимости от способа измельчения. Сохранение естественной, обусловленной структурой формы частиц измельченных материалов, в некоторых случаях имеют большое значение. Факторы, влияющие на форму частиц, также определяют гранулометрический состав получаемого продукта. При этом имеют значение, в первую очередь, реальная структура и гетерогенность, а также пластичность и хрупкость. Определенное значение имеют способ и скорость механического воздействия на частицы, а также особые свойства атмосферы, в которой производится измельчение. Плотность и вязкость атмосферы влияют на характер движения измельчаемого материала, изменяя диспергирующее действие внешних сил, предотвращая образование агломератов и, таким образом, увеличивает содержание мелкодисперсных частиц в измельчаемом материале. Так как дефекты в твердом теле с точки зрения механики разрушения следует рассматривать как неплотности, т.е. как исходные точки изломов, то и статистическое распределение частиц должно соответствовать статистическому распределению дефектов. nike air max soldes Гомогенное твердо-хрупкое вещество (кварц) при ударной нагрузке разрывается на мелкие, относительно равные осколки. Распределение частиц после непродолжительного измельчения принимает форму, которая приближенно соответствует функции вероятностей (рис. 1). При увеличении продолжительности измельчения максимум распределения сместиться до предельного размера частиц, зависящего от размолоспособности, причем, в общем, ширина распределения уменьшается. Мягко-хрупкие материалы при щадящем режиме измельчения имеет такой же характер распределения частиц, как и для твердо-хрупких материалов. Мелких частиц, разумеется, будет всегда несколько больше т. к. истирание нельзя никогда полностью предотвратить. При интенсивном истирающем разрушении содержание тонкодисперсных частиц будет очень большим, а характер их распределения усложняется двумя максимумами. Кроме всегда присутствующего максимума появляется еще один в области наиболее тонких фракций (рис. 2). В процессе измельчения распределение частиц становится снова однородным и стремится к вероятному распределению при максимуме наиболее тонких фракций. В процессе измельчения многокомпонентного материала, в котором присутствуют материалы различной твердости, в общем, имеет место очень сложные функции распределения. Распределение частиц отдельных материалов в общем не независимо от других компонентов. [26]. Распределение частиц по размерам имеет большое практическое значение, поскольку часто требуется измельченный продукт со строго ограниченным максимумом.

5. Химическая активация и структурные изменения материала.

Химическая активация и структурные изменения, обусловленные механической нагрузкой частиц – два других важнейших размольных свойств материала. air jordan future имеющих большое практическое, научное и техническое значение. Исследованиями Химического института в гор.Фрайберге [18,19] показано, что химическую активность твердого вещества можно повысить путем подвода к ним механической энергии. Активация проявляется в повышении скорости и выхода реакций преобразования внутренней энергии порошка твердого вещества. В качестве примера приводится активация известняка в вакуумной вибромельнице, в процессе которой была возбуждена эндотермическая реакция разложения [27]. Кроме того, было доказано, что химическая активация происходит параллельно увеличению деффектов решетки, а последние, в свою очередь – изменению первичных частиц. Отсюда можно сделать вывод, что, в конечном счете, причину дефектов решетки и связанной с этим активации порошка следует искать именно в измельчении первичных частиц. В политехническом институте гор. Аахена проведены опыты по длительному измельчению кварца в вибромельнице. Приэтом обнаружилось, что дефекты решетки возрастали до наступления предела измельчаемости ,а затем оставались на одном уровне [16]. При измельчении каменной соли после начального, быстрого увеличения дефектов решетки наблюдался снова спад [28]. Можно предполагать, что возникновение дефектов решетки и возбуждение химических реакций может оказывать влияние на характеристику измельчения, особенно на размолоспособность и агломерирование. Кроме того, эти физико-химические изменения свойств измельченных продуктов, зависящие от параметров процесса измельчения, будут иметь техническое значение для дальнейшего их использования, например в качестве катализаторов, минерализаторов и агломератов [29, 30].

6.Заключение.

В результате приведенных выше результатов исследований немецких ученых, можно сказать, что измельчение, особенно сверхтонкое – это сложный процесс, зависящий от многих факторов, который при современном состоянии научных исследований в этой области, еще долго не будет познан во всех подробностях и деталях. Необходимы новые данные в особенности о физических изменениях твердых тел в процессе измельчения и их последствиях. Кроме отличий в структуре и физико-химических свойствах материалов, важную роль играют способ измельчения и атмосфера, в которой оно производится. asics gel lyte 5 Исследование процессов измельчения, а также размольных свойств и их зависимости от способа измельчения и свойств материала потому так сложно, что, во-первых, физическое и химическое исходное состояние большинства материалов еще недостаточно изучено и потому, что, во-вторых, между различными свойствами веществ и отдельными размольными свойствами существуют более или менее прочные взаимозависимости. В области сверхтонкого измельчения, кроме того, имеют место трудности в оценке результатов измельчения, поскольку традиционные методы анализа гранулометрического состава и определения свойств поверхности в общем уже неприемлемы и часто дают неверные результаты. Оценка состояния интенсивно измельченных твердых тел также наталкивается на целый ряд проблем, так как мельчайшая частица в оптических, рентгенографических и термодинамических условиях ведет себя совершенно иначе, чем компактная материя. Только плодотворное сотрудничество ученых и инженеров позволит решить проблему повышения информативности результатов измельчения, и на их основе удовлетворить возросшие требования к качеству измельчения различных материалов и значительно снизить колоссальные расходы на измельчение. ХАРАКТЕРИСТИКА ОХРЫ Журавского месторождения. Охра представляет собой природный кристаллический гидрат окиси железа с примесью большего или меньшего количества глины. Гидрат окиси железа в охре находится в форме гетита (Fе₂О₃^. H₂О). Цвет охры колеблется от светло-желтого до темного и зависит от содержания гидрата окиси железа: в светлых охрах его содержится 12-25%, в средних – 25 — 40%, в золотистых — 40-75%, однако прямой зависимости не существует, так как на цвет охры оказывают влияние и структура и дисперсность гидрата окиси железа, а также присутствие примесей. Химический состав охры Журавского месторождения

Гидраты – соединения, постоянного или переменного состава, образующиеся в результате гидратации – взаимодействие вещества с водой при котором молекулы воды не В результате гидратации часто образуются соединения пост, или перем. состава — гидраты. Кристаллич. гидраты определенного состава, т. н. кристаллогидраты, известны для мн. в-в, особенно солей. Г. обусловлена взаимод. между частицами — донорно-акцепторным, диполь-дипольным, ион-дипольным и др., иногда — образованием водородных связей. Растворение твердых в-в в воде рассматривают как разрыв связей в кристаллич. решетке и последующую гидратацию образующихся молекул или ионов. Наиб, изучена гидратация ионов, происходящая, напр., при электролитич. диссоциации. Энтальпия гидратации одно-, двух- и трехзарядных катионов, отсчитанная от их стандартных состояний в вакууме, имеет порядок —400, —1500 и —3000 кДж/моль соотв. Первичной гидратацией . называют взаимод. ионов только с соседними молекулами воды, вторичной — со всей остальной ее массой. Координационные числа первичной Г. изменяются от 4 (Ве²⁺) до 8—9 (La³⁺ и ионы лантаноидов). Конц. р-ра, при к-рой вся вода расходуется на образование только пер-зичных гидратов, наз. границей полной Г. Экспериментально определяют только суммарные термодинамич. характеристики Г. катионов и анионов, образующих соли. Эти величины относят к переходу иона из вакуума в р-р; разделить их на составляющие для отд. nike air max femme ионов можно лишь приблизительно. Точность теор. расчетов энергии Г. ионов квантовохим. и др. методами в наиб, благоприятных случаях составляет неск. процентов. Гидратация молекул изучена недостаточно. Энтальпия Г. молекул, отсчитанная, как и для ионов, от их стандартных состояний в вакууме, содержит вклад, обусловленный влиянием молекул растворенного в-ва на водородные связи между молекулами воды, л обычно не превышает неск. десятков кДж/моль. air jordan flight 3 femme Крестов Г. А., Термодинамика ионных процессов в растворах, Л., 1973; Мищенко К. П., . П о л т о р а ц к и й Г.