Щековая дробилка для подготовки лабораторных проб: как на самом деле работает первичное дробление

Любой надежный аналитический результат начинается с правильно подготовленной пробы. Анализ, распределение частиц по размерам, испытание на истирание, кривая восстановления при выщелачивании — ни один из них не может спасти материал, который изначально был сильно разрушен. И в большинстве рабочих процессов машина, которая выполняет этот первый и самый тяжелый этап, — это щековая дробилка.

Итак, давайте посмотрим, что на самом деле делает щековая дробилка, почему этот первый этап имеет гораздо большее значение, чем люди ожидают, и что нужно проверить, прежде чем поместить ее в лабораторию или на пилотную установку.

Первичное дробление, объяснение без жаргона

Измельчение – это просто техническое слово, обозначающее разбиение твердого материала на более мелкие кусочки. Это происходит поэтапно, и этапы названы в зависимости от того, где они находятся в потоке: первичное, вторичное, третичное, затем тонкое измельчение. Первичное дробление — это этап, на котором рядовая горная порода, буровой керн или крупногабаритное сырье измельчается до размера, который фактически может принять следующая машина.

Почему бы просто не измельчить все в порошок за один проход? Потому что энергия стоит денег, а физика упряма. Энергия, необходимая для разрушения частицы, резко возрастает по мере уменьшения целевого размера, а мельницы действительно плохо справляются с глотанием больших кусков. Загрузите 100-миллиметровый камень в шаровую мельницу, и большая часть вашего электричества пойдет на подпрыгивание мелющих тел, а не на их разрушение. Сначала разбейте материал с помощью машины, предназначенной для грубой работы, и мельница сможет выполнить работу, для которой она была предназначена.

Две цифры описывают этот этап лучше, чем что-либо другое. Первый — это коэффициент сокращения: размер корма делится на размер продукта. Дробилка первичного дробления может принимать сырье размером 100 мм и выдавать продукт размером 10 мм, соотношение 10 к 1. Второй показатель — это рабочий индекс, показатель того, насколько упрям ​​материал — сколько энергии требуется, чтобы его разрушить. Твердая, богатая кремнеземом порода имеет высокий индекс работоспособности и сопротивляется вам на протяжении всего пути. Мягкий, рыхлый материал легко поддается. Знайте оба числа, и вы поймете, просите ли вы машину сделать что-то разумное или жестокое.

Как щековая дробилка на самом деле разрушает камень

Откройте рабочую часть щековой дробилки, и ее конструкция станет поразительно простой. Две тяжелые плиты обращены друг к другу буквой V: одна неподвижна, другая подвижна. Зазор между ними внизу — настройка выгрузки — определяет, насколько мелким будет продукт. Материал падает сверху, попадает между пластинами и сжимается до тех пор, пока не сломается. Затем он падает немного ниже, его сжимают снова и снова, пока он не становится достаточно маленьким, чтобы вырваться через дно.

Движение происходит от эксцентрикового вала, который представляет собой просто вал со смещенным центром. Поворачиваясь, он толкает шатун вверх и вниз, и этот стержень приводит в движение подвижную челюсть через рычаг. Переключатель представляет собой прочную стальную деталь, которая одновременно является преднамеренным слабым звеном: если в патронник упадет что-то неразрушимое, рычаг выйдет из строя вместо рамы. За подвижной челюстью расположен маховик, сохраняющий энергию между ходами и сглаживающий нагрузку на двигатель.

Обратите внимание, чего здесь не происходит. Нет ни молотка, ни удара, ни шлифовки. Раздавливание челюстями — это сжатие в чистом виде. Это важно, поскольку сжатие приводит к меньшему количеству штрафов, чем воздействие, а меньшее количество штрафов означает более чистую и репрезентативную выборку. Это также важно, поскольку сжатие работает с твердыми, абразивными и хрупкими материалами, не превращая изнашиваемые детали в то, что вам придется заменять каждые несколько недель.

Одинарный и двойной переключатель: в чем разница?

Оба термина указаны в спецификациях, поэтому полезно знать, что они означают. В машине с двойным коленно-рычажным механизмом две коленно-рычажные пластины поддерживают движущуюся челюсть сзади, поэтому челюсть движется почти по прямой, толчком вперед и назад. Ход короче, а движение очень равномерное, поэтому такая схема так нравится крупным предприятиям, работающим с твердой, абразивной рудой.

Дробилка с одним рычагом подвешивает движущуюся щеку на шарнире вверху и приводит ее в движение снизу. Челюсти качаются и сжимают, создавая мягкое перекатывание, которое помогает материалу перемещаться по камере. Машины с одним коленно-рычажным механизмом легче, компактнее и дешевле в эксплуатации, поэтому большинство лабораторных и небольших щековых дробилок используют эту конструкцию. Для подготовки проб это обычно правильный компромисс.

Почему первый этап решает все после него

Соблазнительно относиться к дробилке как к тупому ящику в начале линии, а затем удивляться, когда результаты на последующих этапах начинают отклоняться. Вот чем незаметно управляет первая ступень.

Репрезентативность. Образец говорит правду только в том случае, если он содержит ту же смесь твердых и мягких, грубых и мелких материалов, что и партия, из которой он взят. Если раздавить слишком агрессивно, более мягкие и хрупкие компоненты рассыпаются в пыль, которая затем отделяется или уносится ветром. На весы попадает уже не тот материал, который вы пробовали.

Качество корма для следующего завода. Мельница работает лучше всего при узком и предсказуемом размере сырья. Если разгрузка дробилки колеблется от 5 мм до 30 мм, вам придется настроить мельницу на худший вариант и тратить энергию на легкие частицы. Плотная и стабильная кривая разряда позволяет использовать всю схему ближе к пределу.

Загрязнение. Износ пластин челюстей; это неизбежно. Пластины из марганцевой стали выделяют в образец железо. Безвредно, если вы анализируете железную руду; серьезная проблема, если вы измеряете следы металлов в диапазоне частей на миллион. Выбор материала щековой пластины – это решение, связанное с целостностью образца, а не только техническое обслуживание.

Пыль и потери. Каждый грамм пыли, вылетевший из дробилки, никогда не достигнет вашего баланса. Сухой, мелкий, рыхлый материал является худшим виновником, и в лаборатории эта потеря является не только проблемой домашнего хозяйства — это предвзятость, заложенная в каждый результат.

Где щековая дробилка подходит для лабораторного рабочего процесса

В лаборатории последовательность обычно выглядит следующим образом. Материал поступает в виде ядер, комков или крупной стружки. Щековая дробилка уменьшает его до нескольких миллиметров. Вторичная дробилка или валковая мельница идут дальше. Затем мельница — планетарная шаровая мельница, вибрационная дисковая мельница или подобная машина — доводит его до тонкости, необходимой для метода, будь то 75 микрон для стандартного анализа или несколько микрон для рентгеновской дифракции.

Щековая дробилка не пытается получить конечный порошок. Его задача — передать следующей машине однородный, незагрязненный промежуточный продукт. Уважайте эту границу, и вы перестанете перегружать дробилку и недорабатывать мельницу, что является одним из наиболее распространенных случаев неэффективности, которые мы наблюдаем.

Одно практическое следствие: планируйте сеть как цепочку, а не как три отдельные покупки. Кривая разгрузки дробилки должна находиться в пределах диапазона подачи того, что будет дальше. Если вы покупаете эти две машины по отдельности, вы часто получаете разрыв посередине: продукт слишком мелкий для одной и слишком грубый для другой.

От полевой пробы к аналитической точности

Полевые образцы редко поступают готовыми к измельчению. Их необходимо высушить, если они влажные, и разделить, если в мешок вмещается больше, чем дробилка может переработать за один раз. Рифленый делитель — это обычный инструмент: он делит объемную пробу на репрезентативные половины, и вы продолжаете делить до тех пор, пока не получите массу, с которой смогут справиться дробилка и мельница. Пропустите этот шаг, и вы фактически анализируете мерную ложку сверху сумки, что совсем не одно и то же.

Как только материал высохнет и расколется, пропустите его через щековую дробилку при настройке разгрузки, которую вы проверили с помощью манометра, а не на глаз. Затем снова разделите перед фрезерованием. Второе разделение обеспечивает репрезентативность питания мельницы и позволяет контролировать массу пробы.

Ошибки, которые мы видим чаще всего

Слишком быстрое кормление – это классический вариант. Заглушите камеру, и дробилка перестанет сокращаться и начнет тереться, что приводит к образованию мелких частиц, нагреву и износу. Дайте машине поработать некоторое время пустым между пригоршнями, и она останется в своей зоне счастья.

Следующим фаворитом является установление слишком узкого разрыва. Попытка выдавить из щековой дробилки продукт размером 2 мм приводит к снижению производительности и увеличению износа пластин. Пусть дробилка сделает грубую работу, а мельница завершит работу.

Другое дело – использование мокрого или липкого материала. Влажный, богатый глиной корм забивает камеру, и вам придется очищать ее бруском, а не раздавливать. Сначала высушите его или резко уменьшите скорость подачи.

И последнее: никогда не используйте холостой или эталонный образец вместе с вашими образцами. Это стоит одного дополнительного анализа и сообщает вам, не искажают ли пластины ваши результаты.

Два проработанных сценария

Сценарий первый: лаборатория по разведке золота. Сердечник поставляется длиной в полметра, а для анализа на огнестойкость вам потребуется 75 микрон. Дробилка измельчает ядро ​​примерно до 3–5 мм, валковая или дисковая мельница — примерно до 0,5 мм, а кольцевая мельница завершает его обработку. Задача дробилки — работать быстро, чисто и последовательно, чтобы остальная часть цепочки оставалась предсказуемой. Здесь важен контроль загрязнения, поэтому пластины выбираются с учетом элементов, о которых вы сообщаете.

Сценарий второй: помещение для обеспечения качества цементного завода. Клинкер и известняк поставляются в виде кусков, и вам нужна повторяемая крупность для испытаний на прочность и схватывание. Дробилка устанавливает подачу для лабораторной мельницы, и самое главное, что разгрузка остается постоянной от партии к партии, потому что дрейфующая дробилка проявляется в шумных результатах испытаний несколько недель спустя.

Разные отрасли, один и тот же принцип: дробилка — стабилизатор. Когда это правильно, никто этого не замечает. Когда оно дрейфует, все винят мельницу.

Как правильно выбрать щековую дробилку

Спецификации полны цифр, в них легко заблудиться. Вот порядок, в котором мы будем их обрабатывать, независимо от того, покупаете ли вы свое первое устройство или заменяете то, которое раздражало вас годами.

Начните с размера корма

Размер машины определяется размером комка, который вы собираетесь загрузить. Каждая щековая дробилка имеет максимальный размер загрузки, обычно выражаемый размером отверстия в верхней части камеры. Подайте комок большего размера, чем это отверстие, и он просто останется там или перейдет через верхнюю часть и заблокирует все, что находится за ним. Полезное эмпирическое правило заключается в том, что подача не должна превышать примерно 80 процентов ширины входного отверстия, чтобы материал оседал в камере, а не садился на нее сверху.

Затем посмотрите на настройку разряда и коэффициент уменьшения.

Настройка разгрузки определяет размер продукта, а разница между максимальной подачей и минимальной разгрузкой показывает, какой коэффициент измельчения машина может реально достичь за один проход. Если вашей цели требуется большее передаточное число, чем может обеспечить машина, запланируйте два этапа, а не форсируйте один. Регулируемые настройки здесь также имеют значение, поскольку они позволяют вам настраивать кривую продукта по мере изменения ваших методов.

Пропускная способность и рабочий цикл

Задайте простой вопрос: сколько образцов в день, какой массы и за сколько лет? Машина, которая работает двадцать минут в день, сильно отличается от машины, которая работает восемь часов в день, пять дней в неделю. Рабочий цикл влияет на выбор двигателя, подшипников и жесткости рамы гораздо больше, чем пиковая производительность, и это число, о котором поставщики редко спрашивают вас.

Материал челюстной пластины

Стандартные пластины обычно изготавливаются из марганцовистой стали — прочной, закаленной и идеально подходящей для большинства образцов горных пород и минералов. Однако если вы гонитесь за следами металлов, вам нужны пластины, изготовленные из материала, который не будет добавлять элементы, которые вы измеряете, или вы принимаете поправку, которую можете обосновать пробелами. Прежде чем покупать, спросите, из чего сделаны тарелки; это вопрос, который отделяет осторожные лаборатории от занятых.

Пылеудаление, шум и безопасность

Дробилка — это пыльная и шумная машина с быстро движущейся щекой, поэтому правильно спланируйте установку. Закройте его или подсоедините к вытяжному устройству, обеспечьте операторам защиту для глаз и слуха и убедитесь, что никто не может проникнуть в загрузочный бункер во время работы машины. Охрана и блокировки не являются дополнительными опциями в работающей лаборатории.

TENCAN'Щековая дробилка для лабораторных работ

Если вам нужна компактная однорычажная щековая дробилка, предназначенная для подготовки проб, щековая дробилка из TENCAN (Чанша Tencan Компания «Порошковые технологии», ООО) стоит внимательно посмотреть. Он создан для работы, которую мы описывали: отбор проб керна, кусков и стружки до грубого промежуточного продукта, который может быть обработан на мельнице.

Полная спецификация на Страница продукта щековой дробилки перечислены отверстия подачи, диапазон настроек разгрузки, пропускная способность, мощность двигателя и доступные материалы щековых пластин, так что вы можете сравнить каждый из пяти пунктов выбора, указанных выше, с собственными размерами выборки, а не гадать о них.

Поскольку дробление — это только один этап, часто имеет смысл планировать всю линию сразу — дробление, вторичное измельчение, затем измельчение до аналитической крупности — так, чтобы выпуск одной машины соответствовал поставке следующей. Эта единственная привычка сэкономит вам больше времени, чем любое разумное решение о покупке.

Привычки к техническому обслуживанию, которые окупаются

Щековые дробилки — щадящие машины, но они вознаграждают за небольшое количество повседневного внимания. Проверьте пластину рычага на наличие трещин, а пластины губок на предмет неравномерного износа — неравномерный износ обычно означает, что корм поступает только с одной стороны или что настройка отклонилась. Смазывайте подшипники согласно графику, предоставленному производителем, и очищайте камеру между материалами, особенно при смене типа пробы, и загрязнение может иметь значение.

Ведите простой журнал: материал, размер загрузки, настройки разгрузки, а также любые ненормальные шумы или замедления. Когда через шесть месяцев результаты начнут выглядеть странными, этот журнал покажет вам, изменилась ли дробилка или изменились образцы.

Вопросы, которые нам часто задают

Может ли щековая дробилка обрабатывать влажный или липкий материал?

Плохо и неохотно. Из-за влаги мелкие частицы прилипают к пластинам и перемещаются по камере, поэтому дробилка трется, а не ломается. Если есть возможность, сначала высушите образец. Если вы не можете, кормите его медленно и небольшими порциями и рассчитывайте чистить камеру чаще, чем хотелось бы.

Насколько хороша щековая дробилка?

Не очень, и это намеренно. Щековая дробилка — машина грубого помола. Использование его на территории тонкого измельчения приводит к увеличению производительности, ускорению износа пластин и получению нестабильного продукта. Если вам нужен материал размером менее миллиметра или около того, позвольте этой работе выполнить вторичную дробилку или мельницу, потому что они созданы именно для этого.

Нужна ли мне еще мельница, если у меня есть дробилка?

Да, если только ваш метод не требует только грубого материала. Щековое дробление обычно останавливается где-то в миллиметровом диапазоне, и для большинства аналитических методов требуется порошок. Думайте об этом как о двух разных работах: дробилка удаляет сыпучий материал, а мельница обеспечивает необходимую тонкость вашего инструмента.

Как узнать, загрязняет ли дробилка мои образцы?

Пропустите через машину бланк или сертифицированный эталонный материал и сравните результат с сертификатом. Если железо или марганец обнаруживаются там, где его не должно быть, сначала посмотрите на свои тарелки. Это дешевый тест, и он дает окончательный ответ на вопрос.

Дробление выглядит как самый простой этап подготовки проб, и именно поэтому его упускают из виду. Но оно задает размер, репрезентативность и чистоту всего последующего. Выберите машину, которая соответствует вашему корму и вашей цели, эксплуатируйте ее в зоне комфорта и следите за изнашиваемыми деталями — остальная часть вашего рабочего процесса будет вам за это благодарна. Когда вы будете готовы сравнить цифры с собственными образцами, характеристики щековой дробилки это разумное место для начала.