Дробление (в технике)

Дробле́ние (в технике), процесс разрушения кусков твёрдого материала для получения частиц требуемой крупности. Под действием внешних сил преодолеваются силы сцепления между частицами материала и образуется новая поверхность кусков.

Дробление принципиально не отличается от измельчения (условно принято, что при дроблении получают материал крупностью более 5 мм, а при измельчении – менее 5 мм). Способ дробления выбирается в зависимости от прочности и структуры материала. Дробление в основном осуществляется раздавливанием, раскалыванием, истиранием, ударом, реже – электроимпульсным воздействием, энергией сжатой газообразной среды.

Различают дробление:

• по размеру (крупности) готового продукта – крупное (100–350 мм), среднее (40–100 мм) и мелкое (5–40 мм);
• по технологическому назначению – окончательное (продукты дробления являются товарными, например при производстве строительных материалов или сортовых углей) и подготовительное (для подготовки материала к обогащению или другим видам переработки).

Работа дробления затрачивается на деформацию куска и образование новой поверхности мелких кусков, причём бо́льшая часть затраченной энергии (более 95 %) рассеивается в виде теплоты, остальная – преобразуется в свободную поверхностную энергию твёрдого тела.

Обобщённая формула полной работы дробления (сумма работ на деформацию и на образование новых поверхностей) предложена П. А. Ребиндером (1944). Процесс разрушения оценивается степенью дробления (отношение размера наибольших кусков в материале до и после дробления) и энергоёмкостью (кВт ч на 1 т дроблёного материала).

Для получения высоких степеней дробления применяют последовательно несколько приёмов (стадий) дробления. Например, дробление руды проводится в 2, 3 или 4 стадии, при этом удельный расход энергии на дробление кусков размерами 900–1200 мм до кусков 25 мм составляет 1,5–3 кВт ч на 1 т руды. Дробление осуществляется в дробилках: щёковых, конусных, валковых (раздавливание и частично истирание), молотковых, роторных (удар), а также мельницах – стержневых и шаровых (удар и истирание). Для интенсификации дробления применяются вибрационные дробилки и мельницы (вибрационное воздействие). Из-за высокой энергоёмкости процесса соблюдается принцип «не дробить ничего лишнего», поэтому дробление обычно сочетается с грохочением, при котором выделяется и не поступает в дробилку материал, крупность которого соответствует крупности готового продукта.

Дробление применяют в горной, металлургической, химической, пищевой промышленности, в строительстве и сельском хозяйстве.