ИЗМЕЛЬЧЕНИЕ
в
технике, тонкое дробление (до частиц размером меньше 5 мм) к.-л.
твёрдого материала. И. широко применяется для обогащения полезных ископаемых
в горном деле, а также в металлургии, хим., строит, и др. отраслях пром-сти.
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, осн. измельчающего
аппарата, был известен уже 150 лет тому назад; прототип совр. мельницы
изобретён в 70-х гг. 19 в.
Способы И.-
раздавливание, удар, истирание, при к-рых осн. значение имеют деформации
сжатия и сдвига. По существу И. является процессом образования новых поверхностей.
Под действием внеш. сил в куске возникают напряжения, вызывающие микротрещины,
к-рые способны частично закрываться (самозаживляться) при снятии нагрузки.
Некоторая предельная концентрация микротрещин в единице объёма может вызвать
возникновение по
крайней мере одной большой трещины, к-рая приводит к распадению куска на
части. Поверхностно-активные молекулы веществ, присутствующих в окружающей
среде, ад-сорбируясь на стенках трещин, препятствуют их самозаживлению
("эффект Ребиндера"). При повторном нагруже-нии 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,
т. к. в мелких частицах оказывается меньше структурных дефектов. При очень
тонком И. частицы размерами в неск. 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 агрегатирова-ния. Для предотвращения агрегатирова-ния
добавляют поверхностно-активные вещества, покрывающие частицы тончайшей
плёнкой, к-рая препятствует слипанию. И. во многих случаях сопровождается
хим. превращениями на поверхности частиц. Распределение частиц по крупности
в продуктах И. обычно носит закономерный характер. Мерой крупности продукта
может служить удельная поверхность, т. к. она обратно пропорциональна ср.
размеру частиц. Для И. полезных ископаемых и материалов цементной и хим.
пром-сти применяются в основном барабанные мельницы: шаровые, стержневые,
галечные и самоизмельчения (см. Мельница); в пром-сти строит, материалов
для И. глин, кварца, полевого шпата используют бегуны. В роликовых и кольцевых
мельницах измельчаются мягкие и средней твёрдости неабразивные материалы
(напр., 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
(измель-чаемости) 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
измельчённый 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.;напр.,придвух-стадийной
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 электро-гидравлич. эффекта
(электрич. разряд в воде), токов высокой частоты, соударения встречных
потоков воздуха, несущих твёрдые частицы (т. н. струйные мельницы), и др.
Лит.: Ромадин
В. П., Пылеприго-товление, М. - Л., 1953; Моргу-лис М. Л., Вибрационное
измельчение материалов, М., 1957; Ребиндер П. А., Физико-химическая механика,
М., 1958; Олевский В. А., Размольное оборудование обогатительных фабрик,
М., 1963; ёешко Ю. И., Креймер М. Б., рыхтин 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, 2изд.,М., 1968. В.А.Перов.
А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я