Алматы
7 (727) 266 5599
7 (701) 505 8888
Москва
7 (495) 777 4788
7 (495) 748 9626
Минск
8 (029) 506 63 26
8 (029) 383 54 90

Общие сведения о технологиях помола и дробления

Общие сведения
  1. Полезные ископаемые, используемые для производства нерудных строительных материалов.
  2. Производство нерудных строительных материалов.
  3. Основные понятия.
  4. Основные механизмы разрушения материалов применяемые в технике.
  5. Основные стадии дробления, и измельчения.
  6. Шкала профессора М.М. Протодьяконова.
  7. Конвертация mesh в дюймы и микроны.
  8. Рекомендации по подбору оборудования.
  9. Сведения по механизации и автоматизации
  10. Правила рациональной комплексной переработки минерального сырья (твердые полезные ископаемые).
  11. Общесоюзные нормы технологического проектирования предприятий нерудных строительных материалов.
  12. Инструкция о порядке разработки, согласования, утверждения и составе проектной документации на строительство предприятий, зданий и сооружений.
  13. Дробилки щековые. Общие технические условия.
  14. Дробилки конусные. Общие технические требования.
 
Природные минеральные образования в земной коре, которые могут быть использованы в народном хозяйстве, называют полезными ископаемыми. К ним относятся уголь, руды, нерудные каменные материалы.
 
Нерудные каменные материалы по геологическому происхождению (способу образования в земной коре) делят на три основные группы, каждая из которых содержит большое количество различных видов:
  • изверженные (магматические): граниты, сиениты, диориты, габро, диабазы, базальты, андезиты;
  • осадочные: известняки, доломиты, магнезиты, гипсы, песок, гравий, глины, валуны, песчаники, конгломераты, мел, ракушечники, диатомиты;
  • метаморфические: кварциты, слюдяные сланцы, мраморы, гнейсы.
Изверженные породы часто называют первичными, т. е. образовавшимися ранее других пород в результате застывания и кристаллизации магмы. Эти породы имеют в большинстве случаев монолитное строение.
 
Осадочные породы (вторичные) образовались позднее изверженных путем осаждения минеральных и органических веществ и последующего их уплотнения и изменения.
 
Метаморфические породы образовались путем глубоких преобразований из изверженных или осадочных пород в толще земной коры под действием повышенных температуры, давления и химических воздействий флюидов (летучих компонентов магмы). Метаморфические породы иногда называют кристаллическими сланцами.
 
В производстве строительных материалов используют граниты, известняки, гравии и песок (гравийно-песчаные смеси).
 
Гранит состоит из полевого шпата (40...70%), кварца (20... ...40%), слюды (5...20%) и других минералов. Зерна этих минералов связаны между собой без какого-либо цементирующего вещества, причем сила сцепления настолько велика, что она обычно превышает прочность самих зерен, поэтому излом камней происходит не по границам между зернами, а по самим зернам. Из перечисленных выше материалов гранит наиболее прочный и стойкий материал против физико-химического разрушения.
 
Известняк состоит главным образом из минерала кальцита (СаСОз). Он менее прочен, чем гранит.
 
Гравий - окатанные обломки изверженных или осадочных горных пород размером 5.. .70 мм, образовавшиеся путем природного разрушения. Зерна гравия различной прочности.
 
Песок - мелкообломочная рыхлая горная порода, состоящая из зерен (песчинок) кварца и других минералов размером 0,1... 5 мм. Содержит примесь пылеватых и глинистых частиц.
 
Исходным сырьем для производства нерудных строительных материалов являются природные каменные породы. Эти породы и служат для производства основного строительного материала: щебня, гравия и песка.
 
Щебень - продукт дробления горных пород плотностью свыше 1,8 г/см3 - характеризуется следующими показателями: зерновым составом, содержанием зерен пластинчатой (лещадной) и игловатой формы, прочностью, содержанием зерен слабых пород, морозостойкостью, содержанием пылевидных, глинистых и илистых частиц, петрографическим составом. В зависимости от крупности щебень подразделяют на четыре фракции: 5.. .10, 10... ...20, 20 ...40 и 40 ...70 мм. Допускается поставка щебня в виде смеси двух смежных фракции. Зерновой состав каждой фракции и смеси фракций при использовании щебня в качестве заполнителя бетона должен соответствовать определенным требованиям.
 
По форме зерен щебень подразделяют на три группы: кубовидный (в котором допускается содержание до 15% зерен лещадной и игловатой формы), улучшенный (до 25%) и обычный (до 35%). К зернам лещадной и игловатой формы относятся такие, толщина или ширина которых менее длины в 3 раза и более.
 
Прочность щебня характеризуется маркой, соответствующей пределу прочности исходной горной породы при сжатии в насыщенном водой состоянии и определяемой по дробимости щебня при сжатии (раздавливании) в цилиндре.
 
Требования (ГОСТ 8267-88, 8268-82) к зерновому составу щебня (из камня и гравия)
 
Размер отверстий сит, мм
Полный остаток на ситах, % по массе
Размер отверстий,
мм
Полный остаток на ситах,
% по массе
D* min
0,5 (Dmin +Dmax)
90... 100
30 ...80
Dmax
1.25 Dmax
До 10
До 0,5
 
 
 
 
 
*D - размер зерен фракций
 
Гравий - естественный сыпучий материал крупностью 3(5)...70 мм с окатанной формой зерен, образовавшийся в результате длительного разрушения горных пород и воздействия воды. Зерна размером 70,..150 мм называются крупным гравием, а крупнее 150 мм - валунами. При дроблении гравия получают так называемый щебень из гравия. В этом материале количество дробленых зерен гравия должно быть не менее 80%.
 
Песок, применяемый для строительных целей, состоит из зерен крупностью до 3(5) мм. Его подразделяют на природный песок, образовавшийся в результате естественного разрушения горных пород, и дробленый, полученный в результате дробления горных пород.
 
Песок может быть обогащенным, т. е. с улучшенными качественными показателями, и фракционированным на две и более фракции. Пески характеризуются зерновым составом, модулем крупности, содержанием пылевидных, глинистых и илистых частиц, в том числе глины в комках, содержанием органических примесей, минералопетрографическим составом.
 
Требования к зерновому составу песка для приготовления бетона (ГОСТ 10268-80):
 
 Размер отверстий сит, мм
5
2,5
 1,25
0,63
0,315
0,14
 
Полный остаток на ситах, % по массе
0
0...20
5.. .45
20 ...70
35... 90
90... 100
 
Для характеристики песка служит модуль крупности Мк, равный сумме полных остатков на всех ситах, деленный на 100. Пески с модулем крупности Мк более 2,5 считаются крупными, 2…2,5-средними,1,5...2-мелкими и 1,0...1,5 - очень мелкими. Содержание в природном песке пылевидных, илистых и глинистых частиц не должно быть более 3%, в дробленом – более 5%.
 
Обогащение песка
Зачастую, добытый песок не соответствует требованиям, предъявляемым ему, стандартами и ГОСТами. Это может заключаться в содержании всевозможных примесей или неудовлетворяющем зерновом составе. Закупка же качественного песка может обернуться большими расходами. Поэтому, исходя из соображений экономии, можно провести работы по обогащению песка.
Осуществляется обогащение песка путём удаления крупных зёрен (более 5 мм). Кроме этого производиться улучшение зернового состава и отмывка пылевидных, глинистых и илистых частиц. Отмывку выполняют с помощью пескомоек и классификаторов. Процесс отмывки представляет собой совокупность следующих действий: перемешивание песка и перетирание в водной среде. После промывки песка возникает необходимость его обезвоживания. Для обезвоживания, или говоря другими словами – сгущения, применяются гидроциклоны, дренажи и вибролотки. Нередко это обуславливается трудностями, поэтому в некоторых случаях обогащение производят путём продувки. Эффективность такого способа ниже, потому как глинистая плёнка не удаляется, но от пылевидных частиц избавиться можно. Для обогащённого песка предъявляются повышенные требования – к зерновому составу и модулю крупности.
 
Специфика различных видов песка.
В карьерном песке могут встречаться камни и глина.
Так как в карьерном песке обычно много камней он уже не идёт ни на что кроме посыпки под фундамент или под дороги, в этом случае он сеется.
 
Речной песок- это песок, добытый со дна реки. Речной песок не содержит глинистых частиц, а также имеет низкое содержание камней.
По виду обработки после добычи песок делится на сеянный и намывной.
 
Намывной или мытый песок это песок промытый большим количеством воды, из намывного или мытого песка вымывается глина и пылевидные частицы. В намывном песке остаются только очень мелкие фракции (в среднем 0,6 мм.) Применяют намывной песок для штукатурки и других работ, где нежелательно присутствие глины.
 
Сеянный песок - это просееянный песок, очищенный от камней и больших фракций.
 
Кварцевый формовочный песок - песок молочного цвета с высоким содержанием кварца, добывается в карьерах. Используется для изготовления литейных форм для производства металлоизделий.
 
Строительный песок это песок применяемый в строительстве - в штукатурке или кладке.
При добыче гравия или песка в карьерах и при производстве щебня дроблением известняков и гранита их разделяют по крупности зерен на несколько групп  (фракций).  Этот процесс выполняется как сухим, так и мокрым способом, т.е. совмещенным с промывкой материалов при помощи плоских грохотов.
 
Результаты исследований влияния очистки и отсева песка на качество строительных материалов.
Применение мелкого заполнителя (песков различных классов) при производстве бетонных и железобетонных изделий, имеющих широкое применение в строительстве, без учета его физико-технических свойств ведет в первую очередь к ухудшению таких эксплуатационных свойств изделий, как морозостойкость, прочность, водопоглощение, истираемость, а во вторых к неоправданному увеличению расхода цемента.
 
С целью определения степени влияния песков различных классов на свойства бетона ОАО "Нерудпром" (г. Минск) и отраслевая научно-исследовательская лаборатория модифицированного бетона (ОНИЛ МБ) Белорусской государственной политехнической академии провели совместную научно-исследовательскую работу.
 
В процессе данной работы были проведены испытания по определению физико-технических свойств бетона на песках второго и первого классов по ГОСТ 8736-93 и специальном песке по техническим условиям "Песок для изготовления бетонных изделий методом вибропрессования" ТУРБ 00294792155-98, выпускаемых ОАО "Нерудпром".
 
Определение физико-технических свойств бетона проводилось на цементно-песчаных образцах состава Ц:П - 1:3, при водоцементном отношении 0,4. В качестве вяжущего при изготовлении бетонных образцов применялся Волковысский цемент ПЦ500Д0. Активность цемента 48,5 МПа, Кнг - 0,25. Образцы уплотнялись на лабораторной виброплощадке со стандартными параметрами в течении 1 минуты и твердели по одной технологии и в одинаковых условиях.
 
Испытания образцов бетона на прочность при сжатии и при изгибе проводилась по ГОСТ 10180-90, на водопоглощение по ГОСТ 12730.3-78, на истираемость по ГОСТ 13087-81, а на морозостойкость по ГОСТ 10060-95.
 
Из полученных данных видно, что бетонные образцы на песке II класса не удовлетворяют требованиям ГОСТ 13015.0-83 по истираемости, а образцы на песке I класса удовлетворяют требованиям стандарта по истираемости для изделий, работающих в условиях малой интенсивности движения.
 
Бетонные образцы на специальном песке соответствуют требованиям стандарта по истираемости для изделий, работающих в условиях высокой интенсивности движения. Морозостойкость бетона на песке II класса составила F50, на песке I класса - F150, а на специальном песке - F200.
 
Как видно, что при равных условиях (состав бетона, марка цемента, способ уплотнения и условия твердения) прочность и эксплуатационные свойства бетона зависят от качества применяемого песка. Так как в исследованиях применялся песок из одного карьера, то форма зерен и зерновой состав исследуемых песков практически одинаковые.
 
Следовательно, определяющим фактором является различное содержание глинистых и пылевидных частиц в песке, которое оказывает большое влияние на прочность сцепления зерен заполнителя с цементным камнем.
 
Глинистые примеси, обволакивая зерна заполнителя, препятствуют сцеплению цементного камня с заполнителем и тем самым снижают прочность бетона.
 
В результате проведенных исследований и анализа полученных данных можно рекомендовать следующее применение песков различного класса:
 
песок II класса - для изготовления бетонных и железобетонных изделий из бетона с прочностью на сжатие не более 20 МПа и к которым не предъявляются требования по морозостойкости, истираемости и водопроницаемости;
 
песок I класса - для изготовления бетонных и железобетонных изделий из бетона с прочностью на сжатие не более 30 МПа и к которым предъявляются требования по морозостойкости (до F200) и водонепроницаемости (до W-4);
 
специальный песок - для изготовления бетонных и железобетонных изделий из бетона с прочностью на сжатие более 40 МПа и к которым предъявляются повышенные требования по морозостойкости (доF300), водонепроницаемости (до W-8), истираемости и стойкости к воздействию агрессивных сред.
 
Стоимость песка повышенного качества (специальный песок с малым содержанием глинистых и пылевидных частиц) по сравнению с песком II класса больше на 30-35%, что связано с дополнительными затратами на промывку, обезвоживание, транспортировку и другие технологические операции.
 
Тем не менее, применение песков повышенного качества для производства бетона экономически и технически выгодно как для производителей бетона, так и для строительного комплекса в целом. Расчеты показывают, что применение песков повышенного качества позволяет, по сравнению с рядовыми заполнителями I и II классов, значительно снизить себестоимость бетона за счет сокращения расхода цемента.
 
Добыче полезных ископаемых предшествуют геологоразведочные работы. Обнаружив месторождение полезного ископаемого, определяют его запасы, глубину залегания, положение в пространстве и способ его добычи. Способ добычи зависит от глубины залегания полезного ископаемого.
 
Полезные ископаемые, которые находятся на поверхности земли или на небольшой глубине, добывают открытым способом; залегающие на большой глубине - подземным. При наклонном расположении пласта полезного ископаемого применяют комбинированный способ: сначала разработку ведут открытым способом, а затем подземным.
 
Нерудные ка