Барабанно-шаровая мельница

Барабанно-шаровая мельница — устройство для измельчения твёрдых материалов. Применяется в основном в горнорудной промышленности, для создания порошка для использования в красках, пиротехнических средствах, пищевой промышленности и в керамике. Барабанные мельницы используются при производстве цемента, извести, гипса, керамических изделий, орехов, сахара и т. п. для измельчения материала до частиц размером менее десятых долей миллиметра. Процесс помола отличается большой энергоёмкостью и стоимостью.

Схема работы шаровой мельницы

Принцип работы

В барабанных мельницах материал измельчается внутри полого вращающегося барабана. При вращении мелющие тела (шары, стержни, иногда усечёные конусы, кубики) и измельчаемый материал (называемые «загрузкой») сначала движутся по круговой траектории вместе с барабаном, а затем падают по параболе. Часть загрузки, расположенная ближе к оси вращения, скатывается вниз по подстилающим слоям. Материал измельчается в результате истирания при относительном перемещении мелющих тел и частиц материала, а также вследствие удара.

Наиболее эффективным режимом размола является режим свободного падения, при котором размалываемый материал подвергается одновременно и дроблению и истиранию. Измельчение происходит за счёт действия сил срезания, удара, хрупкого разрушения, а также вследствие усталостного разрушения.

Описание

Шаровые мельницы подразделяются на лабораторные и промышленные. По типу конструкции делятся на однокамерные и двухкамерные. Основная деталь конструкции — вращающийся барабан, частично заполненный шариками определённого диаметра из стали, чугуна и других сплавов, иногда из керамики. Также могут быть использованы галька и кремень, далее мелющие тела. Мелющие тела, перекатываясь во время работы мельницы, превращают необработанное сырьё в порошок. Небольшие шаровые мельницы оборудованы барабаном с ручкой вращения, а также шкивами и ремнями для передачи вращательного движения. Высококачественные шаровые мельницы перемалывают сырьё до гранул размером 0,0001 мм, значительно увеличивая площадь поверхности вещества.

Наиболее эффективными мелющими телами в лабораторных шаровых мельницах для перемалывания является шары из окиси алюминия, также используются шары из различных твёрдых материалов (нержавеющая сталь, сверхтвёрдые сплавы, агат и др.). При обработке пиротехнических смесей используются керамические шары.

В промышленности используют шаровые мельницы с непрерывной подачей сырья на входе и с обработкой готового продукта на выходе. На тепловых электростанциях барабанно-шаровые мельницы применяются для помола углей. Шаровые мельницы не могут использоваться для обработки некоторых пиротехнических смесей из-за возможности протекания химической реакции.

Лабораторные шаровые мельницы

В лабораториях для помола небольших количеств твёрдых веществ применяют виброшаровые мельницы с электроприводом. Основная деталь конструкции — стальной, керамический или агатовый стакан с крышкой, частично заполненный шариками диаметром около 5-6 мм из того же материала, что и стакан. Несколько (до 6) стаканов вставляются и закрепляются в виброобойме, которая приводится в вибрацию электродвигателем с экцентриком на оси. Кроме того, в лабораторной практике используют планетарные шаровые мельницы.

Атриторные устройства

Атриторные устройства являются разновидностью шаровых мельниц, барабан в них неподвижен, а размольные тела перемещаются лопастными мешалками. В атриторах получают более однородный по размеру порошок в сравнении с шаровыми мельницами. Быстрее и тоньше измельчается материал при дополнительном воздействии вибрации, поскольку на частицы в различных направлениях действуют ударные, сжимающие и срезающие усилия.

Области применения и характеристики промышленных шаровых мельниц

Мельница на заводе

Корпус мельницы

Выдача материала из шаровой мельницы

Мельницы шаровые предназначены для помола различных рудных и нерудных полезных ископаемых, строительных материалов средней твёрдости. Также они используются при производстве стройматериалов (гипс, силикатный кирпич, сухие смеси и др.), при производстве материалов для асфальтобетона (минеральный порошок), при производстве сырья для ЛКМ, бумаги (микромрамор, микрокальцит), в горнорудной, горнохимической и других отраслях промышленности.

Мельницы шаровые работают в различных технологических схемах (в открытом или закрытом цикле) и позволяет получать однородный по тонкости продукт измельчения с помощью мелющих тел (шаров и цильпебсов).

Производительность мельницы зависит от свойств измельчаемых материалов (прочность, размолоспособность), крупности материалов на входе (до 50 мм), влажности материалов (до 0,5 %), тонкости помола, равномерности питания, заполнения мелющими телами и материалом.

• диаметр шаров — от 30 мм
• крупность обрабатываемого сырья (на входе) — до 50 мм
• тонкость помола (на выходе) — до 2 мкм
• диаметр барабана — от 900 мм
• длина барабана — от 1500 мм
• объём барабана — от 0,9 м³
• мощность электродвигателя — от 18 кВт
• рабочее напряжение — от 380 В
• производительность — от 2 т/ч
• масса — от 5 т

Применение

Мельницы шаровые предназначены для сухого и мокрого помола различных рудных и нерудных полезных ископаемых, строительных материалов различной твёрдости. Основные промышленные области применения:

• измельчение сырьевых материалов и клинкера при производстве цемента
• измельчение мрамора при производстве микрокальцита
• измельчение нерудных полезных ископаемых при производстве гипса, минерального порошка
• измельчение различных материалов
• измельчение угля на тепловых электростанциях с пылеугольными котлоагрегатами

Рабочие инструменты

• шары и цильпебс
• барабан
• люк
• торцевые крышки
• подшипники
• разгрузочная цапфа
• загрузочная цапфа
• горловина
• лифтёр
• венец
• решётка
• болт
• броневая плита
• козырек
• центральное отверстие
• питатель
• вал
• пылеуловитель

Классификация

• шаровые мельницы сухого помола
• шаровые мельницы мокрого помола

См. также

• Аттритор
• Бисерная мельница
• Виброцентробежные мельницы
• Стержневая мельница

Ссылки

• Барабанно-шаровая мельница // Большая советская энциклопедия : [в 30 т.] / гл. ред. А. М. Прохоров. — 3-е изд. — М. : Советская энциклопедия, 1969—1978.

Литература

• Шинкоренко С. Ф. Справочник по обогащению руд черных металлов. — Москва: Недра, 1980. — 527 с.