Analiza mechaniki procesu rozdrabniania surowców mineralnych w kruszarkach i wysokociśnieniowych prasach walcowych

• Autorzy: Brożek M. , Naziemiec Z.

Warianty tytułu

EN

Analysis of the mechanics of the comminution process of minerals in crushers and high-pressure grinding rolls

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przeanalizowano opisy procesu rozdrabniania przy użyciu różnych teorii. Scharakteryzowano pokrótce teorię stanów granicznych, teorię sprężystości oraz teorię plastyczności dla wyjaśnienia niektórych efektów obserwowanych w procesie rozdrabniania materiałów kruchych. Bardziej szczegółowo opisano zjawiska występujące przy rozdrabnianiu w wysokociśnieniowych prasach walcowych, przeanalizowano wpływ wybranych czynników na wyniki rozdrabniania. Ocenę przydatności różnych hipotez do interpretacji procesu rozdrabniania w wysokociśnieniowych prasach walcowych przeprowadzono na podstawie badań eksperymentalnych. Przedstawiono wyniki prób ściskania wapienia w warunkach podobnych do istniejących przy rozdrabnianiu w prasach walcowych. Kruszywo wapienne umieszczone w stalowym cylindrze poddawano ściskaniu poprzez stempel prasy hydraulicznej. Ściskano próbki o różnym uziarnieniu kruszywa i przy różnej wielkości ciśnienia. Oprócz wpływu wielkości ciśnienia prasowania stwierdzono wpływ uziarnienia nadawy na efekt rozdrabniania. Porównanie otrzymanych wyników wskazuje na duże możliwości regulacji parametrów pracy pras walcowych.

EN

This paper describes comminution processes using the theories of limiting states, elasticity, and plasticity to explain some effects observed in the process of crushing brittle materials. It further describes the phenomena occurring during crushing in high-pressure roll presses and analyzes the effects of selected factors upon crushing results. The evaluation of the usefulness of various hypotheses for interpretation of the crushing process in the high-pressure grinding roll was carried out by means of experimental investigations. A series of laboratory crushing tests were also conducted in which limestone samples were pressed in a hydraulic piston-die press. Comminution conditions in this press are similar to those observed in the working chamber of HPGR presses. The limestone aggregate, placed in a steel cylinder, was exposed to pressure exerted by the stamp of the press. Samples had various particle size distributions, and experiments were conducted for two values of pressing force. Operating pressure was the main parameter influencing the obtained comminution effects, but the particle size distribution also has an impact on the process effects. A comparison of the results of the investigations indicated that there exists a significant potential for adjusting the operational parameters of high-pressure grinding rolls. Internal stresses are a derivate of crushing actions such as compression, impact, bending, and shearing. The result of crushing in a particular crusher depends on the strength properties of particles reacting to a specific type of crushing actions. In every crusher there are many crushing actions out of which one is dominating due to the crusher type. Impact is a dominating factor in impact or hummer crushers. Various actions of crusher elements on the crushed material are beneficiary. For example, the shape of the jaw surface in jaw crushers, cone surface in cone crushers, or roll surface in roll presses are important. [...]

Słowa kluczowe

PL

prasa walcowa; rozdrabnianie surowców; ściskanie ziaren skalnych

EN

high-pressure grinding roll; comminution; rock particles pressing

• Wydawca: Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN ; Komitet Zrównoważonej Gospodarki Surowcami Mineralnymi PAN
• Czasopismo: Gospodarka Surowcami Mineralnymi
• Rocznik: 2012
• Tom: T. 28, z. 3
• Strony: 139--153
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Brożek M.

autor

Naziemiec Z.

• Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Górnictwa i Geoinżynierii, Kraków,

Bibliografia

• [1] Broch E., Franklin J. A., 1972 - The point-load strength test. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences v. 9, p. 669-697.
• [2] Brożek i in. 1995 - Brożek M., Mączka W., Tumidajski T., 1995 - Modele matematyczne procesów rozdrabniania. Rozprawy Monografie nr 35. Wydawnictwa AGH, Kraków.
• [3] Brożek M., Oruba-Brożek E., 2003 - Zależność wytrzymałości na rozciąganie ziaren wapienia i porfiru od rodzaju mikroszczelin. Inżynieria Mineralna nr S. 3 (10), s. 200-207.
• [4] Brożek i in. 2008 - Brożek M., Oruba-Brożek E., Nowakowska A., 2008. Wpływ związków powierzchniowo czynnych na rozdrabnianie ziaren dolomitu. Gospodarka Surowcami Mineralnymi t. 25, z. 1, s. 35-50.
• [5] Cottrell A. H., 1964 - The mechanical properties of matter. J.Wiley and Sons. New York.
• [6] Hobler M., 1977 - Badania fizykomechanicznych własności skał. PWN, Warszawa.
• [7] Majcherczyk T., 1989 - Badanie fizycznych własności skał. Wydawnictwo AGH, Kraków.
• [8] Naziemiec Z., Saramak D., 2009 - Analiza zmian obciążenia materiału w strefie zgniotu pras walcowych. Zeszyty Naukowe AGH, Górnictwo i Geoinżynieria, t. 33 z. 4, s. 221-234.
• [9] Nowak E., 1999 - Prace Instytutu Mineralnych Materiałów Budowlanych Nr 26, Opole.
• [10] Saramak D., 2010 - Analiza powiązań pomiędzy parametrami technologicznymi pras walcowych z wykorzystaniem analizy czynnikowej. Zeszyty Naukowe AGH, Górnictwo i Geoinżynieria, t. 34, z. 4/1, s. 251-263.
• [11] Saramak D., 2011a - Technological Issues of High-Pressure Grinding Rolls Operation in Ore Comminution Processes. Archives of Mining Sciences, vol. 56, no 3, s. 517-526.
• [12] Saramak D., 2011b - Analiza efektywności pracy technologicznych układów rozdrabniania surowców z wysokociśnieniowymi prasami walcowymi. Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej, Górnictwo i Geologia, t. 6, z. 2, s. 189-200.
• [13] Saramak D., 2011c - Podstawowe parametry determinujące proces rozdrabniania w prasach walcowych. Magazyn Autostrady, Budownictwo drogowo-mostowe, nr 10, s. 84-86.
• [14] Saramak i in. 2010 - Saramak D., Tumidajski T., Brożek M., Gawenda T., Naziemiec Z., 2010 - Aspects of comminution flowsheets design in processing of mineral raw materials. Gospodarka Surowcami Mineralnymi, t. 26, z. 4, s. 59-69.
• [15] Shipway P. H., Hutchings J. M., 1993 - Fracture of brittle sphere under compression and impact loading. II. Results for lead-glass and sapphire spheres. Philosophical Magazine A, t. 67, s. 1405-1421.
• [16] Zawada J., 1986 - O problemie określania sił kruszenia. Prace Naukowe PolitechnikiWarszawskiej. Mechanika, Warszawa.