Визначення питомої поверхні подрібнюваних матеріалів

Не так давно в нашій публікації ми розглядали один з методів визначення якості подрібнення матеріалу при використанні помольних куль. Даний показник ґрунтувався на визначенні “залишок на ситі”. У цій статті розглянемо інший метод, який базується на розрахунку “величини питомої поверхні”. Обидва показники повністю характеризують поняття “якість помелу” і оптимальність подрібнюваного процесу в кульових млинах.

Питома поверхня, або питома площа поверхні, – це сумарна поверхня всіх часток подрібненого матеріалу, як правило, дисперсного або пористого, розділена на масу досліджуваного матеріалу. Питома поверхня матеріалу складається з суми площ поверхні всіх його зерен. Чим менше розмір цих зерен (тонше помел), тим більше площа їх загальної поверхні. Якщо частинки подрібненого матеріалу мають розвинену пористу поверхню, то площа поверхні окремо взятого зерна стає ще більше в порівнянні з абсолютно гладким його аналогом, рівним по геометричним параметрам.

За показником величини питомої поверхні (вимірюється в см²/см³ або см²/г) можна робити висновки про фізичні властивості отриманого після подрібнення матеріалу. Даний показник подрібнення матеріалу дуже важливий при підготовці сировини для виробництва цементу, газобетону або збагаченні корисних копалин.

Яким чином  розраховується цей показник? Для розрахунку  теоретично  ми припускаємо, що всі частинки (зерна) в подрібненому матеріалі мають однаковий розмір і кулеподібну форму. У такій ідеальній математичній моделі величина питомої поверхні S визначається за формулою:

де n – число частинок, S і V – відповідно зовнішня поверхня і об’єм частинок діаметром δ_ср.

Не варто поглиблюватися у формули і теорію дисперсійного аналізу подрібнюваного матеріалу. Сьогодні всі розрахунки виконуються автоматично за допомогою спеціальних приладів. В основному наші клієнти користуються приладами серії ПСХ (прилади системи Ходакова).

У приладах серії ПСХ використовується дисперсійний аналіз методом визначення газопроникності. Показник газопроникності подрібненого матеріалу визначають за тривалістю часу фільтрації повітря, що проходить крізь нього. При цьому за константу беруть початкове і кінцеве розрідження повітря (тиск) в робочому обсязі приладу. Для розрахунку питомої поверхні і середнього розміру частинок використовують питому вагу (щільність) досліджуваного матеріалу, масу і висоту його шару в кюветі. Всі процеси повністю автоматизовані, прилад сам розраховує величину питомої поверхні, газопроникність і середній розмір частинок, який повинен збігатися з результатами просіювання даного матеріалу через набір сит. Прилад контролює наступні параметри: час проходження повітря через завантажену пробу, температуру повітря, тиск в робочій камері, в’язкість повітря і т.д. Ці пристрої істотно зменшують тривалість проведення такого роду аналізів. Так як всі процеси (за винятком відбору проби) повністю автоматизовані, точність вимірювання і правильність розрахунків забезпечується за рахунок зведення до нуля дії “людського фактору”. Єдиною умовою отримання точних результатів є постійний контроль за справністю обладнання й проведення регулярних перевірочних робіт.

Для кожної галузі промисловості є свої вимоги до показника питомої поверхні подрібненого матеріалу. Так, для виробництва газобетонних блоків, питома поверхня готового шламу повинна коливатися в межах 2800-3300 см²/г. Для цементу цей діапазон становить 2500-3500 см²/г (залежить від марки цементу, що випускається).

Підводячи підсумок нашої публікації, ще раз нагадаємо нашим читачам, що правильно підібрані сталеві помольні кулі, що використовуються в кульовому млині, є основним фактором, який безпосередньо впливає на якість подрібнення, що, в свою чергу, мінімізує витрати на подрібнення однієї тонни матеріалу.