اهمیت خردایش در صنایع مختلف و انواع تجهیزات آن

اهمیت خردایش در صنایع فرآیندی است که طی آن مواد معدنی در مراحل مختلفی از جمله سنگ شکنی و آسیا به محصولی با ابعاد مورد نظر تبدیل میشوند تا نه تنها حمل و نقل آن به مراحل بعدی ساده تر شود، بلکه دستیابی به درجه آزادی که مهم ترین اهداف خردایش است را نیز تامین کند. عملیات خردایش و نرم کنی، از بخش های اساسی و حساس در صنعت فرآوری مواد معدنی به شمار می روند

این فرآیند یکی از مراحل پرهزینه موجود در کارخانه های فرآوری است،به نحوی که بیش از ۵۰ درصد هزینه های سرمایه گذاری و عملیاتی را به خود اختصاص می دهد. بنابراین طراحی، انتخاب مدار مناسب، بهینه سازی و کنترل از پارامترهای مربوط به مدار خردایش است که با در نظر گرفتن آ نها م یتوان نه تنها بازدهی مکانیکی را افزایش داد بلکه محصول مطلوب تری را برای مراحل پرعیارسازی آماده کرد.

عملیات خردایش در صنایع مختلف مثل صنایع معدنی، عمران، صنایع شیمیایی ، مهندسی مواد، کشاورزی، صنایع غذایی و نظایر آن کاربرد فراوان دارد. اگر چه هدف از خردایش در این صنایع از جنبه های زیادی مشابه هم است ولی از خیلی از جنبه ها نیز متفاوت است. این تفاوت در آزمایشگاه و صنعت نیز وجود دارد.

عملیات خردایش یکی از بخش های بسیار مهم در صنایع معدنی و به طور ویژه صنعت فرآوری مواد معدنی می باشد. از عملیات خردایش در بخش‌های مختلف دیگر صنایع نیز استفاده می‌شود به عنوان مثال: صنایع عمران و راهسازی، مواد شیمیایی، متالورژی، کشاورزی ، غذایی، تولید دارو و نانو فناوری و… نیز از صنعت هایی هستند که عملیات آسیاکنی یکی از واحدهای مهم حساس آن صنایع می باشد.

طیف وسیعی از تجهیزات خردایش در دنیا وجود دارد. علت اصلی فقدان استانداردسازی کاربرد این تجهیزات، گوناگونی مواد تحت خردایش، کیفیت محصول مورد نیاز، محدودیت تئوری خردایش و اطلاعات اقتصادی لازم برای هزینه های سرمای هگذاری وعملیاتی در صنایع مختلف است. اما برای سهولت انتخاب و به کارگیری این تجهیزات، طبقه بندی آن ها ضروری است. تجهیرات خردایش را م یتوان از جنبه های مختلف مثل اندازه بار ورودی، اندازه محصول، نحوه اعمال نیرو و مکانیزم شکست، محیط خردایش

خردایش مواد معدنی در اثر سه مکانیزم فشار، ضربه، برش و سایش یا ترکیبی از آن ها انجام می گیرد. بر این اساس می توان تجهیزات مختلف را طبقه بندی کرد

خردایش به صورت تر یا خشک انجام میشود. عموما سنگ شکنی به صورت خشک انجام م یشود. تنها در مواقعی که ماده معدنی رس زیاد داشته باشد از سنگ شکن هایی با افشانه آب ( Water flash) 1 استفاده میشود. آسیا کردن به صورت تر و خشک انجام میگیرد.

بیشترین کاربرد آسیا به روش خشک، در مورد سنگ آهن، صنایع سیمان، زغال سنگ حرارتی و خرد کردن کان یهای صنعتی مانند باریت، بنتونیت، فلدسپات، سیلیس، تالک و نظایر آن استفاده می شود. آسیا کردن کانی های فلزی به دلیل مراحل بعدی معمولا به صورت تر انجام می گیرد.

بر اساس ابعاد بار اولیه و نسبت خردایش تجهیزات، خردایش در چند مرحله انجام می گیرد. این مراحل شامل سنگ شکنی اولین،دومین، سومین ، آسیا کردن مرحله اول (درشت دانه) ، دوم (متوسط) و آسیا کردن دانه ریز و میکرونیزه کردن است. بنابراین یکی ازطبقه بندی تجهیزات خردایش کاربردی ترین طبقه بندی تجهیزات خردایش بر اساس کاربرد آن ها در مدار خردایش است.

در فرایند خردایش مواد معدنی در مراحل مختلف و به وسیله تجهیزات مختلفی به مانند سنگ شکن ها و آسیا ها کاهش ابعاد پیدا می کنند و به محصولی با ابعاد ریزتر تبدیل می شوند. البته در ادامه توضیح داده خواهد شد که اهداف خردایش شامل چه مواردی نیز هست اما دو هدف اصلی خردایش در صنایع عبارتند از:

مواد به دلیل کاهش ابعادی که پیدا می کنند راحت تر قابل نقل و انتقال هستند عنوان مثال در صنایع معدنی ، مواد اگر در ابعاد بزرگ باشد برای حمل و نقل آنها نیاز به کامیون است اما در مسافت‌های طولانی تر وقتی که ابعاد خرد می شوند و کاهش سایز پیدا می کند امکان انتقال آنها به وسیله نوار نقاله ممکن میگردد ،که باعث صرفه جویی اقتصادی نسبت به حمل و نقل با کامیون است.

هدف دیگر رسیدن به درجه آزادی مطلوب است درجه آزادی پارامتری است که در کانسنگ های فلزی مطرح است، که به عنوان مثال یک کانسنگ معدنی آهن یا سنگ مس را در نظر بگیریم،کانی های با ارزشی که از عناصر فلزی تشکیل شده اند در سایز های به خصوص از زمینه های باطله و کانی های باطله جدا می شوند و امکان جدایش آنها توسط فرایند های پرعیارسازی انجام می شود.

اهداف خردایش بسته به کاربردی که در صنعت دارد متفاوت است.

۱- به عنوان مثال در صنایع شن و ماسه که برای تولید مصالح ساختمانی استفاده می‌شود هدف خردایش رسیدن مواد به یک اندازه و توزیع مواد به یک اندازه مشخص است به عنوان مثال ماسه ها در اندازه های مختلف دیده می شوند و برای تولید ملات و بتن استفاده می شود که برای رسیدن به این دانه بندی مشخص هدف صنعت است.

۲- در مورد کانسنگ های فلزی مانند مس ،روی ،سنگ آهن و …رسیدن به درجه آزادی مطلوب و بهینه هدف هست درجه آزادی بهینه به درجه ای می گویند که حداکثر ممکن ذرات با ارزش شما با صرف کمترین انرژی از زمینه باطله جدا شوند مثال ۸۰ درصد مواد به درجه آزادی مطلوب برسد.

۳-در مورد فرآیندهای شیمیایی هرچی که کانسنگ را بیشتر خرد کنیم و مورد آسیاکنی قرار دهیم سطح ذرات بیشتر می شود و در نتیجه حلال که استفاده می شود مانند اسید سولفوریک ،راحت تر به ذرات رسیده و راندمان فرآیند و انحلال افزایش پیدا می‌کند.

۴_ در مورد کانی های صنعتی که طیف وسیعی از کانیها را در بر می‌گیرد، رسیدن به یک شکل مشخص و دانه بندی مشخص از این کانی ها نیز هدف محصول خردایش است.