Дробление, грохочение, измельчение

ОГЛАВЛЕНИЕ 

Предисловие 
4 

Лабораторная работа 1 

Определение средней крупности продуктов дробления 
5 

Лабораторная работа 2 

Определение гранулометрического состава пробы руды 
10 

Лабораторная работа 3 
Изучение работы щековой дробилки со сложным качанием 

щеки (ЩДС) 
23 

Лабораторная работа 4 

Изучение работы грохота 
32 

Лабораторная работа 5 

Изучение работы валковой дробилки 
36 

Лабораторная работа 6 

Изучение работы дробилки ударного действия 
42 

Лабораторная работа 7 

Изучение работы конусной инерционной дробилки (КИД) 
53 

Лабораторная работа 8 

Изучение скоростных режимов работы мельниц 
62 

Лабораторная работа 9 

Экспериментальное определение удельной 
производительности мельницы по вновь образованному 
классу и коэффициента измельчаемости 
71 

Лабораторная работа 10 

Изучение влияния времени измельчения, крупности 
исходной руды и плотности пульпы на 
производительность барабанной мельницы 
78 

3 

ПРЕДИСЛОВИЕ 

Лабораторные 
работы 
выполняют 
студенты 
специальности 
090300 «Обогащение полезных ископаемых» по программе курса 
«Дробление, грохочение, измельчение». 

Целью лабораторных занятий является закрепление и углубление 
теоретических знаний, приобретение студентами практических навыков по осуществлению процессов рудоподготовки, управлению 
машинами и аппаратами для дробления, грохочения и измельчения, 
регулированию параметров работы оборудования. 

Описание каждой лабораторной работы содержит следующие 
разделы: цель работы, теоретическое введение, описание установки, 
порядок проведения работы, указания по охране труда, обработка 
результатов, требования к отчету, библиографический список и контрольные вопросы. 

Теоретический материал приведен в объеме, достаточном для 
подготовки студентов к выполнению данной лабораторной работы. 
Для подробного изучения теоретических вопросов студенты используют курс лекций и библиографические материалы. 

До начала работ студенты должны быть ознакомлены с общими 
правилами безопасной работы в лаборатории, перед началом каждой 
отдельной работы - с инструкциями по технике безопасности для 
конкретных машин и аппаратов. 

Лабораторные работы студенты выполняют индивидуально или 
бригадами по 2-3 человека, в зависимости от характера занятия и 
наличия аппаратуры. Во время выполнения лабораторной работы 
студент ведет рабочий журнал, в который заносит исходные данные 
для выполнения работы, записывают полученные результаты и делает необходимые примечания. 

По окончании лабораторной работы каждый студент оформляет 
индивидуальный отчет, в котором отражает цель работы, дает теоретическое введение, описывает ход выполнения работы, приводит все 
проведенные расчеты, технические характеристики, эскизы и описание конструкции использованных машин и аппаратов. Полученные 
результаты студент оформляет в виде таблиц и графиков, на основании которых делает соответствующие выводы. 

4 

Лабораторная работа 1 

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СРЕДНЕЙ КРУПНОСТИ 
ПРОДУКТОВ ДРОБЛЕНИЯ 

(2 часа) 

Цель работы 

1. Ознакомиться с основными способами определения среднего 
диаметра отдельных кусков руды и смеси зерен. 

2. Освоить методику определения среднего диаметра отдельных 
кусков руды по различным формулам. 

3. Освоить методику определения среднего диаметра смеси зерен 
по различным формулам. 

Теоретическое введение 

Исходная руда, продукты обогащения состоят из кусков (зерен, 
частиц) различной крупности, имеющих неправильную форму. Неправильность формы вносит известную условность в определение 
крупности куска руды. Одним размером (диаметром) крупность может быть полностью определена только для куска правильной сферической формы. 

Под крупностью понимают усредненный диаметр куска неправильной формы, зависящий от его линейных размеров по трем взаимно перпендикулярным направлениям: l – длины, b – ширины и h высоты. 

При определении среднего диаметра куска используют все размеры или только некоторые из них. 

Для определения усредненного (среднего) диаметра отдельных 
кусков руды неправильной формы можно пользоваться следующими 
формулами: 

d -b 
– ширина параллелепипеда; 
(11) 

d 
- среднее арифметическое из длины и ши2 

рины; 
(1.2) 

d = l±blh 
_ среднее арифметическое из длины, ширины 

3 

и высоты; 
(1.3) 

d - yjlb 
- среднее геометрическое из длины и ширины; 
(1.4) 

5 

d = 3 lbh 

d — 

d — 

d -3 

lb + lh + bh 

3 

3lbh 
lb + lh + bh 

6V 
n 

- среднее геометрическое из длины, ширины 
и высоты; 
(1.5) 

- ребро куба, равновеликого параллелепипе
ду по поверхности 
(1.6) 

- ребро куба, эквивалентного параллелепипеду по удельной поверхности (среднее 
гармоническое) 
(1.7) 

- эквивалентный диаметр (диаметр шара, 

равного по объему куску неправильной 
формы). 
(1.8) 

Формулу для расчета выбирают в зависимости от способа измерений и целей определения. 

При грохочении (для массовых определений размера частиц) за 
средний диаметр принимается размер наименьшего квадратного отверстия, через которое данная частица может пройти. 

На практике часто требуется определить средний диаметр зерен в 
смеси. Для этого используют средние диаметры наибольшего( d max) и 
наименьшего (d min) ^'^ зерен смеси. Определение ведут по следующим формулам: 

D - 
min 
max 

2 

' . +d 
mm 
max 

min 
max 

d 
+d 

min 
max 

Dcp 
~ 

Dcp 
~ 

Dcp 
~ 

l n d m 
ln d 

- среднее арифметическое; 

– среднее геометрическое; 

– среднее гармоническое; 

- среднее Лашингера; 

+ d 
)(d2 
.) 

4 
- среднее Меллора; 

4 d 5 

2-< min 
max 

- среднее формы; 

- среднее Андреазена. 

(1.9) 

(1.10) 

(1.11) 

(1.12) 

(1.13) 

(1.14) 

(1.15) 

6 

Порядок проведения работы 

Исходную пробу подвергают рассеву вручную на сите с квадратными отверстиями 10 мм. Материал, оставшийся на сите, взвешивают на технических весах, массу записывают. Материал, прошедший 
через сито 10 мм, подписывают и оставляют для следующей работы. 

Общая схема работы с выданной исходной пробой руды для лабораторных работ 1-4 приведена на рисунке. 

Исходная проба 

-10 мм 

СИТОВО 

^ 

+3 мм 

i 

Рассев на сите 10 мм 

iанализ 

Г 
i 

Перемешивание 

1 +10 мм 

Замер 3-х кусков 

i 

Дробление в ЩДС 

i 

Замер 3-х кусков 
i 

Ситовой анализ 

i 

Расчетное определение 
Гранулометрического состава 

Грохо 

-3+1 мм 

Г 
чение 

Г 

-1+0 мм 

i 

Г 

Общая схема работы с исходной пробой руды 

7 

Из взвешенного верхнего продукта отбирают три самых больших 
куска и производят замеры длины, ширины и высоты каждого куска 
(табл. 1.1). 

Таблица 1.1 

Результаты замеров кусков руды 

№ куска руды 

1 
2 
3 

Размеры, мм 

длина 
ширина 
высота 

По формулам (1.1)-(1.7) вычисляют средний диаметр каждого 
куска, результаты заносят в табл. 1.2. 

Таблица 1.2 

Значение среднего диаметра кусков руды но различным формулам 

№ куска руды 

1 
2 
3 

Значение среднего диаметра но формулам 

1.1 
1.2 
1.3 
1.4 
1.5 
1.6 
1.7 

После этого находят среднеарифметический максимальный диаметр куска в исходной пробе D max . 

По формулам (1.9)-(1.15) определяют средний диаметр смеси 
кусков для образцов 1-2, 2-3 и 1-3 (табл. 1.3). 

Таблица 1.3 

Значение среднего диаметра смеси кусков руды но различным формулам 

№ смеси кусков 

1–2 
2–3 
1–3 

Значение среднего диаметра смеси кусков но формулам 
1.9 
1.10 
1.11 
1.12 
1.13 
1.14 
1.15 

Обработка результатов 

По результатам замеров длины, ширины и высоты каждого куска 
рассчитать средний диаметр каждого куска с использованием различных формул. 

Определить среднеарифметический максимальный диаметр куска 
в исходной пробе. 

8 

Рассчитать средний диаметр смеси кусков различной крупности 
по формулам (1.9)-(1.15). 

Требования к отчету 

Отчет должен содержать: 
- описание содержания работы и хода ее выполнения; 
- описание способов определения среднего диаметра отдельных 
кусков руды; 

- результаты замеров трех максимальных кусков исходной пробы; 
- результаты расчета среднего диаметра этих кусков по различным формулам; 

- результаты расчета среднего диаметра смеси кусков различной 
крупности по различным формулам, выводы; 

- расчеты максимальной крупности материала исходной пробы; 
- выводы. 

Библиографический список 

Андреев С.Е., Зверевич В.В., Перов В.А. Дробление, измельчение и 
грохочение полезных ископаемых. - М.: Недра, 1980. С. 36-39. 

Серго Е.Е. Дробление, измельчение и грохочение полезных 
ископаемых. М.: Недра, 1985. С. 4-5. 

Перов В .А., Андреев СВ., Бшенко Л.Ф. Дробление, измельчение и 
грохочение полезных ископаемых. М.: Недра, 1990. С. 17-19. 

Контрольные вопросы 

1. Чем вызвана необходимость введения понятия среднего диаметра зерна (куска)? 

2. Каким размером определяется крупность зерна (куска) при рассеве на сите? 

3. Какими размерами определяется крупность куска неправильной 
формы? 

9 

Лабораторная работа 2 

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОГО 
СОСТАВА ПРОБЫ РУДЫ 

(2 часа) 

Цель работы 

1. Ознакомиться с основными способами определения гранулометрического состава руды. 

2. Провести ситовой анализ исходной пробы руды. 
3. Освоить методику проведения и обработки результатов ситового анализа. 

4. Представить гранулометрический состав исходной пробы руды 
в табличной форме. 

5. Рассчитать средневзвешенный диаметр по данным ситового 
анализа. 

6. Освоить методику построения гранулометрической характеристики пробы руды и получения уравнения характеристики крупности. 

Теоретическое введение 

Определение крупности смеси кусков руды, состоящей из кусков 
и зерен разных размеров и неправильной формы, представляет более 
сложную задачу, чем определение крупности одного куска руды. 

Для оценки крупности смеси минералов вводится понятие «класс 
крупности». 

Класс крупности - совокупность зерен, ограниченная верхним и 
нижним предельными размерами. Обозначается двумя цифрами (например-100 + 50 мм): 
О о О 
о 

|-100 + 50| 
-50 + 25 
I -25 + 10 
| 
-10 + 5 
| 
-5 + 1 
| 
-1 + 0 
| 
100 
50 
25 
10 
5 
1
0 

Крупность всей массы руды устанавливают по содержанию в ней 
классов определенной крупности. 

10 

Гранулометрический состав - количественное распределение смеси зерен по классам крупности (показывает содержание каждого 
класса в смеси в процентах или долях единицы). Существуют различные способы определения гранулометрического состава: 

- ситовой анализ - рассев материала на классы крупности на ситах с квадратными отверстиями (для материала крупнее 0,044 мм); 

- седиментационный анализ - разделение материала на классы 
крупности по предельным скоростям свободного падения частиц в 
жидкой среде (для материала крупностью -0,044 + 0,005 мм); 

- микроскопический анализ - измерение частиц под микроскопом 
и классификация их на группы в узких границах определенных размеров (для материала крупностью от 0,044 мм до десятых долей 
микрона). 

Для контроля процессов дробления, грохочения и измельчения 
гранулометрический состав руды чаще всего определяют методом 
ситового анализа. 

Достоверность результатов ситового анализа зависит от массы 
пробы и метода ее отбора. Проба должна быть идентична по свойствам всей массе материала. 

Рассев материала проводится с использованием набора сит с 
квадратными отверстиями различного размера. 

Вводятся понятия «шкала» и «модуль» набора сит: 
шкала - последовательный ряд абсолютных значений величин 
отверстий сит, составленный в определенной закономерности (от 
больших к меньшим); 

модуль - постоянное отношение величин отверстий предыдущих 
сит к величинам отверстий последующих сит. 

Существует несколько систем стандартных сит. Для рассева чаще 

всего применяется набор сит с модулем V2 » 1,41. За основание 
шкалы с модулем V2 принят размер отверстия, равный 0,074 мм. 
Характеристики некоторых шкап приведены в табл. 2.1. 

Для характеристики размера отверстия мелких сит часто используют понятие меш - количество отверстий на линейный дюйм (с 
учетом толщины проволоки). Так, сито с размером отверстия 
0,074 мм - 200 меш, сито 0,044 мм - 325 меш. 

Рассев пробы проводят сухим или мокрым способом в зависимости от крупности материала и необходимой точности ситового анализа. Если не требуется особой точности и материал не слипается, то 

11 

проводят сухой ситовой анализ, для чего используют набор проволочных стандартных сит и механический встряхиватель. 

Существуют различные способы представления гранулометрического состава сыпучего материала: 

- табличный; 
- графический (частные, суммарные, полулогарифмические и логарифмические характеристики крупности); 

- в виде уравнения характеристики крупности. 

Таблица 2.1 

Некоторые шкалы стандартных лабораторных сит 

Номинальный размер отверстий сит 

ISO 

3310:2000, 
мм 

125,00 
112,00 
106,00 
100,00 
90,00 
80,00 
75,00 
71,00 
63,00 
56,00 
53,00 
50,00 
45,00 
40,00 
37,50 
35,50 
31,50 
28,00 
26,50 
25,00 
22,40 
20,00 
19,00 
18,00 
16,00 
14,00 
13,20 
12,50 
11,20 
10,00 

ASTM E11:95 

Стандарт, 
мм 

125,00 

106,00 
100,00 
90,00 

75,00 

63,00 

53,00 
50,00 
45,00 

37,50 

31,50 

26,50 
25,00 
22,40 

19,00 

16,00 

13,20 
12,50 
11,20 

Эквивалент, 
дюйм/меш 

5” 

4 1/4” 

4” 
3 1/2” 

3” 

2 1/2” 

2 1/8” 

2” 
1 3/4” 

1 1/2” 

1 1/4” 

1 1/16” 

1” 
7/8” 

3/4” 

3/8” 

17/32” 
1/2” 
7/16” 

Номинальный размер отверстий сит 
ISO 

3310:2000, 
мм 
1,70 
1,60 
1,40 
1,25 
1,18 
1,12 
1,00 
0,900 
0,850 
0,800 
0,710 
0,630 
0,600 
0,560 
0,500 
0,450 
0,425 
0,400 
0,355 
0,315 
0,300 
0,280 
0,250 
0,224 
0,212 
0,200 
0,180 
0,160 
0,150 
0,140 

ASTM E11:95 

Стандарт, 
мм 
1,70 

1,40 

1,18 

1,00 

0,850 

0,710 

0,600 

0,500 

0,425 

0,355 

0,300 

0,250 

0,212 

0,180 

0,150 

Эквивалент, 
дюйм/меш 

№12 

№14 

№16 

№18 

№20 

№25 

№30 

№35 

№40 

№45 

№50 

№60 

№70 

№80 

№ 100 

12 

Продолжение табл. 2.1 

Номинальный размер отверстий сит 

ISO 

3310:2000, 
мм 
9,50 
9,00 
8,00 
7,10 
6,70 
6,30 
5,60 
5,00 
4,75 
4,50 
4,00 
3,55 
3,35 
3,15 
2,80 
2,50 
2,36 
2,24 
2,00 
1,80 

ASTM E11:95 

Стандарт, 
мм 
9,50 

8,00 

6,70 
6,30 
5,60 

4,75 

4,00 

3,35 

2,80 

2,36 

2,00 

Эквивалент, 
дюйм/меш 

3/8” 

5/16” 

9/32” 
1/4” 
№ 3 ½ 

№4 

№5 

№6 

№7 

№8 

№10 

Номинальный размер отверстий сит 
ISO 

3310:2000, 
мм 

0,125 
0,112 
0,106 
0,100 
0,090 
0,080 
0,075 
0,071 
0,063 
0,056 
0,053 
0,050 
0,045 
0,040 
0,038 
0,036 
0,032 
0,025 
0,020 

ASTM E11:95 

Стандарт, 
мм 

0,125 

0,106 

0,090 

0,075 

0,063 

0,053 

0,045 

0,038 

0,032 
0,025 
0,020 

Эквивалент, 
дюйм/меш 

№120 

№140 

№170 

№200 

№230 

№270 

№325 

№400 

№450 
№500 
№635 

Гранулометрический состав пробы руды изображают графически 
в прямоугольной системе координат в виде кривых - характеристик 
крупности. Частные характеристики строят по выходам отдельных 
классов, а суммарные - по суммарным выходам классов. Частный 
выход - это масса одного класса, выраженная в процентах от общей 
массы анализируемой пробы. При построении частной характеристики по оси абсцисс откладывают величины отверстий сит в миллиметрах, а по оси ординат - выход соответствующих классов в процентах. Ординаты, определяющие выход отдельных классов, строят 
на меньшем или большем из диаметров, ограничивающих данный 
класс, или на диаметре, равном среднему арифметическому из двух 
крайних диаметров. Полученные точки соединяют прямыми линиями. Пример построения частной характеристики крупности приведен 
на рис. 2.1. 

13