التفتيت

📅 آخر تحديث: ٢٨ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٨ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 3 صور
الموسوعة الحرة
كسارة المعادن (يسار) المستخدمة في كورنوال في القرن التاسع عشر لطحن خام القصدير؛ تعمل بواسطة طاحونة مائية (يمين)

التفتيت هو عملية تقليل حجم المواد الصلبة من متوسط ​​حجم جسيمات إلى متوسط ​​حجم جسيمات أصغر، وذلك عن طريق السحق أو الطحن أو التقطيع أو الاهتزاز أو غيرها من العمليات. [1] يرتبط التفتيت بالطحن والسحق . وتستخدم جميعها أجهزة ميكانيكية ، وقد تم ابتكار أنواع عديدة من المطاحن . وبالتزامن مع تقليل الحجم، يزيد التفتيت من مساحة سطح المادة الصلبة.

على سبيل المثال، تُستخدم مطحنة التفتيت لتفتيت الفحم لاستخدامه في أفران توليد البخار في محطات الطاقة التي تعمل بالفحم . وتُنتج مطحنة الإسمنت مكونات مطحونة ناعماً للإسمنت البورتلاندي . [ 2 ] وتُستخدم مطحنة المطرقة في المزارع لطحن الحبوب والتبن كعلف للحيوانات. أما مطحنة الهدم فهي ملحق يُركب على الحفارة لتكسير قطع الخرسانة الكبيرة. يُعد التفتيت مهماً في معالجة المعادن ، حيث تُكسر الصخور إلى جزيئات صغيرة للمساعدة في فصل الخام عن الشوائب . [ 3 ] كما يُعد التفتيت أو الطحن مهماً أيضاً في صناعات السيراميك والإلكترونيات وأبحاث البطاريات. [ 4 ] وتُعد صناعة اللب الميكانيكي طريقة تقليدية لصناعة الورق من الخشب . وتتضمن عملية مضغ الطعام التفتيت. ومن منظور الهندسة الكيميائية ، يُعتبر التفتيت عملية أساسية .

في علم الجيولوجيا ، يشير مصطلح التفتيت إلى عملية طبيعية تحدث أثناء التصدع في الجزء العلوي من قشرة الأرض . [ 5 ]

متطلبات الطاقة

تستهلك عملية طحن المواد الصلبة الطاقة. [ 6 ] ويُستهلك ما يقارب 65% من الطاقة اللازمة لإنتاج الإسمنت في عملية الطحن. [ 7 ]

يمكن تقدير طاقة التفتيت من خلال:

  • قانون ريتينجر ، الذي يفترض أن الطاقة المستهلكة تتناسب مع مساحة السطح المتولدة حديثًا؛ [ 8 ]
  • قانون كيك ، الذي يربط الطاقة بأحجام جزيئات التغذية وجزيئات المنتج؛ [ 9 ]
  • ينص قانون بوند على أن إجمالي الشغل المفيد في عملية التكسير يتناسب عكسياً مع الجذر التربيعي لقطر جزيئات المنتج، مما يعني نظرياً أن الشغل المبذول يتغير بتغير طول الشقوق الجديدة المتكونة أثناء التكسير. [ 10 ] [ 11 ]
  • قانون هولمز ، الذي يعدل قانون بوند عن طريق استبدال الجذر التربيعي بأس يعتمد على المادة. [ 6 ]

تُستخدم ثلاث قوى عادةً لإحداث تفتيت الجسيمات: الصدمة ، والقص ، والضغط .

طُرق

رسم تخطيطي لخلية التعويم الرغوي المستخدمة في معالجة الخامات بعد التكسير. يدخل خليط من الخام والماء يُسمى اللب [1] إلى الخلية من وحدة التكييف، ويتدفق إلى قاعها. يُمرر الهواء [2] أو النيتروجين عبر دافع رأسي حيث تعمل قوى القص على تفتيت تيار الهواء إلى فقاعات صغيرة. تُجمع رغوة مركز المعدن من أعلى الخلية [3]، بينما يتدفق اللب [4] إلى خلية أخرى.
صورة مثالية للتلميع الكيميائي الميكانيكي ، وهو نوع من أنواع الطحن. [ 12 ]

توجد عدة طرق للتكسير. يتطلب تكسير المواد الصلبة أنواعًا مختلفة من الكسارات والمطاحن ، وذلك تبعًا لخصائص المواد الخام، مثل الصلابة في نطاقات أحجام مختلفة، ومتطلبات التطبيق، مثل الإنتاجية والصيانة. من أكثر الآلات شيوعًا لتكسير المواد الخام الخشنة (الكسارات الأولية) الكسارة الفكية ( 1 م > P 80 > 100  مم)، والكسارة المخروطية (P 80 > 20  مم)، والكسارة المطرقة . يمكن طحن منتجات الكسارة الأولية في نطاقات أحجام جسيمات المواد الخام المتوسطة (100 مم > P 80 > 20 مم) في مطاحن ذاتية الطحن (AG) أو شبه ذاتية الطحن (SAG)، وذلك تبعًا لخصائص المواد الخام ومتطلبات التطبيق. أما لتكسير نطاقات أحجام الجسيمات الدقيقة (20 مم > P 80 > 30 ميكرومتر)، فتُستخدم آلات مثل مطحنة الكرات، ومطحنة الأسطوانات العمودية، ومطحنة المطرقة، ومكبس الأسطوانات، ومطحنة الأسطوانات عالية الضغط، ومطحنة الاهتزاز، ومطحنة النفث ، وغيرها. للحصول على أحجام طحن أدق (يشار إليها أحيانًا باسم "الطحن فائق الدقة")، يتم استخدام مطاحن متخصصة مثل IsaMill .

على سبيل المثال، يُعرف الطحن بأنه تفتيت المادة (أو تفتيتها) عن طريق الاحتكاك. وتشمل طرق الطحن أيضًا الطحن السائل، وهو طحن المسحوق بسائل غير مذيب، والطحن بالتدخل، وهو الطحن بمذيب يمكن إزالته بسهولة بعد تفتيت المادة.

انظر أيضاً

  • مطاحن الفحم الدوارة ، عبر أرشيف الإنترنت
  • غوبتي، تشيرانجيب كومار (2003). علم المعادن الكيميائي . دار نشر وايلي-في سي إتش. ص  130. ISBN 9783527605255تم الاطلاع عليه بتاريخ 22 أغسطس 2010 .

مراجع

  1. ^ برنوتات، سيغفريد. شونيرت، كلاوس (2000). "تصغير الحجم". موسوعة أولمان للكيمياء الصناعية . دوى : 10.1002/14356007.b02_05 . رقم ISBN 978-3-527-30385-4.
  2. ^ سبرانج ، سيجبرت (2008). "أسمنت". موسوعة أولمان للكيمياء الصناعية . دوى : 10.1002/14356007.a05_489.pub2 . رقم ISBN 978-3-527-30385-4.
  3. ↑ صدري، فرزانة؛ نظري، أمير محمد؛ قهرمان، أحمد (2017). "مراجعة لعمليات التكسير والخبز والترشيح لمركزات العناصر الأرضية النادرة". مجلة العناصر الأرضية النادرة . 35 (8): 739-752 . Bibcode : 2017JREar..35..739S . doi : 10.1016/s1002-0721(17)60971-2 .
  4. ^ يانغ، يوان؛ تشنغ، قوانغيوان؛ كوي، يي (2013). “كاثودات الكبريت ذات البنية النانوية”. مراجعات المجتمع الكيميائي . 42 (7): 3018-3032 . دوى : 10.1039 / c2cs35256g . بميد 23325336 . 
  5. ↑ سيبسون، ر. هـ. (1986). "الزلازل وتشوه الصخور في مناطق الصدوع القشرية" (ملف PDF) . المراجعة السنوية لعلوم الأرض والكواكب . 14 : 156. رمز Bibcode : 1986AREPS..14..149S . doi : 10.1146/annurev.ea.14.050186.001053 . تاريخ الاسترجاع: 2 يوليو 2011 .
  6. 1 2 كاندا، يوشيتيرو؛ كوتاكي، ناويا (2007). "الفصل 12: طاقة التفتيت والتقييم في الطحن الدقيق". في سلمان، أغبا د.؛ هونسلو، مايكل ج. (محرران). دليل تكنولوجيا المساحيق، المجلد 12: تكسر الجسيمات . إلسيفير. الصفحات 529-551 . ISBN  9780080553467تم الاطلاع عليه بتاريخ 20 أغسطس 2010 .
  7. ↑ سوهوني، س.؛ سريدهار، ر.؛ ماندال، ج. (1991). "تأثير مواد الطحن المساعدة على الطحن الدقيق للحجر الجيري والكوارتز وكلنكر أسمنت بورتلاند". تكنولوجيا المساحيق . 67 (3): 277-286 . doi : 10.1016/0032-5910(91)80109-V .
  8. ↑ يانكوفيتش، أ.؛ دوندار، هـ.؛ ميهتا، ر. (مارس 2010)، "العلاقات بين طاقة التكسير وحجم المنتج لخام الماغنيتيت" (PDF) ، مجلة معهد جنوب أفريقيا للتعدين والمعادن ، 110 : 141-146 ، مؤرشفة من الأصل (PDF) في 2013-03-06 ، تم استرجاعها في 2015-06-16 .
  9. ↑ Kick، FM Das Gesetz der Portalen Widerstände und seine anwendung felix. لايبزيغ، ألمانيا. 1885.
  10. ↑ بوند، فريد سي. (1975) حدث لي ، الفصل 130. Amazon.com. تم الاسترجاع في 29 مايو 2011.
  11. ↑ بوند، إف سي. النظرية الثالثة للتفتيت. معاملات AIME، المجلد 193، 1952. الصفحات 484-494.
  12. ↑ ماهاديفاير كريشنان، جاكوب دبليو. نالاسكوسكي، ولي إم. كوك، "التسوية الكيميائية الميكانيكية: كيمياء المعلقات، والمواد، والآليات"، مجلة الكيمياء، 2010، المجلد 110، الصفحات 178-204. doi : 10.1021/cr900170z