Выбор лабораторной щековой дробилки для подготовки проб

Проблемы с пробоподготовкой редко начинаются с аналитического прибора. Они часто начинаются на первом этапе дробления, когда из гораздо большей партии отбирается небольшая подпроба и уменьшается до размера, который можно разделить, измельчить или проанализировать. Лабораторная щековая дробилка часто является первой машиной в этой цепочке. Если выбор осуществляется только по размеру отверстия или цене, результатом может стать нерепрезентативная проба, неравномерное распределение частиц по размерам, ненужные штрафы или загрязнение, которое трудно отследить. В данной статье рассматривается практический выбор и эксплуатация лабораторной щековой дробилки для твердых, хрупких и неоднородных материалов с акцентом на вопросы, наиболее важные при разработке методов, контроле качества и опытно-промышленных испытаниях.

Роль лабораторной щековой дробилки в подготовке проб

Лабораторная щековая дробилка — это устройство первичного дробления. Он не предназначен для производства конечного аналитического порошка. Его задача состоит в том, чтобы уменьшить большие комки до размера, с которым можно справиться с помощью делителя, вторичной мельницы или этапа аналитической подготовки без изменения характера пробы. Это различие имеет значение, поскольку дробилка, которая слишком мала, слишком медленна или слишком сложна в очистке, может внести погрешность еще до проведения каких-либо измерений.

В типичном рабочем процессе полевая проба поступает в виде каменной крошки, кернов, комков или гранулированного материала. Первичная дробилка должна принять самые крупные частицы в партии и произвести разгрузку, достаточно мелкую для следующего этапа, но не настолько мелкую, чтобы проба была чрезмерно измельчена. Чрезмерное измельчение может привести к образованию чрезмерного количества мелких частиц, которые отделяются во время раскалывания, прилипают к поверхностям или ведут себя по-другому при последующем измельчении. Недостаточное измельчение может привести к образованию твердых частиц, которые отбраковываются или плохо представлены в исследуемой порции.

Репрезентативность является центральным вопросом. Лабораторная щековая дробилка сама по себе не делает образец репрезентативным; он сохраняет репрезентативность только в том случае, если вся партия обрабатывается последовательно и дробилка не сохраняет или не отбраковывает выборочно одну ее часть. Более твердые комки должны пройти тот же этап измельчения, что и более мягкие. Корм нельзя разделять на крупную фракцию, которую отбрасывают, и мелкую фракцию, которая подвергается испытаниям. Сбросы должны собираться полностью, включая пыль и мелкие частицы, если метод явно не допускает иного.

Вот почему первая дробилка заслуживает большего внимания, чем предполагает ее расположение в начале технологической схемы. Небольшая лабораторная установка может обрабатывать всего несколько килограммов за партию, но материал, с которым она работает, может представлять собой наиболее неоднородную часть всей пробы. Таким образом, выбор отверстия щеки, материала пластины, настройки разгрузки и метода очистки оказывает прямое влияние на последующие аналитические результаты. Для лабораторий, рассматривающих варианты оборудования, TENCAN’s лабораторная щековая дробилка является полезным справочником по лабораторной установке первичного дробления, но окончательный выбор должен основываться на образце и методе, а не на одном номере заголовка.

Как лабораторная щековая дробилка уменьшает количество материала

Основной механизм – компрессионное дробление. Материал поступает в загрузочное отверстие и падает в камеру дробления, состоящую из неподвижной и подвижной щек. Подвижная челюсть приводится в движение эксцентриковым валом и перемещается к неподвижной челюсти и от нее. Когда челюсть закрывается, частицы прижимаются друг к другу и к пластинам челюсти. Когда он открывается, восстановленный материал движется вниз и в конечном итоге выходит через разгрузочное отверстие. Перекидная пластина, маховик и рама воспринимают механические нагрузки и помогают поддерживать движение подвижной челюсти.

Щековые пластины и геометрия дробильной камеры

Челюстные пластины – это больше, чем просто изнашиваемые вкладыши. Их профиль, твердость и состояние поверхности влияют на захват материала, распределение силы и степень износа. Гладкие пластины могут скользить по твердым округлым частицам; Гофрированные или профилированные пластины могут улучшить сцепление, но также могут создавать различные схемы обтекания. Геометрия камеры определяет соотношение между загрузочным отверстием, зоной дробления и разгрузочным зазором. Узкая и глубокая камера ведет себя иначе, чем широкая и неглубокая, даже если обе имеют одинаковые размеры отверстий.

Для лабораторных работ камера дробления должна легко осматриваться и очищаться. Материал, застрявший в углах, за пластинами или вокруг зоны разгрузки, может переноситься из одной пробы в другую. Это практический риск загрязнения, который часто более важен, чем небольшая разница в номинальной емкости. Дробилка, которую трудно открыть, может сэкономить время во время работы, но потерять больше времени при очистке и проверке.

Коэффициент уменьшения и настройка разгрузки

Коэффициент уменьшения показывает, насколько уменьшается крупность исходного материала перед тем, как материал покинет дробилку. На практике это не является фиксированным свойством машины. Это зависит от размера загружаемых частиц, режима разгрузки, характера разрушения материала и количества проходов через установку. Один проход через лабораторную щековую дробилку обычно приводит к распределению частиц, а не к единому размеру. Настройка разгрузки — это зазор в ближайшей точке между щеками, но фактический продукт содержит мелкие частицы, промежуточные частицы и некоторые кусочки, близкие к верхнему пределу.

Эта разница между установленным зазором и достигнутым распределением частиц по размерам важна при написании метода или сравнении оборудования. Выпускное отверстие определенного размера не гарантирует, что каждая частица будет меньше этого размера. Чешуйчатые или удлиненные частицы могут проходить через зазор, размер которого меньше их самого длинного размера. Твердым частицам может потребоваться более одного прохода. Мягкие или хрупкие частицы могут разбиться на мелкие кусочки еще до того, как достигнут нижней части камеры. Единственный надежный подход — протестировать материал и измерить полученное распределение при определенных условиях.

Подбор дробилки в соответствии с требованиями к материалу и испытаниям

Свойства материала определяют, подходит ли щековая дробилка и как ее следует эксплуатировать. Твердые, хрупкие материалы, такие как многие горные породы, руды, шлаки, керамика и цементный клинкер, являются естественными кандидатами на сжатие. Пластичные материалы, липкие глины, волокнистые вещества и некоторые полимеры могут деформировать, размазывать или блокировать камеру вместо того, чтобы полностью разрушить ее. Влага может превратить мелкие частицы в пасту, которая закроет зазор и уменьшит текучесть. Та же дробилка, которая хорошо работает с сухим гранитом, может столкнуться с трудностями с влажным, богатым глиной образцом почвы.

Размер исходного материала, твердость и прочность

Загрузочное отверстие должно принимать самые крупные частицы в образце с разумным запасом. Подача комка, близкого к полному отверстию, может привести к застреванию, плохому сцеплению или неравномерной загрузке. Если образец содержит очень крупные куски, может потребоваться предварительное разбиение или тщательный отбор более крупной единицы. Пользователю также следует учитывать форму корма. Плоская, пластинчатая частица может войти в отверстие, но неудобно сидеть в камере, тогда как округлая частица может покатиться, прежде чем ее схватят.

Твердость влияет на износ и силу, необходимую для разрушения частицы. Абразивные материалы ускоряют износ пластин челюстей и могут загрязнять образец изношенными металлическими или керамическими частицами. Прочность влияет на характер разрушения. Материал, который поглощает энергию без растрескивания, может пройти сквозь него с меньшим уменьшением размера, чем ожидалось. При разработке метода лучше сначала установить диапазон размеров исходного материала и поведение материала, а затем выбрать конфигурацию дробилки, которая сможет многократно обрабатывать этот диапазон.

Целевой размер частиц и поэтапное уменьшение

Лабораторная щековая дробилка обычно является инструментом первой ступени. Если целью является мелкий аналитический порошок, щековая дробилка должна производить приемлемый промежуточный размер для вторичной мельницы, а не пытаться выполнить все измельчение за один этап. Попытка получить мелкий продукт путем чрезмерного закрытия зазора может привести к снижению производительности, увеличению износа, выделению тепла и образованию нерепрезентативного количества мелочи. Поэтапное измельчение часто более контролируемо: первичное дробление до крупного промежуточного размера, разделение на репрезентативную подвыборку, а затем тонкое измельчение в подходящей мельнице.

Размер цели также влияет на выбор метода разделения. Грубый выброс с широким распределением частиц по размерам может сегрегироваться в прободелителе, особенно если материал имеет различную плотность или форму. Более узкий и контролируемый выпуск может сделать раскалывание более надежным. Поэтому дробилку и делитель следует рассматривать как пару, а не как изолированные машины.

Контроль загрязнения и износ зажимных пластин

Загрязнения могут попасть в пробу через изношенные пластины губок, остатки предыдущей пробы, пыль или контакт с инструментами и контейнерами. Для следового анализа имеет значение состав челюстных пластин. Марганцевая сталь, закаленная сталь, керамика и другие материалы ведут себя по-разному с точки зрения износостойкости и потенциального вклада элементов. Правильный выбор зависит от измеряемых элементов и допустимых пределов обнаружения. Универсальная плита, рассчитанная на рутинное дробление горных пород, может не подойти для работы с металлическими частицами.

Износ – это не только проблема технического обслуживания. По мере износа пластин геометрия камеры и разрядный зазор могут изменяться. Дробилка, которая не проверена, может отклониться от первоначальной настройки, производя более грубый или более изменчивый продукт. Регулярный осмотр, проверка наличия дефектов и замена изношенных компонентов являются частью контроля метода, а не просто технического обслуживания оборудования. Поставщик должен быть в состоянии объяснить, какие материалы пластин и запасные части доступны для выбранного устройства, поскольку долгосрочная стабильность зависит от сохранения одной и той же конфигурации.

Факторы выбора, выходящие за рамки спецификации

Спецификация — это отправная точка, а не решение о выборе. Две лабораторные щековые дробилки с одинаковыми размерами отверстий могут различаться конструкцией камеры, методом регулировки, возможностью очистки, пылеулавливанием и опорой. В следующей таблице сгруппированы вопросы, которые наиболее полезны во время оценки.

Пропускная способность заслуживает особого внимания. Лабораторную дробилку можно оценить по номинальному значению, но фактическая производительность зависит от размера загружаемого материала, плотности материала, твердости, влажности, режима разгрузки и того, насколько непрерывно оператор может подавать дробилку. Машина, которая быстро работает с сыпучим хрупким материалом, может быть намного медленнее с жестким или липким образцом. При разработке метода лучше задаться вопросом, сколько килограммов сопоставимого материала можно обработать за партию и сколько проходов обычно требуется, а не полагаться на одно значение производительности.

Возможность очистки, перекрестное загрязнение и отслеживание образцов

Возможность очистки часто является решающим фактором в многопользовательской лаборатории. Дробилка должна позволять оператору удалять сыпучий материал из зоны подачи, камеры, разгрузочного желоба и сборного контейнера. Если пластины челюстей можно снять или открыть для очистки, процедура должна быть практичной без специальных инструментов. В конструкции следует избегать глубоких углублений и горизонтальных выступов, где могут оседать мелкие частицы. Процедура очистки, которая занимает больше времени, чем сам этап дробления, может побудить операторов пропустить его, что создает скрытый источник ошибок.

Прослеживаемость также имеет значение. Для каждой пробы должна быть предусмотрена определенная последовательность дробления, запись о настройке разгрузки и запись о любой очистке или смене пластин между пробами. Если результат необычный, запись помогает отличить материальный эффект от эффекта подготовки. Это особенно важно, когда дробилка используется совместно геологическими, металлургическими, экологическими группами и группами материалов с разными допусками загрязнения.

Безопасность, пыль и лабораторная среда

Дробление приводит к образованию пыли, шума и механической силы. Установка должна быть установлена ​​с установленными ограждениями, устойчивым основанием и способом подачи, исключающим попадание рук и инструментов в камеру дробления. При обработке тонкого сухого материала может потребоваться пылеудаление или ограждение. Контроль шума также является практической проблемой в небольших лабораториях. Дробилка, пригодная для периодического использования в подготовительном помещении, может не подойти для совместной инструментальной лаборатории без дополнительного ограждения.

Контейнер для сбора должен быть такого размера, чтобы вместить полный слив, и его должно легко снимать, не проливая. Мелкие частицы, оставшиеся в желобе, могут потеряться или загрязнить следующую пробу. Простой, хорошо спроектированный путь разгрузки более ценен, чем сложный, который трудно проверить. Эти детали видны на изображении продукта лишь в ограниченной степени, поэтому описание поставщика, а также посещение или демонстрация сайта будут полезны там, где это возможно.

Для более детального ознакомления с классом оборудования, обсуждаемым здесь, см. лабораторная щековая дробилка На странице показан тип конфигурации для сравнения с приведенными выше требованиями. Цель состоит не в том, чтобы найти самый большой или самый тяжелый агрегат, а в том, чтобы найти тот, камера, регулировка и характеристики очистки которого соответствуют образцам, которые фактически будут обрабатываться.

Использование лабораторной щековой дробилки для стабильных результатов

Стабильная работа начинается еще до того, как образец достигнет загрузочного отверстия. Образец следует документировать, взвесить и проверить на наличие негабаритных частей, посторонних предметов и влаги. Если метод требует определенного размера исходного сырья, перед измельчением образец следует уменьшить или просеять до этого размера. Подача смеси очень крупных и очень мелких частиц может привести к быстрому прохождению мелких частиц, в то время как крупные останутся в камере, что приведет к получению неравномерного продукта.

Контроль подачи и репрезентативное дробление

Подавайте дробилку со скоростью, позволяющей очищать камеру между добавками. Затопление камеры может привести к засорению, снижению эффективного коэффициента уменьшения и увеличению риска разлива. Для твердых материалов более медленная подача может фактически повысить производительность, поскольку дробилка не останавливается постоянно из-за набивной камеры. Для хрупких материалов, образующих мелкие частицы, контролируемая подача также снижает пыль и потери.

Соберите весь разряд. Не выбрасывайте первую часть, потому что она выглядит тоньше, или последнюю часть, потому что она выглядит грубее. Оба могут быть частью выборки. Если метод требует фракции частиц определенного размера, сброс следует просеивать и обращаться с фракциями в соответствии с методом. Любой отклоненный материал должен быть зарегистрирован, поскольку выборочное отбраковка может исказить окончательный результат.

Корректировка и проверка пробелов

Отрегулируйте разрядный зазор в соответствии с процедурой производителя, затем проверьте его перед запуском партии. Зазор следует проверять, когда машина остановлена ​​и отключена от источника питания. После регулировки затяните фиксирующие устройства и убедитесь, что подвижная челюсть может свободно перемещаться. Зазор, изменяющийся в процессе эксплуатации, позволит получить трудновоспроизводимый продукт.

Проверка должна включать в себя нечто большее, чем просто измерение проема. Проведите небольшую тестовую порцию и проверьте продукт на наличие частиц слишком большого размера, чрезмерного количества мелких частиц и целых кусочков. Если продукт не подходит, отрегулируйте зазор или используйте поэтапный подход, а не заставляйте дробилку выходить за пределы предполагаемого диапазона. Запишите настройку и результат теста, чтобы можно было сравнить следующую партию в тех же условиях.

Осмотр и профилактическое обслуживание

Перед каждым использованием проверяйте пластины челюстей на наличие трещин, сильного износа и ослабленных соединений. Проверьте зону разгрузки на наличие скоплений материала. После использования очистите камеру и канал сбора и осмотрите машину на предмет необычного шума, вибрации или перегрева. Подшипники, ремни и крепежные детали следует проверять в соответствии с графиком технического обслуживания поставщика. Изношенные пластины следует заменять в комплекте, если этого требует конструкция, а новые пластины следует проверять на правильность посадки.

Записи о техническом обслуживании являются частью качества выборки. Если смена пластины совпадает со сдвигом в распределении частиц по размерам, запись делает связь видимой. Без записей эксплуатационную проблему можно принять за существенное изменение. Простого журнала проб, настроек, состояния пластин и состояния очистки достаточно для поддержки большинства лабораторных систем качества.

Распространенные проблемы и практические решения

• Блокировка или мост: уменьшите скорость подачи, проверьте наличие частиц слишком большого размера или пластинчатой ​​формы и убедитесь, что материал не слишком влажный или липкий для выбранной конфигурации.
• Слишком много штрафов: проверьте, не слишком ли мал зазор, не является ли материал необычно хрупким или не используются ли повторные проходы, когда было бы лучше одиночный контролируемый проход.
• Несоответствующий размер продукта: проверьте износ пластины, проверьте настройку зазора и проверьте, разделяется ли корм перед попаданием в камеру.
• Загрязнение между образцами: улучшите доступ к камере, используйте определенную процедуру очистки и проверьте, не являются ли изношенные пластины источником материала.
• Пыль или разлив: проверьте метод подачи, соответствие контейнера для сбора, ограждение и устройство извлечения.

Эти ответы носят общий характер, поскольку правильное действие зависит от материала и машины. Липкий образец может нуждаться в сушке или другом подходе к дроблению; для очень твердого образца может потребоваться более медленная подача или другая конфигурация пластин. Важным моментом является то, что изменение качества продукции следует рассматривать как сигнал процесса, а не как повод для увеличения нагрузки на дробилку.

Когда щековая дробилка — правильный выбор

Лабораторная щековая дробилка — хороший выбор, когда образец твердый и хрупкий, когда первоочередной задачей является измельчение крупных комков до приемлемого размера, а также когда лаборатории требуется надежный первичный этап, способный обрабатывать широкий спектр материалов. Это также полезно, когда масса пробы достаточно велика, чтобы потребовать периодического процесса, и когда последующий метод может принимать грубый промежуточный продукт.

Это не подходящий инструмент для решения всех проблем подготовки. Если целью является мелкий порошок, после щековой дробилки следует использовать подходящую мельницу. Если материал пластичный, волокнистый или очень липкий, сжатие может деформировать или блокировать его, а не уменьшать. Если образец очень мал или ценен, потери в камере и требования к очистке могут быть неприемлемыми. Если следы загрязнения имеют решающее значение, перед выбором оборудования необходимо просмотреть доступные материалы челюстных пластин и процедуру очистки.

Практический контрольный список выбора помогает принять обоснованное решение.:

1. Определите крупнейшие частицы сырья и требуемый размер на выходе, а не только номинальный размер дробилки.
2. Подтвердите поведение материала с помощью небольшого теста: твердый и хрупкий, жесткий, липкий, абразивный или термочувствительный.
3. Решите, будет ли дробилка выполнять один проход или несколько проходов, а также будет ли проба разделена до или после дробления.
4. Оцените риск загрязнения пластинами щек, предыдущими пробами и пылью.
5. Проверьте возможность очистки, доступ и время, необходимое для плановой очистки между пробами.
6. Подтвердите наличие доступных инженерных коммуникаций, площади скамейки или пола, а также средств контроля пыли и шума.
7. Узнайте об изнашиваемых деталях, вариантах пластин и долгосрочной поддержке выбранной конфигурации.

Эти вопросы более полезны, чем просто сравнение размеров каталога. Дробилка, которая подходит для лабораторного стола, но которую нельзя очистить должным образом, создаст проблемы при повседневном использовании. Дробилка с широким отверстием, но с медленной подачей может не обеспечить пропускную способность, необходимую для обработки больших проб. Правильный баланс зависит от метода, материала и ожидаемого количества образцов.

Для команд, которые начинают оценку, щековая дробилка для лабораторной подготовки проб является полезным стартовым справочником по категории оборудования. Добавьте к этому обзору образец теста и четкое определение целевого размера частиц. Наиболее надежное решение обычно принимается путем сравнения фактической камеры дробилки, ее регулировки и режима очистки с реальным рабочим процессом лаборатории, а затем подтверждения результата путем испытания на репрезентативном материале.

Пробоподготовка представляет собой цепочку контролируемых редукций, причем первая редукция задает качество всего последующего. Лабораторная щековая дробилка не обязательно должна быть самой сложной машиной в лаборатории, но она должна быть адаптирована к подаваемому материалу, легко чиститься, стабильно работать и поддерживаться подходящими изнашиваемыми деталями. Когда эти условия соблюдены, дробилка становится надежным первым шагом, а не скрытым источником изменчивости.