معرفی بهترین روش خردایش مواد معدنی

خردایش یکی از پرهزینه‌ترین مراحل در فرآوری سنگ‌های معدنی است. از زمانی که انسان متوجه شد سنگ‌های موجود در کره زمین هرکدام خواص مخصوص به خود را دارد، همواره در تلاش بوده تا راهی پیدا کند که از آنها بهره‌برداری بهتر و صحیح‌تری انجام دهد. این اتفاق در سال‌های گذشته با عمل خردایش در معادن به سرانجام رسیده است. در این مقاله قصد داریم شما را با عمل خردایش بیشتر آشنا کرده و انواع روش‌های خردایش مواد معدنی را برای شما بازگو کنیم.

خردایش چیست؟

زمانی که سنگ‌های معدنی از دل کوه استخراج می‌شوند لازم است به قطعات کوچک‌تر تبدیل شوند. به چند دلیل سنگ معدنی باید کوچک‌تر شود:

• حمل‌ونقل آسان شود.
• راحت‌تر در بازار خرید و فروش شوند.
• کانی‌های ارزشمند راحت‌تر استخراج شوند.

همان‌گونه که به آن اشاره شد، تمام عمل خرد کردن به‌ واسطه راحتی ادامه استفاده از سنگ‌های معدنی است. به این منظور از نیروی خارجی برای کوچک کردن سنگ معدن استفاده می‌شود. در واقع برای پاسخ به این سوال که خردایش چیست، باید گفت: وارد کردن یک نیروی خارجی به جسم، جهت کوچک کردن ابعاد اولیه را خردایش می‌گویند.

مهم‌ترین هدف در خردایش، آزاد کردن مواد معدنی و کانی‌های باارزش از دل سنگ‌های معدنی است. به این منظور باید عملیات خرد کردن به نحوی انجام شود که کانی‌ها از مواد زائد جدا شود. در معادن بیش از 70 درصد هزینه وارد بر معادن مربوط به عمل خردایش است که استفاده از تکنولوژی و فناوری‌های روز که همراه با مطالعه علمی انجام شود نتیجه بهتری در برخواهد داشت.

خردایش در یک معدن در دو مرحله انجام می‌شود در مرحله اول سنگ‌شکن‌ ها در خط قرار می‌گیرند که به آن سنگ‌شکنی یا کراشینگ crushing گفته می‌شود و در مرحله دوم آسیاها قرار دارد که عملیات نرم‌کنی یا grinding انجام می‌شود.

انواع روش‌های خردایش مواد معدنی

همان‌طور که اشاره شد عملیات خردایش در دو مرحله سنگ‌شکن و آسیا انجام می‌شود. عملیات سنگ‌شکن به شکل خشک انجام و در کارخانه‌های سیمان انجام می‌شود و عملیات آسیا کردن به شکل مرطوب و خشک انجام می‌شود. فارغ از این‌که کدام دستگاه انتخاب شود روش‌های خردایش در همه عملیات‌ها چه خشک و چه مرطوب یکسان است. به‌طورکلی روش عمل خردایش در تمام صنایع و برای تمام مواد به سه شکل اصلی تقسیم‌بندی می‌شود.

• سایش
• شکاف‌پذیری
• خردشدن

این سه روش به شکل کلی عمل تبدیل سنگ‌های معدنی بزرگ به اجزای خرد را شامل می‌شود.

سایش

اولین مرحله در عملیات خردایش است. به این مکانیزم Abrasion یا Attrition گفته می‌شود. در این مکانیزم براثر تماس دو جسم در یک نقطه با یکدیگر عمل سائیدن شکل می‌گیرد. حاصل این فشار نقطه‌ای دو محصول است.

• ریزدانه
• درشت‌دانه

از مکانیزم سایش در صنعت برای تولید پودر میکرونیزه استفاده می‌شود. در مکانیزم سایش با تغییر سرعت یا تعداد چرخش آسیا میزان سایش را کم یا زیاد می‌کنیم. نوع آسیا در میزان سائیدگی مؤثر است.
عمل سایش بیشتر برای خردایش مواد ترد مثل سنگ‌آهک و ذغال‌ سنگ استفاده می‌شود. میزان انرژی در عمل سایش کمترین میزان انرژی در روش‌های خردایش است.

شکست

مکانیزم دوم شکست یا برش است که به دو شکل کلیواژ cleavage و chipping انجام می‌شود. در حالت کلیواژ سطح جسم متقارن نبوده و ناپیوسته است. در این حالت نیرو به سطح نامتقارن وارد شده و موجب می‌شود جسم دچار شکستگی شود. در حالت چیپینگ سطح سنگ لبه‌های نامتقارن دارد. برای تجسم بهتر یک ستاره را در نظر بگیرید که دارای لبه‌های مثلثی شکل است و سطح قاعده این مثلث‌ها به یک پنج‌ضلعی وصل می‌شود. در حالت chipping نیرو به لبه‌ها وارد شده و از قسمت مرکزی جدا می‌شود به این حالت لب پرشدگی نیز می‌گویند. در مکانیزم شکست محصول آسیا بیشتر مواد درشت‌دانه بوده و کمتر ریزدانه تشکیل می‌شود.

ضربه یا فشار

این مکانیزم آخرین مکانیزم خردایش است و به آن impact یا Shatter گفته می‌شود. در این حالت میزان نیروی وارد شده بر سنگ بیشتر از مقاومت سنگ بوده یکی دیگر از دلایلی که موجب ضربه یا فشار بر سنگ می‌شود سرعت بالای بارگذاری در آسیاب است. در مکانیزم ضربه یا فشار ما شاهد طیف وسیعی از محصول دانه ‌درشت و ریزدانه خواهیم بود. عملیات فشار در آسیاب‌های میله‌ای و گلوله‌ای بیشتر از حد معمول انجام می‌شود.

کوبش

این‌که کوبش بخشی از روش خردایش است یا نه بسته به تعریف افراد از خردایش فرق خواهد کرد. گروهی که عمل خردایش را مترادف با آزاد کردن کانی‌های ارزشمند یکسان می‌دانند، کوبش را جزئی از روش خردایش نمی‌دانند. اما گروهی که عمل خرد شدن را بخشی از خردایش می‌دانند، کوبش را هم قسمتی از روش خردایش تلقی خواهند کرد. در حقیقت کوبش روش و بخش اول عملیات خردایش است. در این روش میزان انرژی بسیار کمی صرف خرد کردن می‌شود و مواد ریز کمتری به دست خواهند آمد. از این روش برای شکست مواد ترد و شکننده استفاده می‌شود.

بهترین روش خردایش مواد معدنی چیست؟

برای انتخاب بهترین روش خردایش مواد معدنی، باید تجهیزات مناسب انتخاب کنید. انتخاب تجهیزات معمولاً بسته به هزینه، میزان سختی و بر اساس درجه آزادی متفاوت خواهد بود. برای چنین انتخابی به سه پارامتر باید دقت کرد.

• بار ورودی محصول

  برای انتخاب بهترین روش خردایش باید به ابعاد بار ورودی و ابعاد بار محصول توجه شود. در این روش ما دو نوع سنگ‌شکنی و آسیا کردن داریم که طبق ابعاد تقسیم‌بندی انتخاب دستگاه‌ها به شکل زیر خواهد بود.

 _____  __   _____        
|  ___|/  | |____ |       
|___ \ `| |     / /__   __
    \ \ | |     \ \\ \ / /
/\__/ /_| |_.___/ / \ V / 
\____/ \___/\____/   \_/