Центробе́жно-уда́рная ме́льница — это разновидность мельниц, в которых материал попадает в зону измельчения под действием центробежной силы[1].
Центробежно-ударные мельницы применяют для дробления и измельчения хрупких рудных и нерудных материалов. Прочность и абразивность материала может быть очень высокой и не является ограничением на применение, а вот наличие выраженных вязко-упругих свойств материала делает измельчение малоэффективным. Без специальных условий и технических решений применение мельниц возможно только для пожаровзрывобезопасных материалов. Максимальная крупность питания до 40 мм. Крупность готового и производительность зависит от задачи и свойств материала. Например, для гипса крупностью 0-200 мкм не менее 90 % производительность достигает 20 т/ч.
Центробежно-ударная мельница по принципу работы копирует центробежно-ударную дробилку. Материал подается через загрузочное приспособление (патрубок) 1 (на рисунке) во вращающийся ускоритель мельницы 2, в котором материал раскручивается двигателем 7 и под действием центробежной силы выбрасывается из ускорителя в камеру измельчения. Разогнанные куски материала в камере измельчения сталкиваются с отбойными плитами 3 и кусками материала, отразившимися от отбойных плит ранее. Соударение кусков между собой и с отбойными плитами происходит с большой скоростью, существенно большей критической скорости разрушения материала, что приводит к разрушению кусков. Этот принцип можно назвать «свободным ударом», при котором куски разрушаются преимущественно по плоскостям спайности минералов и границам срастания минералов, а также трещинам в породе. Камера измельчения продувается транспортным вентилятором, воздушный поток которого захватывает частицы мельче верхнего критического размера и уносит с собой в верхнюю часть мельницы, которая представляет собой классификатор. Куски крупнее верхнего критического размера под действием силы тяжести опускаются вниз 5, и выгружаются из мельницы. Они требуют повторного измельчения и элеватором подаются вместе с исходным питанием в загрузочный патрубок мельницы 1. В классификаторе лопатки 4, установленные под заданным углом, формируют закрученный восходящий поток, который попадая в камеру классификатора большого объёма теряет скорость и подъемную силу, поэтому из потока выпадают частицы крупнее нижнего критического размера 6. Эти частицы собираются на конусе и по материалопроводам внутри мельницы подаются самотеком в ускоритель 2 на повторное измельчение. Из классификатора поток выносит частицы нужной крупности — готовый продукт 8. Далее пылевоздушная смесь попадает в циклоны, откуда частицы выгружаются в бункер, а воздух возвращается в мельницу. Для обеспечения очистки воздуха от тонких фракций и поддержания установки под отрицательным избыточным давлением используется система аспирации на основе рукавного фильтра.
Особенности работы
Разрушение «свободным ударом» ведет к образованию дробленных зерен правильной формы (близкой к форме кристаллов), то есть для волокнистых и игольчатых материалов сохраняется микроформа зерен — волокна и иголки, а для большинства других материалов дробленные зерна имеют форму близкую к кубовидной, а не пластинки и чешуйки, как при измельчении раздавливанием, ударным раздавливанием и истиранием (в других типах мельниц).
При разрушении «свободным ударом» наблюдается селективность дробления, вызванная разными характеристиками минералов в измельчаемой породе, что позволяет на этапе дробления и измельчения центробежно-ударным способом выделить в измельченный продукт преимущественно одни минералы, а в крупный продукт преимущественно другие минералы, то есть процесс обогащения руды происходит на этапе дробления и измельчения. Применимость этого механизма требует специального исследования для каждой задачи.
Продувка воздухом сразу удаляет из камеры измельчения и, затем, из мельницы материал, достигший крупности готового. Это позволяет избавиться от переизмельчения (большого выхода тонких фракций) и получить сравнительно узкую кривую распределения частиц по крупности (сравнительно с шаровыми мельницами).
Основным рабочим органом мельницы является ускоритель, задача которого разогнать материал, но ускоритель не работает на разрушение материала, а потому испытывает со стороны материала существенно меньшую абразивную и ударную нагрузки, чем рабочие органы других мельниц. Поэтому намол в центробежно-ударном оборудовании существенно меньше, и работать можно с прочными и абразивными материалами с высокой эффективностью.
За счет «свободного удара» и устройства ускорителя крупность питания достигает 40 мм, а крупность готового может быть менее 200 мкм (и ниже), поэтому нормальная степень сокращения достигает 200.
Использование классификатора обеспечивает стабильную крупность готового и относительно стабильный гранулометрический состав продукта, при переменных характеристиках прочности и крупности материала. Изменяться будет производительность.
Особенности устройства линий измельчения
Применение центробежно-ударных мельниц по конструктивным особенностям требует обязательного использования сопутствующего оборудования: элеватора и воздушно-транспортной системы с системой аспирации. Следствием этого является, с одной стороны, рост расходов на воздушно-транспортную систему, а с другой стороны, за счет существенной экономии на расходы по собственно измельчению удельное энергопотребление на тонну готового всего оборудования линии измельчения (мельницы и сопутствующего оборудования) оказывается ниже показателей шаровой мельницы. Сравнительная характеристика дает экономию на энергопотреблении от 35 %.
Линии измельчения на основе центробежно-ударных мельниц представляют в основном металлоконструкции, объединяющие основное оборудование, которые занимают больше места, чем другие мельницы сравнительной производительности, но имеют меньшую металлоемкость на 60 % и более, не создают вибронагрузок, и поэтому не требуют специального фундамента. Могут эксплуатироваться на открытом воздухе при температуре выше −25 °C (минус 25 °C).
Примечания
↑Коллектив авторов. Энциклопедический словарь по металлургии : Справочное издание : в 2 т. / гл. ред. Н. П. Лякишев. — М. : «Интермет Инжиниринг», 2000. — Т. 1: А — О. — С. 295. — 412 с. — 500 экз. — ISBN 5-89594-037-4.
