โรงสี (การบด)
โรงสีคือ อุปกรณ์ ซึ่งมักเป็นโครงสร้างเครื่องจักรหรือเครื่องใช้ในครัวเรือนที่ใช้บด บดละเอียด หรือตัดวัสดุ ที่ เป็นของแข็ง ให้เป็นชิ้นเล็กๆ การบดละเอียด เช่นนี้ เป็นกระบวนการ สำคัญ ในหลายๆกระบวนการผลิต มีโรงสีหลายประเภทและวัสดุที่ใช้แปรรูปก็มีหลายประเภท ในอดีต โรงสีใช้พลังงานจากมือหรือสัตว์ (เช่น โดยใช้มือหมุน ) สัตว์ทำงาน (เช่นโรงสีม้า ) ลม ( กังหันลม ) หรือน้ำ ( กังหันน้ำ ) ในยุคปัจจุบัน โรง สีส่วนใหญ่ใช้พลังงานไฟฟ้า
การบดวัสดุแข็งเกิดขึ้นจากแรงทางกลที่ทำลายโครงสร้างโดยเอาชนะแรงยึดเหนี่ยวภายใน หลังจากบดแล้ว สถานะของวัสดุแข็งจะเปลี่ยนแปลงไป ได้แก่ ขนาดของเม็ด การจัดเรียงขนาดของเม็ด และรูปร่างของเม็ด
การบดยังหมายถึงกระบวนการบด การแยก การคัดขนาด หรือการจำแนกประเภทวัสดุมวลรวม (เช่นแร่ จากการทำเหมือง ) ตัวอย่างเช่น การบดหินหรือการโม่เพื่อให้ได้ขนาดมวลรวมที่สม่ำเสมอสำหรับงานก่อสร้าง หรือการแยกหิน ดิน หรือวัสดุมวลรวมเพื่อวัตถุประสงค์ในการถมโครงสร้างหรือการฟื้นฟูที่ดิน กระบวนการบดมวลรวมยังใช้เพื่อกำจัดหรือแยกสิ่งปนเปื้อนหรือความชื้นออกจากมวลรวมหรือดิน และเพื่อผลิต "วัสดุถมแห้ง" ก่อนการขนส่งหรือการถมโครงสร้าง
การเจียรอาจใช้เพื่อวัตถุประสงค์ดังต่อไปนี้ในงานวิศวกรรม:
- การเพิ่มขึ้นของพื้นที่ผิวของของแข็ง
- การผลิตวัสดุแข็งที่มีขนาดเม็ดตามต้องการ
- การผลิตเยื่อกระดาษจากทรัพยากร
กฎการบด
แม้ว่าจะมีงานวิจัยจำนวนมากในด้านรูปแบบการแตกร้าว แต่ก็ยังไม่มีสูตรใดที่เชื่อมโยงงานบดทางเทคนิคกับผลลัพธ์การบดได้ วิศวกรเหมืองแร่Peter von Rittinger , Friedrich KickและFred Chester Bondได้สร้างสมการขึ้นโดยอิสระเพื่อเชื่อมโยงงานบดที่จำเป็นกับขนาดเม็ดที่ผลิตได้ และวิศวกรคนที่สี่RTHukkiได้เสนอว่าสมการทั้งสามนี้อาจอธิบายช่วงขนาดเม็ดที่แคบได้ และเสนอให้รวมสมการเหล่านั้นเข้าด้วยกันตามเส้นโค้งเดียว ซึ่งอธิบายสิ่งที่เรียกว่าความสัมพันธ์ของ Hukki [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]
ในโรงสีแบบกวน ความสัมพันธ์ของ Hukki ไม่สามารถนำมาใช้ได้ และต้องทำการทดลองเพื่อกำหนดความสัมพันธ์ใดๆ[ 4 ]
ในการประเมินผลการบด จำเป็นต้องทราบการจัดเรียงขนาดเม็ดของวัสดุต้นทาง (1) และวัสดุที่บดแล้ว (2) ระดับการบดคืออัตราส่วนของขนาดจากการจัดเรียงเม็ด มีคำจำกัดความหลายประการสำหรับค่าลักษณะเฉพาะนี้:
- ระดับการบดหมายถึงขนาดเม็ดd
- แทนที่จะใช้ค่าd ก็สามารถใช้ ค่า d
- ระดับการเจียรหมายถึงพื้นผิวที่เฉพาะเจาะจง
- พื้นที่ผิวจำเพาะที่อ้างอิงถึงปริมาตรS และพื้นที่ผิวจำเพาะที่อ้างอิงถึงมวลS สามารถหาได้จากการทดลอง
- ระดับการเจียรปลอม
- ในสูตรนี้ ช่องว่างของแม่พิมพ์ปล่อยวัสดุ (a) ของเครื่องบดจะใช้สำหรับส่งวัสดุแข็งที่บดแล้ว
เครื่องบด
ในกระบวนการแปรรูปวัสดุเครื่องบดเป็นเครื่องจักรสำหรับลดขนาดอนุภาคละเอียดโดยอาศัยแรงเสียดทานและแรงอัดที่ ระดับขนาดเม็ด ดูเพิ่มเติมที่เครื่องบดละเอียดสำหรับกลไกที่ผลิตอนุภาคขนาดใหญ่กว่า โดยทั่วไป กระบวนการบดต้องใช้พลังงานค่อนข้างมาก ด้วยเหตุนี้ จึงมีการเสนอวิธีการทดลองเพื่อวัดพลังงานที่ใช้เฉพาะที่ในระหว่างการบดด้วยเครื่องจักรต่างๆ เมื่อเร็วๆ นี้[ 5 ]
โรงสีอัตโนมัติ
เครื่องบดแบบอัตโนมัติ (Autogenous หรือ autogenic mills) ได้ชื่อเช่นนี้เนื่องจากการบดแร่ด้วยตัวเอง: ถังหมุนจะเหวี่ยงหินแร่ขนาดใหญ่ลงมาเป็นลำดับ ทำให้เกิดการแตกหักจากการกระแทกของหินขนาดใหญ่ และการบดอัดของอนุภาคที่ละเอียดกว่า หลักการทำงานคล้ายกับเครื่องบด SAG ที่อธิบายไว้ด้านล่าง แต่ไม่ได้ใช้ลูกเหล็กในเครื่องบด เรียกอีกอย่างว่า การบดแบบ ROM หรือ "Run Of Mine"

เครื่องบดลูกบอล
เครื่องบดละเอียดชนิดหนึ่งที่พบได้ทั่วไปคือ เครื่อง บดลูกบอลกระบอกหมุนที่เอียงเล็กน้อยหรือแนวนอนจะบรรจุลูกบอล บางส่วน ซึ่ง โดยทั่วไปทำจากหินหรือโลหะ ลูกบอล เหล่านี้จะบดวัสดุให้ได้ความละเอียดตามต้องการโดยอาศัยแรงเสียดทานและการกระแทกกับลูกบอลที่หมุนวน โดยปกติเครื่องบดลูกบอลจะทำงานโดยมีปริมาณลูกบอลประมาณ 30% เครื่องบดลูกบอลมีลักษณะเด่นคือมีเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กกว่า (เมื่อเทียบกัน) และมีความยาวมากกว่า โดยมักมีความยาว 1.5 ถึง 2.5 เท่าของเส้นผ่านศูนย์กลาง ช่องป้อนวัสดุจะอยู่ที่ปลายด้านหนึ่งของกระบอก และช่องปล่อยวัสดุจะอยู่ที่ปลายอีกด้านหนึ่ง เครื่องบดลูกบอลมักใช้ในการผลิตปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์และขั้นตอนการบดละเอียดในกระบวนการแปรรูปแร่ เครื่องบดลูกบอลอุตสาหกรรมอาจมีขนาดใหญ่ถึง 8.5 เมตร (28 ฟุต) ในเส้นผ่านศูนย์กลางและมีมอเตอร์ขนาด 22 เมกะวัตต์[ 6 ]ซึ่งใช้พลังงานประมาณ 0.0011% ของพลังงานทั้งหมดของโลก (ดูรายชื่อประเทศตามการใช้ไฟฟ้า ) อย่างไรก็ตาม สามารถพบเครื่องบดลูกบอลขนาดเล็กได้ในห้องปฏิบัติการ ซึ่งใช้สำหรับบดวัสดุตัวอย่างเพื่อการประกันคุณภาพ
โดยทั่วไป การคาดการณ์กำลังสำหรับเครื่องบดลูกบอลจะใช้สมการบอนด์ในรูปแบบต่อไปนี้: [ 7 ]
ที่ไหน
- Eคือพลังงาน (กิโลวัตต์-ชั่วโมงต่อเมตริกตันหรือตันสั้น)
- Wคือดัชนีงานที่วัดได้ในเครื่องบดลูกบอลในห้องปฏิบัติการ (กิโลวัตต์-ชั่วโมงต่อเมตริกตันหรือตันสั้น)
- P คือขนาดผลิตภัณฑ์วงจรการผลิตในหน่วยไมโครเมตร
- F คือขนาดการป้อนวงจรของเครื่องบดในหน่วยไมโครเมตร
โรงสีบูร์สโตน
เครื่องบดละเอียดอีกประเภทหนึ่งที่นิยมใช้กันคือ เครื่องบด หินแบบฝรั่งเศส ซึ่งคล้ายกับ เครื่องบดแป้งแบบโบราณ
ลูกกลิ้งบดแรงดันสูง
เครื่องบดอัดแรงดันสูง หรือที่เรียกกันทั่วไปว่า HPGR หรือเครื่องอัดลูกกลิ้ง ประกอบด้วยลูกกลิ้งสองตัวที่มีขนาดเท่ากัน ซึ่งหมุนสวนทางกันด้วยความเร็วรอบเท่ากัน การป้อนวัสดุจำนวนมากผ่านทางกรวยจะทำให้มีวัสดุอยู่ระหว่างลูกกลิ้งทั้งสอง ลูกกลิ้งตัวหนึ่งสามารถเคลื่อนที่ในแนวเส้นตรงและถูกกดเข้ากับวัสดุด้วยสปริงหรือกระบอกไฮดรอลิก แรงดันในวัสดุจะมากกว่า 50 MPa (7,000 PSI ) โดยทั่วไปจะอยู่ที่ 100 ถึง 300 MPa ด้วยวิธีนี้ วัสดุจะถูกอัดแน่นจนมีปริมาตรของแข็งมากกว่า 80%
เครื่องอัดลูกกลิ้งมีความคล้ายคลึงกับเครื่องบดลูกกลิ้งและเครื่องอัดลูกกลิ้งสำหรับอัดผง แต่จุดประสงค์ โครงสร้าง และวิธีการทำงานนั้นแตกต่างกัน
แรงดันสูงมากทำให้อนุภาคภายในชั้นวัสดุที่อัดแน่นแตกตัวเป็นอนุภาคที่ละเอียดขึ้น และยังทำให้เกิดการแตกร้าวระดับจุลภาคที่ระดับขนาดเม็ดอีกด้วย เมื่อเทียบกับเครื่องบดลูกบอล เครื่องบดแรงดันสูง (HPGR) มีการใช้พลังงานจำเพาะต่ำกว่า 30 ถึง 50% แม้ว่าจะไม่เป็นที่นิยมเท่าเครื่องบดลูกบอลเนื่องจากเป็นเทคโนโลยีที่ใหม่กว่า
เครื่องบดขั้นกลางอีกประเภทหนึ่งที่คล้ายกันคือ เครื่องบดขอบ (edge runner) ซึ่งประกอบด้วยถาดทรงกลมที่มีล้อ ขนาดใหญ่สองล้อขึ้นไป ที่เรียกว่าล้อบด (mullers) หมุนอยู่ภายใน วัสดุที่จะบดจะถูกดันเข้าไปใต้ล้อโดยใช้ใบ มีด ไถ ที่ติดอยู่
โรงสีหินกรวด
ถังหมุนทำให้เกิดแรงเสียดทานและการสึกหรอระหว่างก้อน หิน และอนุภาคแร่ อาจใช้ในกรณีที่ต้องการหลีกเลี่ยงการปนเปื้อนของผลิตภัณฑ์จากเหล็กจาก ลูก เหล็กควอตซ์หรือซิลิกาเป็นวัสดุที่นิยมใช้กันทั่วไปเนื่องจากมีราคาไม่แพง
โรงสีแท่ง
ดรัมหมุนทำให้เกิดแรงเสียดทานและการสึกหรอระหว่างแท่ง เหล็ก และอนุภาคแร่แต่คำว่า 'โรงบดแท่งเหล็ก' ยังใช้เป็นคำพ้องความหมายกับโรงบดแบบตัดเป็นแท่งซึ่งผลิตแท่งเหล็กหรือโลหะอื่นๆ โรงบดแท่งเหล็กนั้นพบได้น้อยกว่าโรงบดลูกบอลสำหรับการบดแร่
แท่งที่ใช้ในโรงบด ซึ่งโดยทั่วไปเป็นเหล็กกล้าคาร์บอนสูง สามารถมีความยาวและเส้นผ่านศูนย์กลางที่แตกต่างกันได้ อย่างไรก็ตาม ยิ่งแท่งมีขนาดเล็กเท่าใด พื้นที่ผิวโดยรวมก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น และด้วยเหตุนี้ ประสิทธิภาพการบดก็จะยิ่งสูงขึ้น[ 8 ]

โรงงาน SAG
SAG เป็นคำย่อของ semi-autogenous grinding (การบดแบบกึ่งอัตโนมัติ) เครื่องบด SAG เป็นเครื่องบดอัตโนมัติที่ใช้ลูกบอลบดเช่นเดียวกับเครื่องบดลูกบอล เครื่องบด SAG มักจะเป็นเครื่องบดขั้นต้นหรือขั้นแรก เครื่องบด SAG ใช้ลูกบอลบดในอัตราส่วน 8 ถึง 21% [ 9 ] [ 10 ]เครื่องบด SAG ที่ใหญ่ที่สุดมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 12.8 เมตร (42 ฟุต) ขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์ขนาด 28 เมกะวัตต์ (38,000 แรงม้า) [ 11 ]มีการออกแบบเครื่องบด SAG ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 13.4 เมตร (44 ฟุต) และกำลัง 35 เมกะวัตต์ (47,000 แรงม้า) [ 12 ]
การเสียดสีระหว่างลูกบดกับอนุภาคแร่ทำให้เกิดการบดอนุภาคให้ละเอียดขึ้น เครื่องบด SAG มีลักษณะเด่นคือมีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่และมีความยาวสั้นกว่าเมื่อเทียบกับเครื่องบดลูกบอล ภายในเครื่องบดบุด้วยแผ่นยกเพื่อยกวัสดุภายในเครื่องบด จากนั้นวัสดุจะตกลงมาจากแผ่นยกไปยังกองแร่ที่เหลือ เครื่องบด SAG ส่วนใหญ่ใช้ในเหมืองทองคำ ทองแดง และแพลทินัม และยังนำไปใช้ในอุตสาหกรรมตะกั่ว สังกะสี เงิน อลูมินา และนิกเกลด้วย
โรงสีทาวเวอร์
เครื่องบดแบบหอคอย หรือที่เรียกกันทั่วไปว่า เครื่องบดแนวตั้ง เครื่องบดแบบกวน หรือเครื่องบดซ้ำ เป็นวิธีการบดวัสดุที่มีประสิทธิภาพมากกว่าสำหรับขนาดอนุภาคที่เล็กกว่า และสามารถใช้ต่อจากเครื่องบดลูกบอลในกระบวนการบดได้ เช่นเดียวกับเครื่องบดลูกบอล มักมีการเติมลูกบอลบด (เหล็ก) หรือก้อนกรวดลงในเครื่องบดแบบกวนเพื่อช่วยบดแร่ อย่างไรก็ตาม เครื่องบดเหล่านี้มีสกรูขนาดใหญ่ที่ติดตั้งในแนวตั้งเพื่อยกและบดวัสดุ ในเครื่องบดแบบหอคอย จะไม่มีการทำงานแบบเรียงซ้อนเหมือนในเครื่องบดมาตรฐาน เครื่องบดแบบกวนยังนิยมใช้สำหรับผสมปูนขาว (CaO) ลงในสารละลายปูนขาวอีกด้วย เครื่องบดแบบหอคอยมีข้อดีหลายประการ ได้แก่ เสียงรบกวนต่ำ การใช้พลังงานอย่างมีประสิทธิภาพ และต้นทุนการดำเนินงานต่ำ

เครื่องบดแบบกระแทกเพลาแนวตั้ง (VSI mill)
เครื่องบดแบบ VSI จะเหวี่ยงอนุภาคหินหรือแร่ไปกระทบกับแผ่นสึกหรอโดยการเหวี่ยงจากแกนหมุนที่หมุนอยู่บนเพลาแนวตั้ง เครื่องบดประเภทนี้ใช้หลักการเดียวกับ เครื่อง บดแบบ VSI
ประเภทของเครื่องบด


- กังหันลม , ขับเคลื่อนด้วยพลังงานลม
- โรงสีน้ำ (ใช้พลังงานน้ำ)
- โรงสีม้าใช้พลังงานจากสัตว์
- ล้อวิ่งที่ใช้พลังงานจากมนุษย์ (คำโบราณ: "treadmill")
- โรงสีเรือลอยอยู่ใกล้ริมฝั่งแม่น้ำหรือสะพาน
- อาร์ราสตรา (Arrastra)คือเครื่องบดแบบง่ายสำหรับบดและทำให้แร่ (โดยทั่วไป) ทองคำหรือเงินเป็นผงละเอียด
- เครื่องบดลูกกลิ้งคืออุปกรณ์สำหรับบดหรือทำให้เมล็ดธัญพืชและวัตถุดิบอื่นๆ เป็นผงโดยใช้กระบอก
- เครื่องบดแร่ (Sampmill)คือเครื่องจักรเฉพาะทางสำหรับบดแร่ให้เป็นผงเพื่อนำไปแปรรูปเพิ่มเติม หรือใช้ในการบดวัสดุอื่นๆ
- สถานที่ประกอบธุรกิจสำหรับการผลิตสินค้า คำว่า "มิลล์" เคยใช้กันทั่วไปสำหรับโรงงาน เนื่องจากโรงงานหลายแห่งในช่วงเริ่มต้นของการปฏิวัติอุตสาหกรรมใช้พลังงานจากโรงสีน้ำ แต่ปัจจุบันคำนี้ใช้ในบริบทเฉพาะบางบริบทเท่านั้น เช่น
- โรงงานแปรรูปเปลือกไม้ผลิตเปลือกไม้สำหรับโรงฟอกหนัง
- โรงบดแอปเปิลจะบดแอปเปิลเพื่อผลิตน้ำแอปเปิลไซเดอร์
- โรงสีบดเมล็ดธัญพืชให้เป็นแป้ง
- โรงงานผลิตน้ำมันดูการบีบอัดการอัดรีด
- โรงงานผลิตกระดาษผลิตกระดาษ
- โรงเลื่อยตัดไม้
- โรงสีแป้ง
- โรงงานเหล็กผลิตเหล็กกล้า
- โรงงานผลิตน้ำตาล (หรือเรียกอีกอย่างว่าโรงกลั่นน้ำตาล ) แปรรูปหัวบีทหรืออ้อยให้เป็นผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปต่างๆ
- โรงงานสิ่งทอ
- โรงงานไหมสำหรับผลิตผ้าไหม
- โรงงานปั่นปอสำหรับปอ
- โรงงานปั่นฝ้ายสำหรับฝ้าย
- เครื่องสีข้าว (เรียกอีกอย่างว่าโรงสีข้าว หรือเครื่องกะเทาะเปลือกข้าว) ใช้สำหรับกะเทาะเปลือกข้าว
- โรงสีดินปืนผลิตดินปืน
ดูเพิ่มเติม
ลิงก์ภายนอก
- .สารานุกรมบริแทนนิกา . เล่มที่ 18 ( ฉบับที่ 11). 1911.
