Razdvajanje. Metode drobljenja kod različitih životinja i ljudi. Vrste blastula. Vrste drobljenja blastule Izbor opreme I. faza – drobljenje

Postoji nekoliko vrsta klasifikacije procesa drobljenja.

Prema prirodi formiranja i položaju blastomera:

Potpuni (holoblastični) - karakterističan za zigote koje sadrže malo žumanjka (mezo- i izolecitalna jaja), dok brazde za cijepanje prolaze kroz cijelo jaje, a žumanjak koji imaju uključen je u vegetativne blastomere;

Nepotpuna (meroblastična) - karakteristična za zigote koje sadrže velike rezerve žumanjčanih proteina (polilecitalna jaja), dok brazde cijepanja ne prodiru u područje citoplazme bogato žumanjkom.

Ovisno o veličini nastalih blastomera:

uniforma- blastomeri na animalnom i vegetativnom polu imaju istu veličinu;

neravnomjeran- manji blastomeri su koncentrirani na animalnom nego na vegetativnom polu.

Prema brzini stvaranja blastomera:

sinkroni- istom brzinom stvaranja blastomera na oba pola zigote;

asinkroni- na animalnom polu brzina stvaranja blastomera veća je nego na vegetativnom polu.

Istaknuti četiri glavna tipa holoblastičnog cijepanja. Ova se klasifikacija temelji na relativnom prostornom rasporedu blastomera:

Radijalno;

Spirala;

Bilateralno simetričan;

Pogrešno (anarhično).

Radijalni tip fragmentacije karakterističan je za holoblastične hordate (lancelete, ciklostome, jesetre, vodozemce), bodljikaše i neke druge skupine.

Kod ove vrste cijepanja, blastomeri različitih geografskih širina smješteni su, barem u ranim stadijima, prilično precizno jedan iznad drugoga, tako da polarna os jajeta služi kao os rotacijske simetrije.

Za jaja bodljikaša karakteristična je radijalna, ujednačena vrsta drobljenja (slika 23).

Žablja jaja pokazuju radijalnu, neravnomjernu vrstu drobljenja. Brazda prvog dijela cijepanja još nije dovršila diobu citoplazme bogate žumanjkom vegetativne hemisfere, a brazde drugog odjeljka već se formiraju blizu animalnog pola. Zbog visoke koncentracije žumanjka u vegetativnom području, brazde trećeg odjela cijepanja nalaze se mnogo bliže animalnom polu (slika 24).

Kao rezultat, područje blastomera koje se brzo dijele pojavljuje se blizu animalnog pola i područje blastomera koji se sporije dijele vegetativnog pola.

Spiralni tip cijepanja karakterizira gubitak elemenata simetrije već u fazi četiri, a ponekad i dva blastomera i karakterističan je za beskralježnjake (mekušce, annelide i ciliirane crve), ujedinjene u skupinu Spiralia.

Ova vrsta fragmentacije dobila je naziv zbog činjenice da se, gledano s životinjskog pola, četiri (kvarteta) blastomera koja se uzastopno odvajaju okreću u odnosu na animalno-vegetativnu os, bilo udesno ili ulijevo, kao da tvore spiralu kada su postavljene jedna na drugu (slika .25).

Znak spiralnog cijepanja, njegov deksio-(desni) ili leo-(lijevi) tropizam, tj. "uvijanje", određen je genomom majke date jedinke. U mnogočemu se razlikuje od radijalnog tipa drobljenja.

Prvo, jaja se ne dijele paralelno ili okomito na animalno-vegetativnu os. Plohe cijepanja su orijentirane koso, što dovodi do spiralnog rasporeda blastomera kćeri.

Drugo, broj kontakata između stanica je veći nego kod radijalnog cijepanja. Treće, embriji sa spiralnim tipom cijepanja prolaze manje podjela prije početka gastrulacije. Blastule koje nastaju na ovaj način obično nemaju blastocel (sterroblastula).

Bilateralni tip drobljenja (okrugli crvi, tunikati) karakterizira prisutnost jedne ravnine simetrije. Najznačajnija značajka ove vrste cijepanja je da ravnina prve diobe uspostavlja jedinu ravninu simetrije embrija (slika 26).

Svaka sljedeća dioba orijentirana je u odnosu na ovu ravninu simetrije tako da je polovica embrija s jedne strane prve brazde zrcalna slika polovice embrija s druge strane.

riža. 27. Anarhična fragmentacija (prema Tokin, 1987.)

S bilateralnim tipom cijepanja formira se jedna ravnina simetrije: prvi žlijeb ide ekvatorijalno, zatim je životinjski blastomer podijeljen meridionalnim žlijebom, a vegetativni blastomer podijeljen je latitudinalnim. Rezultat je figura u obliku slova T od četiri blastomera, koja nema rotacijsku simetriju.

Rotacijom vegetativnog para blastomera lik u obliku slova T pretvara se u rombični. Ova rotacija se događa u intervalu između dioba, u međufazi.

U ovom slučaju, oni se mogu raspasti, na primjer, pod udarom valova, ali iz pojedinačnih dijelova formiraju se punopravni embriji. Kao rezultat gustog spajanja blastomera jednog s drugim na kraju cijepanja, morula.

Glavni tipovi meroblastičnog cijepanja su:

površno;

Diskoidan.

Tijekom površinske fragmentacije nakon spajanja pronukleusa, jezgra zigote se dijeli na mnogo jezgri, koje s malom količinom citoplazme prolaze kroz citoplazmatske mostove u vanjski sloj citoplazme bez žumanjka (periplazma) i tamo se ravnomjerno raspoređuju.

(govorimo o centrolecitalnim jajima). Ovdje se jezgre sinkrono dijele još nekoliko puta, smještene dosta blizu jedna drugoj (slika 28).

U ovoj fazi, čak i prije pojave staničnih pregrada (tzv. sincicijski blastoderm), jezgre su okružene posebnim strukturama mikrotubula, tada dioba jezgre postaje asinkrona, između njih nastaju stanične pregrade i formira se bazalna membrana koja odvaja periplazma iz središnje mase žumanjka. Pojavljuju se brazde za cijepanje, ali ne sežu duboko u jaje. Nastali površinski sloj stanica naziva se stanični blastoderm. Ova vrsta drobljenja karakteristična je za većinu insekata.

Prve dvije brazde teku okomito jedna na drugu, ali tada se krši strogi redoslijed brazda. U ovom slučaju, samo tanki disk citoplazme (blastodisc), koji se nalazi na animalnom polu, podijeljen je na blastomere.

TEMA 5 FIZIKALNE OSNOVE PROCESA DESTRUKCIJE STIJENA

1. Metode razaranja stijena tijekom drobljenja i mljevenja.

2. Svojstva stijena bitna pri razaranju.

3. Faze drobljenja. Stupanj drobljenja.

4. Hipoteze drobljenja i mljevenja.

Postupcima drobljenja i mljevenja materijal se dovodi do potrebne veličine, granulometrijskog sastava ili zadanog stupnja otkrivenosti minerala, odnosno da se dobiju slobodna mineralna zrna. U tom slučaju, komade stijene uništavaju vanjske sile. Lom je proces nukleacije i rasta pukotina i pora. Javlja se duž oslabljenih dijelova koji imaju pukotine ili druge strukturne nedostatke. Lom nastaje nakon što normalna i tangencijalna naprezanja koja nastaju u materijalu tijekom njegovih elastičnih deformacija: tlak, napetost, savijanje ili posmik prijeđu granicu čvrstoće. Vlačna čvrstoća - granična vrijednost naprezanja iznad koje se uzorak gotovo trenutno urušava, a ispod koje živi neograničeno dugo.

Različite metode drobljenja i mljevenja razlikuju se prema vrsti nepovratne deformacije koja je uzrokovala uništenje. U skladu s tim, metode uništavanja dijele se na (Sl. 2.1):

1) gnječenje - nastaje nakon što naprezanje pređe tlačnu čvrstoću;

2) cijepanje - nakon što naprezanje prijeđe vlačnu čvrstoću;

3) lom - nakon što naprezanje pređe čvrstoću na savijanje;

4) smicanje - nakon što naprezanje prijeđe snagu na smicanje;

5) abrazija - nakon prijelaza naprezanja u vanjskim slojevima komada iznad smične čvrstoće;

6) udar - utjecaj dinamičkih opterećenja na materijal, nastaju iste deformacije: pritisak, napetost, savijanje, posmik.

Utjecaj abrazije smicanjem

Slika 2.1 – Metode uništavanja materijala

Ove metode uništavanja su zajedničke i za operacije drobljenja i mljevenja, ali se ovi procesi razlikuju po svojoj tehnološkoj namjeni. Općenito je prihvaćeno da je drobljenje proces destrukcije, pri čemu najveći dio proizvoda ima veličinu čestica iznad 5 mm. Prilikom drobljenja dobiva se proizvod manji od 5 mm. Veličina od 5 mm prihvaća se uvjetno.

Svi strojevi koji se koriste za uništavanje komada stijena dijele se prema tehnološkoj namjeni na drobilice i mlinove. Karakteristike ovih vrsta strojeva su:

Drobilice - 1) između tijela drobljenja uvijek postoji razmak koji je u praznom hodu slobodan, a tijekom radnog takta ispunjen materijalom; 2) proizvode uglavnom komadni proizvod s prevladavanjem velikih frakcija.

Mlinovi - 1) dijelovi za mljevenje su u kontaktu u praznom hodu, a pri radu su odvojeni slojem materijala; 2) proizvode praškasti proizvod s prevladavanjem malih frakcija.

U različitim izvedbama strojeva može se koristiti nekoliko metoda uništavanja odjednom, ali jedna od njih prevladava:

Drobljenje – u čeljusnim, valjkastim i konusnim drobilicama;

Cijepanje - u zupčanicima i igličastim drobilicama;

Udar – u drobilicama čekićima i dezintegratorima;

Abrazija – u mlinovima.

Za procese razaranja najvažnije su čvrstoća (čvrstoća), drobljivost, mljevenost i abrazivnost stijena. Čvrstoća je sposobnost čvrstog tijela da se odupre razaranju vanjskim silama. Karakteriziran maksimalnim naprezanjem koje se može stvoriti u opasnom dijelu tijela.

S gledišta fizikalno-mehaničkih svojstava stijena najpovoljnije ih je uništavati naprezanjem. Ali iz dizajnerskih razloga uglavnom se koristi drobljenje. Stoga se za usporedbu svojstava čvrstoće stijena koristi tlačno naprezanje ili koeficijent čvrstoće koji je razvio prof. Protodyakonov M. M. Prema Protodyakonovoj ljestvici sve pasmine su podijeljene u 10 kategorija s koeficijentima snage od 0,3 za najslabije do 20 za najjače pasmine.

Sposobnost drobljenja je generalizirajući parametar za mnoga mehanička svojstva stijena i izražava energetski intenzitet procesa drobljenja.

Mljevivost se ocjenjuje specifičnom produktivnošću mlina prema novoformiranoj projektnoj klasi.

Abrazivnost se ocjenjuje trošenjem materijala na radnim površinama strojeva tijekom drobljenja (mljevenja) tijekom trenja.

Rezultati usitnjavanja (mljevenja) ocjenjuju se prema stupnju usitnjavanja (mljevenja) i učinkovitosti rada strojeva. Stupanj usitnjenosti je omjer veličine komada izvornog materijala i veličine komada usitnjenog proizvoda.

I = D/d, (2.1)

Gdje je i stupanj usitnjenosti, D, d su prosječna ili maksimalna veličina komada u hrani odnosno zdrobljenom proizvodu.

Ne postoje strojevi za drobljenje koji bi prihvatili izvornu rudu i proizveli finalni proizvod. Stoga se koristi nekoliko metoda (faza) drobljenja (vidi dijagram). Ovisno o veličini početnog i zdrobljenog materijala, razlikuju se sljedeće faze drobljenja i mljevenja, čiji su pokazatelji dati u tablici. 2.1.

Tablica 2.1 – Faze drobljenja i mljevenja

Kod usitnjavanja (mljevenja) u više uzastopnih stupnjeva, ukupni stupanj usitnjavanja (mljevenja) određuje se kao umnožak svih stupnjeva usitnjavanja u pojedinim stupnjevima:

I = i 1 i 2 i 3 i n. (2.2)

Drobilice (mlinovi) mogu raditi u otvorenom ili zatvorenom ciklusu. S otvorenim ciklusom, materijal prolazi kroz drobilicu jednom, dok se sa zatvorenim ciklusom prekomjerni proizvod sita neprestano vraća u drobilicu na dodatno drobljenje, tvoreći cirkulirajući teret. U slučaju mlinova, pijesak (veliki proizvod) hidrociklona ili klasifikatora se vraća na ponovno mljevenje. Zatvoreni ciklusi omogućuju veći stupanj usitnjavanja (mljevenja) u odnosu na otvorene.

Ako su proizvod drobljenja slobodna zrnca korisnog minerala, tada daljnje drobljenje nema smisla, jer će samo dovesti do prekomjernog usitnjavanja materijala. Proces je energetski zahtjevan pa prof. G. O. Chechet formulirao je načelo NEKRIŽANJA NEČEGA IZVANREDNOG. Tijekom razaranja svladavaju se adhezijske sile između čestica i nastaje nova površina. Energija utrošena tijekom drobljenja (mljevenja) troši se na: 1) elastičnu deformaciju uništenih zrna, tj. rasipa se u okolni prostor u obliku topline; 2) stvaranje nove površine, tj. pretvara se u slobodnu površinsku energiju zdrobljenih zrna. Tijekom brušenja utrošak korisne energije - za formiranje nove površine - iznosi oko 1% njezine ukupne potrošnje.

Neka je zrno uništeno u obliku kocke veličine d, prikazano na sl. 2.2.

Slika 2.2 – Promjena ukupne površine zrna tijekom drobljenja

Tada će površina čestica biti:

Prije drobljenja: S 1 = 6 d 2 1 kocka. (2.3)

Nakon drobljenja: S 2 = 6 (d / 2) 2 8 kockica = 6 d 2 2; (2.4)

S 3 = 6 (d / 3) 2 27 = 6 d 2 3; (2.5)

………………….. ; (2.6)

S n = 6 d 2 n. (2.7)

Ovdje je n broj čestica.

Dakle, kako se veličina komada rude smanjuje, ukupna površina čestica se povećava.

Za ocjenu praškastih materijala koristi se koncept specifične površine, tj. površine po jedinici težine materijala. U ovom slučaju:

S yd = 6 d 2 / d 3 δ = 6 / d δ . (2.8)

Označimo 6 / δ = K. Za male čestice K = konst.

Pri usitnjavanju Q jedinica težine materijala s prosječnom veličinom komada D dobivamo isti broj jedinica težine materijala s prosječnom veličinom d. Površina materijala prije drobljenja:

S 1 yd = K Q / D. (2.9)

Nakon drobljenja:

S 2 yd = K Q / d. (2.10)

Novonastala površina tijekom drobljenja bit će:

ΔS = S 2 – S 1 = K Q / d – K Q / D = K (1 / d – 1 / D) Q (2.11)

Postoji nekoliko hipoteza za energetsku procjenu procesa drobljenja i mljevenja. Jedna od njih je Rittingerova hipoteza (1867.): Potrošnja energije za drobljenje proporcionalna je veličini novonastale površine. U matematičkom izrazu to izgleda ovako:

E = K 0 ΔS = K 0 K (1 / d – 1 / D) Q. (2.12)

Ovdje je E utrošak energije, K 0 je koeficijent proporcionalnosti, u fizičkom smislu predstavlja utrošak energije za formiranje jedne kvadratne jedinice nove površine.

Označimo: Ko K = K1. (2.13)

Tada je E = K1 (1/d – 1/D) Q. (2.14)

Pomnožimo i podijelimo desnu stranu jednadžbe (2.14) s D, dobivamo

E = K1 (1/d – 1/D) Q D/ D = K1 (D /d – D /D) Q / D = K1 (i – 1) Q / D. (2.15)

Dakle, prema Rittingeru, utrošak energije za drobljenje jedne jedinice težine materijala proporcionalan je stupnju drobljenja i minus jedan.

Prema hipotezi Kirpicheva (1874.) i Kicka (1885.), energija potrebna za drobljenje i mljevenje materijala proporcionalna je njegovoj težini (ili volumenu):

E1 = K0 Q. (2.16)

Iz izraza (2.16) slijedi da potrošena energija ne ovisi o veličini materijala. Koeficijent Ko izražava utrošak energije po jedinici težine pri određenom stupnju mljevenja. Možete odabrati shemu s istim stupnjevima drobljenja u svakoj fazi:

I 1 = i 2 = i 3 = …..= i n. (2.17)

Tada će, uzimajući u obzir (2.17), ukupni stupanj fragmentacije biti:

Gdje je n broj stupnjeva drobljenja.

U tom će slučaju energije drobljenja u svakoj fazi biti jednake jedna drugoj:

E 1 = E 2 = E 3. (2.19)

Uzimajući u obzir izraze (2.16) i (2.19), ukupna energija drobljenja u cijeloj shemi bit će:

E = K0 Q n. (2,20)

Da bismo eliminirali stupanj u izrazu (2.18), izvodimo njegov logaritam i izražavamo n:

Lg I = n lg i, (2.21)

N = log I / log i (2.22)

Zamijenimo relaciju (2.22) u formulu (2.20) i dobijemo:

E = K0 Q log I / log i. (2,23)

Za isti materijal i pri istom stupnju drobljenja u svakoj fazi, vrijednosti K0 i i bit će konstantne, stoga možemo označiti

K2 = K0 / log I, (2.24)

Tada će se energija drobljenja (mljevenja) odrediti uzimajući u obzir relaciju (2.23) kao:

E = K2 Q log I, (2.25)

Matematički izraz za stupanj fragmentacije (2.1) može se prikazati kao

D / d = (1/d) / (1/D). (2,26)

Lg I = lg [ (1/d) / (1 / D)] = lg (1 / d) – lg (1 / D). (2,27)

Uzimajući u obzir relacije (2.25) i (2.27), izraz za energiju drobljenja će imati oblik:

E = K2 [ log (1 / d) – log (1 / D) ] Q. (2.28)

Formula (2.28) je matematički izraz Kick-Kirpichove hipoteze, sličan izrazu Rittingerove hipoteze. Prema Rittingeru, potrošnja energije proporcionalna je površini, prema Kiku-Kirpichevu - volumenu. Sukladno tome te se zakonitosti nazivaju površinski i volumetrijski zakoni usitnjavanja (mljevenja). Eksperimentalni i industrijski podaci pokazali su da ti zakoni vrijede samo u određenim rasponima veličina. Rittingerova hipoteza dobro se slaže s praksom za fino mljevenje, a Kick-Kirpicheva hipoteza za grubo drobljenje.

Akademik Rehbinder (1941.) predložio je hipotezu koja pokriva svaki slučaj uništenja mineralnih resursa, čiji matematički izraz ima oblik:

A = σ ΔS + K ΔV. (2,29)

Ovdje je A rad utrošen na razaranje čvrstog tijela, σ je površinska energija po jedinici čvrste površine (σ je višak slobodne energije u graničnom sloju), ΔS je površina novonastala tijekom razaranja, ΔV je dio volumena tijela koje je podvrgnuto deformaciji, K je rad elastične i plastične deformacije po jedinici volumena.

Za veliko drobljenje velikih komada rude, K ΔV >> σ ΔS, budući da je povećanje površine beznačajno, a rad će biti uglavnom proporcionalan volumenu (Kirpičevljeva hipoteza):

AK ≈ K ΔV = KK D 3. (2.30)

Kod lomljenja sitnih komada rude (mljevenje) σ ΔS >> K ΔV, budući da je površinski prirast značajan. U ovom slučaju, rad je gotovo proporcionalan veličini nove nastale površine (Rittingerova hipoteza):

AR ≈ σ ΔS = KR D 2. (2.31)

Rebinderova hipoteza povezuje proces razaranja s fizičkim i mehaničkim svojstvima stijena i minerala (površinska energija, tvrdoća).

Podijelimo obje strane jednadžbe (2.29) s ΔS i dobijemo:

A / ΔS = σ ΔS / ΔS + K ΔV / ΔS, (2.32)

A / ΔS = σ + K ΔV / ΔS. (2,33)

Označimo u izrazu (2.33):

σ + K ΔV / ΔS = H s . (2,34)

Tada, uzimajući u obzir relacije (2.33) i (2.34), dobivamo:

H s = A / ΔS. (2,35)

Vrijednost H s treba smatrati koeficijentom tvrdoće jednakim radu formiranja jedinice nove površine. Istodobno, vrijednost H s povezana je s površinskom energijom relacijom (2.34). Dakle, što je veća površinska energija čvrstog tijela, to je veća njegova tvrdoća, a samim tim i veći rad koji se mora utrošiti na razaranje - stvaranje nove površine.

Rehbinderova hipoteza je prikladna za bilo koji raspon veličina, budući da se svodi na Rittingerov ili Kirpichevov zakon pri određenim vrijednostima veličine. Ova hipoteza uzima u obzir obje vrste energije - površinsku i potencijalnu energiju deformacije u volumenu zgnječenog tijela.

Američki znanstvenik Bond (1950.) predložio je hipotezu koja je posredna u odnosu na zakone Rittingera i Kirpičeva:

Prema Bondovoj hipotezi, elementarni rad proporcionalan je prirastu parametra, koji je geometrijska sredina između volumena i površine:

Praksa pokazuje određenu vezu između indeksa rada po Bondu i koeficijenta čvrstoće stijene po Protodjakonovu.

Stupanj drobljenja

Stupanj usitnjenosti je omjer veličine najvećih komada ili zrnaca izvornog materijala i veličine najvećeg komada proizvoda.

Stupanj drobljenja pokazuje koliko se puta smanjila veličina komada tijekom drobljenja.

Dakle, stupanj usitnjenosti izračunava se na temelju odnosa veličina graničnih otvora sita kroz koje prolaze komadi usitnjenog materijala i usitnjenog proizvoda.

Faze drobljenja

Ovisno o veličini polaznog materijala i usitnjenog proizvoda, faze usitnjavanja imaju nazive:

• Faza 1 - grubo drobljenje
• Faza 2 - srednje drobljenje
• Faza 3 - fino drobljenje

Ovisno o potrebnoj veličini materijala prije oplemenjivanja, može se usitniti u jednoj, dvije ili čak tri uzastopne faze.

sl.7.

Glavni tehnički podaci fine drobilice KMD-1750T

Promjer baze konusa za drobljenje, mm1750

Vlačna čvrstoća komprimiranog zdrobljenog materijala, MPa, ne više od 300

Širina prihvatnog proreza na otvorenoj strani (u fazi otvaranja profila), mm80

Najveća veličina komada hrane, mm70

Raspon regulacije širine praznine za istovar u fazi približavanja profila, mm5--15

Razlika u širini praznine za istovar u četiri točke (u fazi približavanja profila), mm, ne više od 4

Faktor zgrubljivanja proizvoda drobljenja (s minimalnim otvorom za pražnjenje), ne više od 3,8

Produktivnost na materijalu s privremenom tlačnom čvrstoćom od 100--150 MPa i sadržajem vlage do 4% u otvorenom ciklusu (s jednim prolazom materijala kroz drobilicu), m3 / h, ne manje od 85-- 110

Sila pritiskanja zdjele oprugama, kN (tf) 2500 (250)

Frekvencija njihanja konusa drobljenja, njihanje/min260

Pogonski motor:

snaga, kW160

brzina rotacije, rpm740

Težina drobilice s distribucijom maziva (bez električne opreme, jedinice za podmazivanje, temeljnih ploča, armature, posebnih uređaja), kg50200

Težina najteže montažne jedinice drobilice, kg:

sklop kreveta s potpornim prstenom i oprugama 22100

konus za drobljenje 8700

prsten za podešavanje s kućištem 10.000

pogonsko vratilo 1770

sklop drobilice bez pogonske osovine i uređaja za punjenje 47200

Drobilica (Sl. 14.1) drobi materijale između stacionarnog vanjskog konusa za drobljenje i kružno pokretnog (ljuljajući se u odnosu na fiksnu točku s konstantnom amplitudom) unutarnjeg konusa za drobljenje.

Drobilica se sastoji od sljedećih komponenti:

okvir 8, potporni prsten 3, regulacijski prsten 2 s fiksnim konusom za drobljenje i stupovima 23, pomični konus za drobljenje 4, pogon. Okvir 8 je cilindrični čelični odljevak s dvije cijevi smještene na bočnoj stijenci i na dnu. Donja prirubnica okvira pričvršćena je vijcima za temelj, a na gornju prirubnicu postavljen je potporni prsten 3, koji je pritisnut na okvir vijcima s oprugama za amortizaciju.

Fiksni konus je zaštićen od habanja oklopom 19, pričvršćenim za konus sa nosačima 22. U gornjem dijelu, drobilica je zatvorena kućištem 24, na kojem je ugrađen prihvatni lijevak 25, odakle padaju materijali za usitnjavanje. na razdjelnu ploču/uređaj za punjenje. Brončana (bimetalna) čahura 9 utisnuta je u donju granu cijevi okvira, unutar koje je ugrađena ekscentrična osovina 10 s konusnim kotačem 7

Brončana stožasta čahura 11 ugrađena je u ekscentrični provrt osovine, koja uključuje osovinu 13 pomičnog konusa za drobljenje. Ekscentrično vratilo 10 oslanja se na potisni ležaj 12, koji se sastoji od niza brončanih i čeličnih diskova. Pomični konus za drobljenje obložen je oklopom 20. Čvrsto prianjanje oklopa 19 i 20 na površinu pomičnog i nepomičnog konusa osigurava se cinkovom ili plastičnom ispunom 21. Donji dio pomičnog konusa oslanja se na sferni ležaj 6. postavljen na potpornu zdjelu 17. Da bi se spriječio prodor prašine i sitnih čestica usitnjenog materijalnog materijala, u razmak između pomičnog konusa i potporne zdjele ugrađena je hidraulička brtva 18 u čijoj kadi cirkulira voda ili otpadno ulje. Konus za drobljenje se pokreće od elektromotora kroz osovinu 16 postavljenu na brončane čahure u kućištu 15; konusni zupčanik 14 postavljen je na osovinu 16, okrećući kotač 7. Podmazivanje i hlađenje ležajeva pogonskog vratila, ekscentrične jedinice, sferičnog potisnog ležaja i prijenosa zupčanika vrši se iz centraliziranog cirkulacijskog sustava podmazivanja tekućim mazivom.

Za praćenje rada sustava za podmazivanje ugrađeni su indikator protoka ulja, termometri i mjerači tlaka.

Veličina razmaka između oklopa čunjeva za drobljenje mijenja se okretanjem prstena za podešavanje 2 duž navoja u odnosu na potporni prsten.

Kada neslomljivi predmeti uđu u drobilicu pod utjecajem sila koje znatno premašuju normalne, opruge za amortizaciju 5 su komprimirane, stacionarni konus zajedno s potpornim prstenom se podiže i nesalomljivi predmet prolazi kroz drobilicu.

classification popravak drobilica crushing dezintegrator

Svrha: Proučavanje procesa i metoda drobljenja minerala.

Plan:

1.
Svrha operacija drobljenja.

2.
Zakoni fragmentacije.

Ključne riječi: drobljenje, kvaliteta drobljenja, meke rude, srednje, tvrde rude, metode razaranja, cijepanje, lom, udar, abrazija, rezanje, grubo, srednje, fino drobljenje, stupanj usitnjavanja, rad drobljenja, Rittingerova jednadžba.

1. Drobljenje i mljevenje – procesi razaranja minerala pod utjecajem vanjskih sila do zadane veličine, potrebnog granulometrijskog sastava ili potrebnog stupnja otvorenosti minerala. Pri usitnjavanju i mljevenju materijal se ne smije pretjerano usitniti jer se time pogoršavaju rezultati prerade minerala (fine čestice veličine čestica manje od 20 - 10 mikrona nezadovoljavajuće se obogaćuju) i poskupljuje proces. Razdvajanje -

.

Produktivnost rada radnika tijekom ručnog drobljenja jako varira. Kod drobljenja tvrdih stijena iznosi 1,0-1,5 po smjeni. Kod usitnjavanja pojedinih komada na rešetkama s otvorima dimenzija 450x360 mm tim od 10-12 radnika može opskrbiti tvornicu s do 400 radnika T ruda po smjeni.

Mehaničko drobljenje i mljevenje

Glavni način drobljenja je mehaničko drobljenje, kod kojeg se na materijal djeluju sile uslijed energije gibanja tijela drobljenja. Potrošnja energije varira u vrlo širokim granicama ovisno o svojstvima rude, uglavnom o veličini drobljenja. Posebno veliko postaje finim i ultra finim mljevenjem.

Raspadanje u vodenom okolišu

Posebna vrsta drobljenja je dezintegracija - rahljenje u obliku slabo cementiranih stijena, uglavnom glinastih. Provodi se kako bi se oslobodila mineralna zrnca koja čine stijenu bez njihovog drobljenja. Sile koje se svladavaju tijekom procesa dezintegracije znatno su manje od sila molekularne kohezije u tvrdim stijenama. Prisutnost male količine vlage dramatično povećava čvrstoću glinastih stijena. Kada je stijena zasićena vodom dolazi do smanjenja povezanosti pojedinih zrna uslijed bubrenja gline i slabljenja njezinog cementirajućeg učinka, što u konačnici dovodi do potpunog rastresanja stijene. Stupanj plastičnosti gline ima veliki utjecaj na brzinu razaranja stijena, određujući njihovu različitu "pravost".

Mokra se razgradnja obično pojačava i ubrzava dodatnim mehaničkim djelovanjem - trljanjem, udarcem, dinamičkim udarom vodene kraste itd.

Procesi drobljenja i mljevenja mogu biti pripremni procesi (na primjer, u postrojenjima za preradu prije obogaćivanja minerala) ili imati samostalan značaj (postrojenja za drobljenje i prosijavanje, drobljenje i mljevenje ugljena prije koksiranja, prije izgaranja u prahu itd.).

Pri drobljenju materijala potrebno je voditi računa o njegovoj čvrstoći, tj. sposobnost da se odupre uništenju pod; vanjski utjecaj. Što se tiče čvrstoće, svi minerali se dijele u četiri kategorije ovisno o njihovoj vlačnoj čvrstoći pod pritiskom ili drobljenjem:

Meki (ugljen, škriljevac), koji imaju prekidno tlačno naprezanje< 100 кг/см 2 ;

Srednje tvrdoće (pješčenjaci, vapnenci) 100...500 kg/cm 2 ;

Tvrdo (granit, mramor) 500...1000 kg/cm 2 ;

Vrlo tvrdi (rude obojenih i rijetkih metala) > 1000 kg/cm 2.

Čvrstoća minerala ovisi o vrsti deformacije, mineraloškom sastavu, veličini kristala, lomljenosti, poroznosti i trošenju. Metoda drobljenja odnosi se na vrstu djelovanja razorne sile na komade drobljenog materijala.

Kod drobljenja i mljevenja koriste se sljedeće metode uništavanja (vidi sliku 10): drobljenje (a), cijepanje (b), lomljenje (c), rezanje (d), abrazija (e) i udar (f). Ovisno o fizičkim i mehaničkim svojstvima, materijalu koji se drobi i veličini njegovih komada odabire se jedna ili druga metoda uništavanja.

Slika 10. Metode lomljenja komada rude:

a - drobljenje; b - cijepanje; c - prijelom; g - rezanje;

d - abrazija; e – udarac

Gnječenje koje nastaje nakon što napon prijeđe granicu tlačne čvrstoće; koristi se za tvrdu rudu raznih veličina;

- cijepanje kao rezultat klinčenja (u ovom slučaju se pojavljuju vlačna naprezanja u materijalu) i naknadno pucanje komada; koristi se za meke i krte rude;

- prijelom zbog savijanja i smicanja; koristi se za materijale različitih veličina i čvrstoća;

- abrazija komada kliznom radnom površinom stroja, pri čemu su vanjski slojevi komada podvrgnuti posmičnoj deformaciji i postupno se odsijecaju zbog prijelaza tangenti;

- naprezanja iznad granica čvrstoće: koristi se za meke rude i rude srednje tvrdoće;

- udar se koristi za materijal bilo koje veličine, osobito često za krte rude (boksit, vapnenac).

Osnovno pravilo "nemojte drobiti ništa nepotrebno" provodi se u praksi konstruiranjem shema drobljenja u fazama: ne u jednoj operaciji, već u nekoliko faza, više puta, uzastopno smanjujući veličinu komada. Nemoguće je drobiti komade rude u jednoj fazi zbog konstrukcijskih značajki uređaja za drobljenje, koji učinkovito rade samo pri ograničenim stupnjevima drobljenja. Stoga je racionalnije usitniti i samljeti materijal od izvorne veličine do potrebne veličine u nekoliko uzastopnih uređaja za drobljenje i mljevenje. U svakom od ovih uređaja provodi se samo dio cjelokupnog procesa, drobljenje ili mljevenje, koji se naziva faza drobljenja ili mljevenja.

Stupanj drobljenja (ili mljevenje) pokazuje stupanj krupnoće u procesu razaranja grudovitog materijala. Karakterizira ga omjer veličina najvećih komada u zdrobljenom i zdrobljenom materijalu ili, točnije, omjer prosječnih promjera prije i poslije drobljenja, izračunat uzimajući u obzir karakteristike veličine materijala,

max/dmax;

i=D prosj. /d prosj.,

gdje je i stupanj drobljenja; D max i D avg– najveće i prosječne veličine zdrobljenog materijala; d max i d prosj– najveće i prosječne veličine zdrobljenog materijala.

Stupanj fragmentacije postignut u svakoj pojedinoj fazi naziva se privatnim. Ukupni stupanj fragmentacije dobiva se kao produkt parcijalnih stupnjeva

i ukupno = i 1 i 2 ,…,i n .

Broj stupnjeva usitnjavanja određen je početnom i konačnom veličinom usitnjenog materijala. Broj faza drobljenja kod pripreme ruda za mljevenje obično je dva ili tri. Jedno- ili četverostupanjsko drobljenje koristi se u preradi kalijevih soli, u tvornicama za drobljenje i sortiranje željezne rude, četverostupanjsko drobljenje koristi se u velikim postrojenjima za magnetsku obradu kapaciteta 40 - 60 tisuća tona/dan, prerađujući jak magnetit rude kamenog oblika.

2.

Što je mineral jači i tvrđi, potrebno je primijeniti veću silu kako bi se nadvladale unutarnje adhezivne sile čestica rude i zdrobile u komade. Sile prianjanja između kristala znatno su manje od sila prianjanja unutar kristala. Kada se primjenjuju vanjske sile, razaranje se događa pretežno duž oslabljenih dijelova koji imaju različite strukturne nedostatke (pukotine).

Učinkovitost drobljenja je vrlo mala. Najveći dio energije troši se na trenje između komada drobljenog materijala, dijelova stroja i troši se u obliku stvorene topline. Korisni rad tijekom drobljenja troši se na stvaranje novih izloženih površina i proporcionalan je veličini te površine.

Zakoni drobljenja (mljevenja) karakteriziraju ovisnost rada utrošenog na drobljenje (mljevenje) o rezultatima drobljenja (mljevenja), tj. veličina proizvoda.

Posao A(J) utrošen na drobljenje (mljevenje) proporcionalan je novonastaloj površini komada (čestica) usitnjenog proizvoda.

gdje je privremena tlačna čvrstoća N. m/m 2;

Površina novoformirane površine, m2;

K R – koeficijent proporcionalnosti, N. m/m 2 ;

D – karakteristična veličina komada, m.

Jednadžba odgovara Rittingerovoj hipotezi (1867).

Ako se tijekom razaranja kockastog komada energija troši uglavnom na deformaciju volumena, tada je u tom slučaju izvršeni rad izravno proporcionalan promjeni njegovog izvornog volumena i određen je Kick formulom

A = = K k D 3,

gdje su: K i K k koeficijenti proporcionalnosti, N. m/m 3 ;

V – deformirani volumen, m3;

godišnje Rehbinder (1941.) kombinirao je obje hipoteze iu ovom slučaju totalno uništavanje

A = K R D 2 + K k D 3.

Prema Bondovoj hipotezi (1950.), ukupni rad drobljenja proporcionalan je geometrijskoj sredini između volumena i površine komada:

A = K B = K B D 2.5

Sve se formule razlikuju u koeficijentima proporcionalnosti i eksponentima promjera drobljenog komada. Prema općoj hipotezi, rad drobljenja može se prikazati u obliku

gdje je K – koeficijent proporcionalnosti u općem obliku; m = 2 3.

Kada je stupanj drobljenja visok (fino drobljenje, mljevenje), volumni deformacijski rad se može zanemariti i u ovom slučaju primjenjuje se Rittingerov zakon. Kada je stupanj drobljenja mali (veliko drobljenje), rad na formiranju novih površina može se zanemariti i tada je prikladan Kirpichev-Kickov zakon. Formula P.A. Rebindera ima univerzalno značenje. Bondov zakon zauzima srednje mjesto.

Zbog iznimne raznolikosti fizikalnih svojstava stijena, kao i potrebe za drobljenjem sirovine i dobivanjem proizvoda različitih veličina, stvorene su mnoge izvedbe strojeva za drobljenje. Trenutno se nastoje izgraditi ne univerzalni strojevi za drobljenje, već specijalizirani koji omogućuju postizanje najboljih rezultata. P svaku pojedinačnu operaciju.

Strojevi za drobljenje moraju ispunjavati sljedeće zahtjeve:

Izvedba i dimenzije stroja moraju odgovarati veličini komada i svojstvima materijala koji se obrađuje, namjeni rada i navedenoj produktivnosti.

Istovar drobljenog materijala mora se provoditi kontinuirano. Povremeno istovaranje smanjuje učinkovitost drobljenja.

Drobljenje treba provoditi ravnomjerno i uz minimalno stvaranje prašine. Stupanj drobljenja treba jednostavno prilagoditi.

Potrošnja energije treba biti što manja.

Održavanje treba biti jednostavno i sigurno, zamjena istrošenih dijelova treba biti laka.

Najvrjedniji dijelovi drobilice moraju biti zaštićeni od oštećenja jeftinim sigurnosnim uređajima.

Osnove teorije drobilnih strojeva izradio je prof. L. Bevenson i Z. B. Kantorovich. Rad mnogih drugih sovjetskih znanstvenika i inženjera bio je posvećen proučavanju uvjeta rada pojedinih strojeva za drobljenje, što je dovelo do identificiranja optimalnih uvjeta rada strojeva za drobljenje i mljevenje i stvaranja novih dizajna.

Zaključci:

Razdvajanje - To je proces smanjivanja veličine komada rude njihovim lomljenjem pod utjecajem vanjskih sila koje nadvladavaju sile unutarnje kohezije kristala čvrste tvari. Uobičajeno se smatra da se drobljenjem dobivaju proizvodi s veličinom čestica do 5 mm. Za usitnjavanje koriste se drobilice raznih izvedbi. Drobljenje se provodi i suho (bazično) i mokro (za glinene rude).

Ponekad se drobljenje minerala vrši ručno . Međutim, ovo je dugotrajna i skupa operacija, pa se savjetuje samo u nekim posebnim slučajevima, naime:

a) ako izvađeni mineral sadrži mali broj pojedinačnih velikih komada čija veličina premašuje utovarni otvor drobilica;

b) tijekom ručnog sortiranja rude - za odvajanje spojeva. U prvom slučaju, drobljenje se najčešće provodi na rešetkama koje pokrivaju bunkere.

Kod drobljenja i mljevenja koriste se sljedeće metode uništavanja: drobljenje, cijepanje, lomljenje, rezanje, abrazija i udar. Ovisno o fizičkim i mehaničkim svojstvima, materijalu koji se drobi i veličini njegovih komada odabire se jedna ili druga metoda uništavanja.

Ovisno o krupnoći drobljenog materijala i drobljenog proizvoda, razlikuju se sljedeći stupnjevi drobljenja:

Grubo drobljenje (od 1100...300 do 350...100 mm);

Srednje drobljenje (od 350...100 do 100...40 mm);

Fino drobljenje (od 100...40 do 30...5 mm).

Proces drobljenja je vrlo složen i ovisi o mnogim čimbenicima, koji uključuju: čvrstoću i viskoznost rude, vlažnost, oblik i veličinu komada itd.

Kontrolna pitanja:

1.
Što je drobljenje?

2.
Koje metode uništavanja postoje tijekom drobljenja?

3.
Kako se procesi uništavanja međusobno razlikuju?

4.
Što je ručno drobljenje i u kojim slučajevima se provodi?

5.
Što znači stupanj drobljenosti i kako se određuje?

6. Što karakteriziraju zakonitosti fragmentacije?

7. Po čemu se razlikuju Rittingerova i Kirpichev-Kickova formula?

8. Koji su zahtjevi za uređaje za drobljenje prilikom pripreme za rad?

Teme seminara:

Drobljenje kao sastavni proces pripreme za obogaćivanje.

Postupci drobljenja. Opće karakteristike.

Ručno i mehanizirano drobljenje.

Zakoni fragmentacije.

Domaća zadaća:

Procesi drobljenja obično se provode u tri faze:

Grubo drobljenje - od 1200 do 300 mm

Srednje drobljenje - od 300 do 75 mm

Fino drobljenje – od 75 do 15 mm

Svaki stupanj karakterizira stupanj drobljenja (i), odnosno omjer promjera maksimalnog broja komada rude koji ulaze u drobljenje (D max) i promjera maksimalnog broja komada rude nakon drobljenja (d max):

Stupanj drobljenja, izračunat formulom, nedovoljno karakterizira procese drobljenja i mljevenja, pretpostavimo da se pri drobljenju ili mljevenju dva materijala s istim karakteristikama veličine dobivaju proizvodi s istim najvećim brojem komada, ali s različitim karakteristikama veličine; . Ukupna plus karakteristika za jedan proizvod je konveksna, a za drugi je konkavna. To znači da je drugi proizvod drobljen manje od prvog, ali ako izračunate stupnjeve drobljenja u odnosu na veličinu maksimalnih komada, oni će biti isti. Iz ovoga se može vidjeti da se stupanj usitnjavanja ispravnije izračunava kao omjer prosječnih promjera, koji se nalaze uzimajući u obzir karakteristike veličine izvornog materijala i zdrobljenog proizvoda.

Stupanj drobljenja koji se postiže u svakom pojedinom stupnju naziva se djelomični stupanj drobljenja.

i 1 = = 4; i 2 = = 4; ja 3 = = 5.

Ukupni stupanj fragmentacije jednak je umnošku parcijalnih stupnjeva fragmentacije.

ja ukupno =i 1 *i 2 *i 3 = 4 * 4 * 5 = 80

Stupanj drobljenja određen je mogućnostima opreme za drobljenje.

Obično za

I stupanj drobljenja i = 3-5

II stupanj drobljenja i = 3-5

III stupanj drobljenja i = 3-8 (10)

Faza drobljenja je jedna operacija drobljenja ili kombinacija operacija drobljenja i prosijavanja.

5.3 Metode drobljenja

Pod metodom drobljenja podrazumijeva se vrsta djelovanja razorne sile na komade drobljenog materijala. Kao rezultat može doći do procesa uništenja (Sl. 5.1):

drobljenje (jeftina metoda) cijepanje (za krte rude)

abrazijski udar (za srednje tvrdi materijal)

Riža. 5.1 Metode drobljenja

Metoda drobljenja odabire se ovisno o fizičko-mehaničkim svojstvima drobljenog materijala i veličini komada. Postoje stijene koje su jake ili tvrde i stijene koje su manje čvrste ili meke; stijene su žilave i lomljive. Sposobnost stijena da se odupru razaranju također ovisi o prisutnosti pukotina u komadima i načinu na koji su izloženi okolnoj sili. Stijene imaju najveću otpornost na drobljenje, manju na savijanje, a najmanju na napetost. Često se koristi kombinacija metoda uništavanja.

5.4 Tehnologija drobljenja

Zbog konstrukcijskih razloga, kao i zbog nepoželjnosti pretjeranog mljevenja, u suvremenoj praksi oplemenjivanja koriste se drobilice koje uglavnom rade na drobljenje i udar s dodatnim abrazivnim i savijajućim učincima na usitnjeni materijal.

Preporučljivo je veliko, srednje i fino drobljenje tvrdih (čvrstih) i lomljivih stijena provoditi drobljenjem, a tvrdih i viskoznih stijena drobljenjem uz sudjelovanje abrazije. Grubo drobljenje mekih i lomljivih stijena preporučljivo je provoditi cijepanjem, a srednje i fino drobljenje udarcem. Svi minerali se drobe udarcem i abrazijom.

Grubo, srednje i fino drobljenje obično je suho; mokro drobljenje se koristi samo u slučajevima kada drobljeni materijal sadrži glinu, koju se pokušava isprati istovremeno s drobljenjem. Pranje se, na primjer, provodi tijekom drobljenja glinastih ruda željeza i mangana. Voda za pranje se dovodi u radni prostor drobilica. U nekim slučajevima, voda se dovodi u malim količinama iz raspršivača u spremnik za punjenje grube drobilice. Svrha te vode je da navlaži usitnjeni materijal i time smanji stvaranje prašine.

Ponekad materijali koji čine komade minerala imaju različita fizikalna i mehanička svojstva. Nakon drobljenja ili mljevenja takvih minerala, u posebno odabranim uvjetima, neki tvrđi i trajniji minerali bit će predstavljeni u velikim komadima, dok će drugi, manje tvrdi i krti, biti predstavljeni u puno manjim komadima. Naknadno prosijavanje zdrobljenog proizvoda omogućit će vam odvajanje nekih minerala od drugih, tj. proizvode više ili manje potpuno obogaćivanje minerala. Drobljenje ili mljevenje u ovom slučaju ima značenje postupka obogaćivanja i naziva se "selektivno drobljenje".