Шаровая барабанная мельница

При низких скоростях вращения шары катятся, и измельчение вещества происходит за счет трения V = 0.4 - 0.6 nкр	При средних скоростях вращения шары и катятся и падают. Измельчение происходит и за счет удара и за счет истирания V = 0.78 - 0.8 nкр	При высоких скоростях шары прижимаются к стенке центробежными силами и истирания почти не происходит V > 0.8 nкр

,

где n_кр – максимальная скорость вращения барабана, об/мин; d – диаметр барабана.

Иногда используются также аттриторы, представляющие собой барабан, в котором при помощи лопастей приводится во вращение поступающая смесь пульпы измельчаемого материала с мелющими шарами. После прохождения камеры измельчения шары отделяются от суспензии на решетках.

Вибрационный помол более эффективен, чем помол с помощью обычной шаровой мельницы. Вибрационная мельница состоит из цилиндрического барабана, совершающего 3000-6000 колебаний в минуту с небольшой амплитудой. Барабан на 70-80% загружен мелющими телами и измельчаемым материалом. В них размер получаемых частиц 0,03-0,1 мм. Основной недостаток вибромельниц – малый срок службы корпуса, опор, большой разогрев и шум во время работы.

Принцип свободного удара реализуется в центробежных роторных машинах, наиболее широко используемых для дробления гранулированных продуктов. Поскольку при дроблении материала происходит мгновенное приложение нагрузки к гранулам, то влага, -находящаяся внутри гранул, при их разрушении не успевает проникнуть в поверхностный слой и придать ему вязкость. Отсюда возможность измельчения свободным ударом влажных адгезионных материалов, налипающих на рабочие органы таких машин как валковые дробилки, барабанные мельницы и др. Кроме того, здесь отсутствует намол посторонних примесей к измельчаемому материалу.

Дезинтеграторные мельницы – разновидность ударно-центробежных машин. Дезинтегратор состоит из двух дисков, заключенных в кожух и вращающихся с большой скоростью в противоположных направлениях с большой скоростью (1500-2000 об/мин). На дисках закреплены концентрическими рядами стержни. Материал загружают в боковую воронку, откуда он поступает в центральную часть полости между вращающимися дисками. Проходя через все ряды стержней, движущихся встречно с большой скоростью, материал измельчается, отбрасывается к стенке и выводится через отверстие, расположенное в нижней части кожуха. Из-за сложности смены изношенных стержней в дезинтеграторах целесообразно измельчать только нетвердые материалы. Размер исходных частиц материала 20-30 мм, после измельчения 0,05-0,1 мм.

Дезинтегратор: 1 – загрузочная воронка; 2, 4 – диски; 3 – стержни.

Дисмембраторные мельницы по принципу работы подобны дезинтграторным. Отличие состоит в том, что один диск вращается, а другой неподвижен.

Струйные мельницы применяют для тонкого помола материалов. Их работа основана на самоизмельчении при взаимных ударах частиц, движущихся с высокой скоростью (200-500 м/с) в газовых струях. В катализаторных производствах применяют струйно-центробежные и струйные противоточные мельницы. В них проводят тонкий помол оксидных катализаторов, алюмината кальция и других мелкозернистых материалов (начальный размер частиц (0,1-2 мм).

Струйно-противоточная мельница: 1 – камера; 2 – разгонная труба; 3 – сопло; 4 – загрузочная воронка; 5 – сепаратор; 6 – патрубок для вывода пылегазовой смеси; 7 – патрубок для подсоса дополнительного воздуха.

Воздух или пар под давлением 0,5-1 МПа подают в сопла, на выходе из которых он инжектирует частицы измельчаемого материала, поступающего из загрузочных воронок. Пройдя через разгонные трубки, струи в помольной камере взаимно сталкиваются, при соударении частицы твердого материала разрушаются и выводятся в сепаратор. Крупные частицы с размером более 50-70 мкм возвращаются в загрузочные воронки для повторного измельчения. Целевая фракция (размер частиц менее 50 мкм) отводится через патрубок с воздушным потоком для последующего отделения. В струйно-центробежных мельницах пересекаются большое количество струй газа, выходящих из сопел и содержащих твердые частицы. Струи пересекаются под углом, соударяясь, твердые частицы измельчаются. В центральной области помольной камеры образуется круговой циркулирующий поток, в котором происходит сепарация частиц. Крупные частицы отбрасываются к внешней стенке камеры, мелкие располагаются ближе к центру и затем отводятся в приемник готового продукта. Средний размер получаемых частиц около 10 мкм. Область применения струйных мельниц в катализаторных производствах расширяется благодаря малому загрязнению твердых продуктов, возможности совмещения операции помола и сепарации и обеспечению тонкого помола, недостижимого в шаровых и вибрационных мельницах.

Более тонкий помол материала производят также с помощью фрикционной (коллоидной) мельницы. Она состоит из подвижной обоймы вертикальных стержней, вращающихся в суспензии измельчаемого вещества. В суспензии должны содержаться крупные частицы измельчающегося вещества и мелкие частицы измельчаемого вещества. Этот метод обеспечивает на порядок более мелкий помол, чем вибрационная мельница. При размалывании на поверхности частиц возникают очень большие напряжения, под действием которых происходит пластическое течение, и получаются сильно деформированные частицы. Рентгенограммы таких порошков обнаруживают искажения решетки, аморфные слои, а в некоторых случаях и структурные превращения. Образовавшиеся таким образом поверхности с высокой энергией склонны к быстрому спеканию, что высвобождает энергию напряжения.