Rozmieniając na drobne…

Kruszenie to proces oparty na kruszarkach, pozwalający głównie na tworzenie różnych mieszanek, w zależności od potrzeb. Mówiąc jednak o kruszeniu, nie należy tego procesu rozpatrywać wyłącznie w kontekście produkcji kruszyw ze złóż naturalnych. Znajduje on bowiem również zastosowanie przy wtórnym wykorzystywaniu określonego materiału. Kruszenie gruzu czy betonu pozwala zutylizować zasadniczą część podbudowy dróg z surowców skalnych oraz materiału pozyskanego podczas prac rozbiórkowych i wyburzeń. Jest ekonomicznym i jednocześnie ekologicznym rozwiązaniem, które umożliwia zmniejszenie kosztów związanych z zakupem niezbędnych kruszyw kopalnianych, jak i ograniczeniem ich wydobywania. Jednak ekonomia odgrywa największe znaczenie przy produkcji kruszyw naturalnych, gdzie liczy się głównie zastosowanie odpowiednich rozwiązań podczas produkcji. Prawidłowy dobór maszyn i urządzeń współpracujących w instalacji zależnie od rodzaju przerabianego surowca ma kluczowe znaczenie dla kształtu i jakości finalnego produktu. Zakładając konkretny proces technologiczny, zwykle bierze się pod uwagę charakterystykę pracy poszczególnych maszyn, która jest zależna między innymi od właściwości fizykomechanicznych nadawy. Jak się jednak okazuje, na uzyskiwanie dobrych produktów wpływ mają właśnie sposoby prowadzenia procesu technologicznego, na które składają się choćby: ilość stadiów rozdrabniania, odsiewanie czy sterowanie strumieniami przepływu materiału do wybranych maszyn.

W procesach kruszenia i mielenia przy przygotowaniu materiału do wzbogacania lub produkcji określonych klas ziarnowych stosuje się często tzw. zamknięte cykle technologiczne. Mówimy wówczas o procesie rozdrabniania w obiegu zamkniętym. Istnieją także układy technologiczne z otwartym obiegiem materiału. Takie układy mają przewagę nad zamkniętymi cyklami pod względem wydajności, ale często produkty charakteryzują się niższą jakością.

Od instalacji z układem zamkniętym wymaga się ograniczenia powstawania nadmiernej ilości materiału drobnego – który został przekruszony – oraz zmniejszenia zużycia energii. W celu właściwego doboru urządzenia rozdrabniającego o odpowiedniej wydajności, konieczne jest ustalenie ilości materiału, który krąży w obiegu zamkniętym. Określenie takiej krotności obiegu jest dosyć kłopotliwe, gdyż wymaga długotrwałych badań w warunkach przemysłowych i laboratoryjnych. Ilość zawracanego materiału wpływa na obciążenie przesiewacza, kruszarki oraz urządzeń transportowych. Właściwie dobrane urządzenie klasyfikujące (przesiewacz) powinno dawać ostrą granicę rozdziału. Oznacza to, że do produktu drobnego nie powinny przechodzić ziarna grube i w zawrocie z przesiewacza powinno być jak najmniej materiału drobnego o granulacji odpowiadającej produktowi finalnemu. Układy z zamkniętym obiegiem materiału w porównaniu z układami otwartymi są korzystniejsze z jeszcze innego powodu. Można dzięki nim uzyskać od kilku do nawet kilkunastu procent więcej pożądanej klasy ziarnowej, przy czym efekty procesu rozdrabniania są ściśle uzależnione od założonych stałych parametrów kruszenia. Stanowią je głównie wielkość szczeliny wypustowej, oczka sita i uziarnienia nadawy. Podczas dobierania urządzeń i projektowania układów, warto więc przetestować, czy wymienione parametry są spełnione. Im bowiem więcej materiału grubego krąży w obiegu, tym bardziej selektywnie jest on kruszony, bez ponoszonych strat.

Mobilne czy stacjonarne?

Porównywanie układów technologicznych produkujących kruszywa, również z odpadów mineralnych, może odbywać się za pomocą oceny efektów końcowych produktów oraz wskaźników technicznych, technologicznych czy energetycznych. Charakteryzują one pracę urządzeń w danym układzie i z reguły są od siebie zależne. Energochłonność procesu rozdrabniania zależy od wydajności maszyn, która z kolei zależna jest od parametrów konstrukcyjno-eksploatacyjnych urządzeń oraz właściwości fizykomechanicznych surowca. Przy określaniu wydajności maszyny należy brać pod uwagę stopień rozdrobnienia uzyskany przy danym przerobie, a przy energochłonności ilość zużytej energii pozwalającą doprowadzić określoną jednostkę masy materiału do pożądanego uziarnienia w określonym czasie. Za pomocą takich wskaźników można porównywać ze sobą układy technologiczne rozdrabniania, ale przy wyborze właściwych urządzeń należy kierować się jeszcze kolejnym bardzo ważnym wskaźnikiem. Jak zwykle przy procesach produkcyjnych nie zapomina się o kosztach eksploatacyjnych. Zatem niezwykle istotna staje się żywotność wszelkich elementów roboczych.

Podczas próby dokonania dokładnego porównania układów mobilnych i stacjonarnych, dochodzi się do wniosku, że w rzeczywistości staje się to niezwykle skomplikowane. Dzieje się tak dlatego, iż należy najpierw zebrać rzetelne i szczegółowe dane na temat pracy układu technologicznego w danym zakładzie, czyli szczegółowo sprecyzowanych warunkach. Dane też zbiera się przez określony czas, a dotyczą one przerobu, zużycia energii elektrycznej czy oleju napędowego oraz innych czynników związanych z kosztami. Kolejnym ważnym wymogiem jest porównywanie układów przerabiających te same surowce mineralne, o znanych składach granulometrycznych nadawy, jak i produktów. Dzięki temu możliwe jest określenie podstawowych wskaźników procesów technologicznych. W praktyce zestawienie takich danych okazuje się nie być taką prostą sprawą, ponieważ wiele zakładów nie prowadzi ewidencji energetycznej dla poszczególnych maszyn. Zdarza się również, że maszyny te nie posiadają liczników pomiarowych albo też same zakłady niechętnie dzielą się takimi informacjami.

Cały artykuł dostępny w nr 1/2018 dwumiesięcznika "Surowce i Maszyny Budowlane".