粉碎新技術(shù)的發(fā)展

常用的粉碎方法都是用金屬制成機(jī)械，直接與物料接觸，靠機(jī)械力的作用將物料粉碎的。這種方法的缺點(diǎn)是需要消耗大量的金屬材料和動力，設(shè)備笨重，限制了生產(chǎn)效率的提高。人們長期以來，一直在探討新的粉碎原理，同時(shí)也創(chuàng)造出了應(yīng)用非機(jī)械能進(jìn)行粉碎的科學(xué)技術(shù)成果。例如利用電能、熱能、原子能和化學(xué)能等進(jìn)行粉碎。近代物理學(xué)近代化學(xué)以及其它科學(xué)技術(shù)的高度發(fā)展，為此項(xiàng)工作的成功提供了非常有利的條件。例如熱力粉碎設(shè)備，超聲波粉碎設(shè)備和電水效應(yīng)粉碎設(shè)備等。還有些新的粉碎設(shè)備，如等離子裝置，電火花裝置、微波裝置，激光技術(shù)等、雖然也能進(jìn)行大規(guī)模的連續(xù)粉碎，但能量消耗比一般粉脾機(jī)大，很不經(jīng)濟(jì)。它們的持殊用途是粉碎不能有污染的核反應(yīng)所需要的物料。

將來粉碎方法的發(fā)展，必然包括聲能、太陽能和電能粉碎，以及其它至今尚未了解的方法和技術(shù)。這些新方法不需要利用機(jī)械力，因而有可能避免安裝笨重而消耗金屬材料多、能量大的粉碎機(jī)械，所以很有發(fā)展前途。土述這些方法在目前有的還僅在試驗(yàn)階段，有的在應(yīng)用時(shí)還要求有一定的條件。因此，依靠機(jī)械力進(jìn)行的粉碎方法，在當(dāng)前還是占主要地位的。

國外正在研究的新的粉碎工藝和設(shè)備主要有下列二種：

一、熱力粉碎法

利用熱力粉腫物抖的新技術(shù)，由于粉碎原理的不同，在現(xiàn)階段有兩種不同的方法。

(一)熱力直接粉碎法

利用高速高溫的氣流噴射到物料亡而粉種。共粉腫的原因有兩種假設(shè)：—種認(rèn)為徹料由各種不同的礦物組成，它們的膨脹系數(shù)不同，受熱后發(fā)生膨脹，就在物料中造成應(yīng)力，稱為熱應(yīng)力。熱應(yīng)力大于徹料強(qiáng)度時(shí)，物料就被粉碎；另一種則認(rèn)為．當(dāng)高溫高速的氣流噴射到物料上時(shí)，就增加了它所含有的能量，當(dāng)這種能量超過一定限度時(shí)，物料即被粉碎。

(二)熱動力粉碎法

利用氣體或蒸汽介質(zhì)的膨脹能，使韌料受拉仲應(yīng)力，將熱能直接轉(zhuǎn)變?yōu)橛行Х鬯楣Γ�稱為熱動力粉碎法，主要是以物料內(nèi)部形成的超壓引起碎裂過程為基礎(chǔ)。產(chǎn)生這種超壓的條件是物料中有細(xì)孔或毛細(xì)皆系統(tǒng)，天然地充滿著水、或者可以將水灌進(jìn)去。為了產(chǎn)生內(nèi)部超壓，需將物料裝在耐比容器中，加熱使其細(xì)扎中的水蒸發(fā)，因而產(chǎn)生一定限度的超壓，接著就驟然將其降壓，使細(xì)孔與物料表面間產(chǎn)生一個(gè)壓力差，將物科碎裂。

利用這種原理，在工業(yè)上進(jìn)行試驗(yàn)，使物相粉碎的新方法稱斯奈德法，上要是把持粉碎的物樹放入密閉倉內(nèi)、在中壓下通入水蒸汽等一類可壓縮的工作流體，然后迅速打開排氣閥，使物料被卷入膨脹的工作流體內(nèi)。混合流體通過一根管道以接近音速的速度沖向卸料區(qū)，并受到各種極其激烈的沖擊作用，而完成粉碎和油料的解離過程。

礦石和其它固體物質(zhì)的抗拉強(qiáng)度都比抗壓強(qiáng)度低，而這種方法的主要原理就是利用拉力使物料沿內(nèi)部品粒邊界破裂。普通的粉碎方法是使徹科受壓而粉碎，且物料抗壓強(qiáng)度很高，所以效率較低。

這種方法用的設(shè)備由一密閉倉組成，其示意圖如圖6-17所示。物黔就裝在該倉內(nèi)，然后通入可壓縮的工作流體，使固體顆粒流態(tài)化，這是極其關(guān)鍵的一步，因?yàn)檫@時(shí)要形成二相流體。接著打開排氣管道內(nèi)的一個(gè)待昧快開風(fēng)使流體流動。當(dāng)該閥打開時(shí)，在不到15毫秒的時(shí)間內(nèi)，可壓縮的工作流體便經(jīng)過管道而膨服已被流態(tài)化的顆粒使被正在膨脹的工作流體卷走。這種復(fù)雜的二相流體再通過管道加速．然后進(jìn)入收集室，把粉碎的油料收集下來。

為了盡量減輕沖擊所造成的磨損，并利用工作流體最后剩余的能量，采用了成對布置的方法，使氣流互相對撞。這種成對的設(shè)備稱為雙槍系統(tǒng)。

這是一種間隙式的粉碎作業(yè)，每一作業(yè)周期為15-30s，生產(chǎn)能力為0.6-60t／h。這種方法所使用的設(shè)備也稱爆炸磨。

二、電水效應(yīng)粉碎法

可用簡單電路在水下電極之間產(chǎn)生1萬伏到10萬伏電壓的電火花，這種強(qiáng)有力的能量釋放會產(chǎn)生巨大的機(jī)械力沖擊壓縮波，伴隨著由高溫產(chǎn)生的聲波和火漢這種電水力現(xiàn)象稱電水效應(yīng)。

通過電水效應(yīng)，電信號可轉(zhuǎn)變成機(jī)械運(yùn)動。沖擊力產(chǎn)生速度約15000 m／s的高壓波運(yùn)動，具有強(qiáng)有力的粉碎能力，用于粉碎礦石和其它致密的固體物質(zhì)。

通過一些實(shí)驗(yàn)和理論計(jì)算、得出的結(jié)論是，把45mm的石灰石粉密至lμm粒度，其能耗比為8-10kw·h／t。而在相同比表面積的情況下，電水效應(yīng)比管磨機(jī)的粉碎效率提高29倍。但電水效應(yīng)粉碎法還有待發(fā)展到實(shí)用的規(guī)模。