ghasem motamedi
6th January 2010, 04:27 PM
پس از خرد کردن سنگ‌ها توسط سنگ‌شکن‌ها، برای تبدیل آنها به ذرات ریزتر باید از آسیاهااستفاده کرد. در زیر به بررسی انواع آسیا می‌پردازیم:
1) آسیاهای گردشی
1-1 . آسیا میله‌ای:
همانطور که در شکل (1) مشاهده می‌کنید این آسیا به شکل استوانه‌ای است که بار خردکننده آن را میله‌های فولادی تشکیل می‌دهد.
خرد کردن در اثر گردش آسیا صورت می‌گیرد، که بخشی در اثر ضربه ناشی از سقوط میله‌ها بر روی یکدیگر و بخشی در اثر سایش مواد بین میله‌ها است. به علت وزن بالای میله‌ها انرژی ضربه بیشتر خواهد بود و برای خرد کردن مواد ورودی با سایز بزرگ مناسب است.
چنانچه نسبت طول به قطر آسیا میله‌ای کمتر از 1.25 باشد، خطر درهم شدن میله‌ها بسیار زیاد خواهد بود. به همین دلیل این نسبت را همواره بیشتر از 1.4 انتخاب می‌کنند، که ممکن است به 2.5 نیز برسد. ولی طول آسیاهای میله‌ای دارای محدودیت است، زیرا از نظر فنی امکان ساختن میله‌هایی طویل تر از 6 متر که خم نشوند، وجود ندارد. با توجه به دلایل فوق الذکر بزرگترین آسیا میله‌ای دارای طولی معادل 6.4 متر و قطری معادل 4.57 متر است.
ابعاد بار اولیه ورودی (بر مبنای 80 درصد عبور کرده) حداکثر 20 و حداقل 4 میلی متر و ابعاد محصول آنها حدود 2 تا 0.5 میلی متر و گاهی کمتر است. نسبت خرد کردن در این آسیاها 10 تا 15 و گاهی 25 است. در آسیاهای میله‌ای همواره درشت ترین دانه‌ها در حال خرد شدن هستند و لذا نرمه ایجاد شده در آن نسبتا کم است. به همین دلیل محصول خروجی آسیاهای میله‌ای نسبت به بالمیل درشت تر بوده و در معادن در ابتدا یک آسیا میله‌ای به صورت مدار باز قرار داده و پس از آن یک بالمیل قرار می‌دهند.
رایج ترین انواع آسیاهای میله‌ای که به طریقه تر مورد استفاده قرار می‌گیرند، برای بدست آوردن محصولی دانه ریز، از نوع تخلیه با سرریز و برای بدست آوردن محصولی دانه درشت، از نوع تخلیه محیطی است.
در آسیا کردن مواد به طریقه خشک نیز از آسیاهای میله‌ای با تخلیه محیطی استفاده میشود که در آنها مواد خرد شده از مسیر شکاف‌هایی که در بدنه آسیا تعبیه شده اند، خارج می‌شوند.
1-2. آسیای گلوله‌ای (بالمیل)
آسیاهای گلوله‌ای به شکل استوانه‌ای یا مخروطی هستند، که بار خردکننده داخل آنها را گلوله‌های فولادی یا سرامیکی تشکیل می‌دهد.
بار ورودی آسیاهای گلوله‌ای معمولا دارای ابعادی در حدود 5 تا 25 میلی متر میباشد، ولی در بعضی از انواع آنها قادر به خردکردن قطعاتی به ابعاد50 و حتی 75 میلی متر هستند. محصول خرد شده معمولا دارای ابعادی کوچکتر از 0.2 یا 0.3 میلی متر هستند. با توجه به این داده‌ها نسبت خرد کردن در این نوع آسیا می‌تواند به 300 برسد.
به طور کلی در شرایط یکسان، میزان خرد شدن مواد متناسب با طول آسیاست و هر چه طول آسیا بزرگتر باشد محصول خردشده دانه ریزتر است. نسبت طول به قطر در آسیاهای گلوله‌ای بسیار متغیر است و از کمتر از یک تا بیشتر از 21 تغییر میکند.
این نوع آسیا هم به صورت خشک و هم به صورت تر مورد استفاده قرار می‌گیرد. که در هر مورد نوع مکانیزم خروجی متفاوت خواهد بود که در فصل‌های آتی به آن خواهیم پرداخت.
در بعضی کاربردها به علت ارزان بودن قلوه سنگ‌های طبیعی به جای گلوله از قلوه سنگ استفاده میشود، که این آسیاها به آسیاهای قلوه سنگی معروف شده اند.
-3. آسیا لوله‌ای
آسیاهای لوله‌ای از انواع آسیاهای گردان هستند که در آن نسبت طول به قطر به 4 می‌رسد. این آسیاها از چند بخش مجزا تشکیل شده اند که نوع و ابعاد بار خرد کننده در این بخش‌ها با یکدیگر متفاوت است. آسیاهای لوله‌ای برای تولید محصول بسیار دانه ریز مورد استفاده قرار می‌گیرند. کاربرد عمده آنها در صنایع سیمان وطلاست، ولی میتوان از آنها در مسیرهایی که نیاز به چند مرحله آسیا کردن، بدون طبقه بندی در مراحل میانی باشد استفاده کرد.
از انواع آسیای لوله‌ای شامل چند بخش گلوله‌ای نیز در شکل زیر مشاهده میشود. کاربرد عمده این نوع آسیا، خرد کردن کلینکر سیمان است. شایان ذکر است آسیای مخروطی به طور خود به خود باعث جدایش گلوله‌های درشت از ریز میشود و نسبت به این نوع آسیا مزیت دارد. علاوه بر این، دیواره میان آسیای لوله‌ای سرعت تولید را پایین می‌آورد که این نیز مزیت دیگری برای استفاده از بالمیل مخروطی است.
نوع دیگری از آسیاهای لوله‌ای آسیای میله‌ای-گلوله است. این آسیا از دو بخش تشکیل شده که بار خرد کننده قسمت اول میله و بار خرد کننده بخش دوم گلوله است. این نوع آسیا معمولا در مسیر باز کار میکند، و کاربرد عمده آن آسیا کردن مواد اولیه سیمان است. همچنین از این نوع آسیا برای خرد کردن بوکسیت در محلول سود سوزآور استفاده میشود.
1-4. آسیاهای خود شکن
این نوع آسیا استوانه دواری است که بار خرد کننده آن قطعات درشتی از خود ماده معدنی است و به همین دلیل به این نوع آسیاها خود شکن می‌گویند. از دو آسیای رایج به نام‌های‌هاردینگ به روش تر و آئروفالبه روش‌های تر یا خشک در سطح وسیعی اسفاده میشود. درنوع اول نسبت طول به قطر معادل 3/1و برای نوع دوم این نسبت بین 5/1 تا 5/2 است.
بر سطح داخلي آسياب‌هاي نيمه خودشكنكه از فولاد ضد سايش است صفحه‌هاي بالابري نصب مي شود كه سنگ‌ها و گلوله‌ها را بالا برده و در نهايت منجر به سقوط آنها مي شود.عملیات خردایش بر اثر نیروهای ضربه‌ای بار آسیا و برخورد ذرات با سرعت زیاد به بدنه داخلی آسیا انجام می‌گیرد. بار ورودی این نوع آسیا می‌تواند دارای ابعادی معادل 300 تا 400 میلی متر باشد.
آسیاهای خودشکن معمولا برای هر نوع مواد معدنی مناسب نیستند و عامل بافت و ماهیت ماده معدنی از مهمترین پارامترهایی است که در این نوع آسیاها مورد توجه قرار می‌گیرد. آسیاهای خود شکن در بعضی موارد نسبت به تغیرات دانه بندی، قابلیت خرد شدن، رطوبت، ... بار ورودی خیلی حساس هستند. بر طرف کردن این اشکال به دو روش امکان پذیر است:
-در آسیاهای خود شکن نوع‌هاردینگ این عمل با وارد کردن یکنواخت بخشی از بار ورودی شامل قطعات بزرگ انجام میشود.
-در آسیاهای خود شکن نوع آئروفال تقریبا همیشه مقدار خیلی کمی بار خردکننده(گلوله‌های فولادی به قطر 100 تا 150 میلی متر) به آسیا وارد می‌کنند.
خروج مواد در روش خشک با جریان هوا و در روش تر به صورت شبکه‌ای انجام می‌گیرد. درجه انباشتگی این آسیاها خیلی کم بوده، حدود 20% تا 35% است. سرعت گردش آنها نیز 70 تا 85% سرعت بحرانی است. به نظر مارشال[1] (http://www.iran-eng.com/showthread.php?p=1356423#_ftn1)[10] سرعت اپتیموم حدود 75% سرعت بحرانی است.
از نقطه نظر تأسیسات آسیاهای خودشکن با نسبت خردکردن قابل توجهی که دارند و متجاوز از 1000 است جانشین دو تا سه مرحله خردکردن شامل مراحل سنگ‌شکنی، آسیا کردن اولیه و گاهی آسیا کردن نهایی همراه کلیه تجهیزات لازم برای هریک از این وسایل مانند وسایل طبقه بندی کننده، تغذیه کننده‌ها، انبارهای ذخیره میانی و ... شده اند. در مقام مقايسه آسياب‌هاي خودشكن دو تا سه برابر كارايي يك راد میل را دارند و حتي مي توانند در حد يك بال میل هم سايش انجام دهند و اين منجر به كاهش طول و تعداد خطوط فرآيند و كاهش قابل ملاحظه هزينه‌هاي راه اندازي، نصب و نگهداري در كارخانه‌های بزرگ و مدرن معدني مي شود.
در برخي از مواد معدني وجود رطوبت زياد در سنگ معدني، له كردن و جداسازي آن را مشكل و حتي غيرممكن مي سازد. مزيت بزرگ آسياب‌هاي خودشكن حذف كردن اين مرحله از فرآيند و حل این مشكل است. فرسایش این آسیا نسبتا کم بوده و آلودگی محصول خرد شده به مواد خارجی به مراتب کمتر از سایر روش‌هاست.
نيروي مورد نياز براي چرخاندن آسياب از يك الكتروموتور بزرگ گرفته شده و بوسيله كوپلينگ، گيربكس و كلاچ به آسياب منتقل مي شود. بيشترين هزينه در يك سيستم مربوط به موتور است و بازده بالاي موتور تأثير چشمگيري در عملكرد آسياب دارد. در حال حاضر یکی از بزرگترین این نوع آسیاها با قطر 11 متر و طول 4.3 متر با موتوری به قدرت kw9000 کار میکند. لازم به ذکر است که اغلب آسیاهای خود شکن مجهز به یک سیستم کنترل اتوماتیک هستند.
به طور خلاصه میتوان مزایای زیر را برای این نوع آسیا عنوان نمود:
·کاهش هزینه‌های سرمایه گذاری
·آسیا کردن مواد چسبنده و با رطوبت زیاد
·ظرفیت بسیار زیاد آسیا
·نیاز کمتر به نیروی انسانی
·کاهش هزینه‌های مربوط به بار خردکننده
·فضای کم
5. آسیاهای نیمه خود شکن
این نوع آسیا در حقیقت حد فاصل آسیاهای گلوله‌ای و آسیاهای خودشکن است. بخشی از بار خردکننده آن از گلوله‌های فولادی و بخشی دیگر از ماده معدنی با ابعاد مشخص تشکیل شده است. گلوله‌ها معمولا 6 تا 10 درصد حجمی‌آسیا را تشکیل می‌دهند. نسبت طول به قطر در آسیاهای نیمه خودشکن معادل یا کوچکتر از 2 است. این نوع آسیا به عنوان آسیای نهایی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
بار ورودی آسیای نیمه خودشکن معمولا دارای ابعادی کوچکتر از 3 میلی متر است و اکثرا توسط آسیای میله‌ای تغذیه میشود. چنانچه این آسیا پس از یک آسیای خودشکن قرار گرفته باشد میتوان بار خردکننده آن را از قطعاتی که درآسیای خودشکن تقریبا گرد شده اند، تامین کرد. در آسياب‌هاي نيمه خودشكن، طراحي لاينرها از كليدي ترين موارد است و بيشترين تأثير را بر خط سير ذرات و حركت‌هاي آسياب در زمان شارژ و دشارژ دارد و در ميزان مصرف انرژي و بازده نقش تعيين كننده اي ایفا میکند. آسیای نیمه خودشکن با سرعتی معادل 85 تا 100 % سرعت بحرانی گردش می‌کنند و درجه انباشتگی آنها نزدیک 50% است. استفاده عمده آسياب‌هاي نيمه خود شكن در صنايع استخراج طلا، مس، پلاتين و . . . است و كاربردهايي نيز در معادن سرب، روي، نقره، آلومينيم و نيكل دارد. مطالعات انجام شده نشان می‌دهد که سرعت فرآیند در آسیاهای خودشکن و نیمه خودشکن در مقایسه با سایر آسیاهای گردان بهتر و سریع تر است.
2) آسیاهای غیرگردشی
2-1. آسیاهای ارتعاشی
آسیای ارتعاشی که در سال‌های اخیر توسعه زیادی پیدا کرده اند، از تعدادی بدنه استوانه‌ای (یا نیمه استوانه‌ای) که بر روی پایه‌های قابل ارتجاعی قرار گرفته اند، تشکیل شده اند. توسط یک سیستم خروج از مرکز یا الکترومغناطیس، آسیا به ارتعاش در می‌آید و مواد در اثر ضربه و سایش ناشی از بار خردکننده خرد می‌شوند.
بار اولیه از مسیر دهانه‌ای که در یک سوی بدنه پیش بینی شده است ، وارد شده از سوی دیگر خارج میشود. این آسیا می‌تواند به طریقه تر یا خشک کار کند. محدوده کار آسیای ارتعاشی از نظر ابعاد محصول خردشده نسبتا سریع است. بار خردکننده آن برای محصولی با ابعاد متوسط (کوچکتر از 3 میلی متر) میله‌های فولادی، برای تولید محصولی با ابعاد کوچک (حدود دهم میلی متر) گلوله‌های فولادی و برای تولید محصولی با ابعاد خیلی کوچک (حدود چند میکرون) گلوله‌های فولادی کوچک است. درجه انباشتگی آسیاهای ارتعاشی حدود 90% است. آسیای ارتعاشی نوع میله‌ای به مراتب نسبت به نوع گردان پیشرفته تر است. نمونه‌ای از این آسیا از دو استوانه به قطر 600 میلی متر و طول 2400 میلی متر تشکیل شده است. بار خردکننده آن 2.5 تن میله فولادی است. توسط این آسیا میتوان حدود 10 تن در ساعت سنگ آهک سیلیس دار با ابعاد اولیه 8 میلی متر را تا ابعاد 0.2 میلی متر خرد کرد. توان آن در حدود 45 کیلو وات است.
به طور کلی میتوان گفت که آسیاهای ارتعاشی، سرعت خرد کردن را نسبت به آسیاهای گردان با حجم مساوی، 2 تا 3 برابر افزایش داده اند. به علاوه درجه حرارت و اتمسفر داخلی این آسیاها به سهولت قابل کنترل است. سرانجام مصرف انرژی فرسایش بار خردکننده در این آسیاها کمتر است. بر مبنای مطالعاتی که توسط رز انجام گرفته، سرعت خردکردن در آسیاهای ارتعاشی متناسب با توان بالایی از فرکانس ارتعاش است و بنابراین بهتر است با اجتناب از پدیده رزنانس، فرکانس را افزایش داد. این فرکانس معمولا بین 1750 و 2500 بار در دقیقه است. همچنین سرعت خرد کردن متناسب با توان پایین تری از دامنه ارتعاش است که معمولا نباید از حدود 7 تا 8 میلی متر تجاوز کند. این دامنه می‌باید حداقل مساوی دو برابر بزرگترین دانه‌های ورودی باشد.
2-2. آسیاهای غلطکی
ساختمان این آسیا تشکیل شده از یک قسمت تحتانی که مستقل از بدنه توسط یک الکتروموتور ویک جعبه دنده که زیر آن قرار گرفته است، حول محور مرکزی دوران میکند. بر روی آن تعدادی (2 یا 3) غلطک به شکل استوانه، مخروط و یا کره قرار گرفته است. مواد ورودی بین قسمت تحتانی و غلطک‌ها خرد می‌شوند. فشار لازم برای غلطک‌ها توسط تعدادی فنر تامین میشود. به این وسیله آسیای غلطکی کف گرد می‌گویند. غلطک‌ها و پوشش داخلی قسمت تحتانی که در حین کارکردن فرسوده می‌شوند، قابل تعویض هستند.
جعبه دنده یک آسیای غلطکی عمودی و میز گردان قرار گرفته بر روی آن
نوع دیگری از این آسیا به نام آسیای غلطکی آونگی است که در آن قسمت تحتانی ثابت است و غلطک‌ها (به تعداد 3 تا 5 عدد) بر روی بازوهایی که بر روی محور مرکزی آویزان شده اند، قرارگرفته اند. در نتیجه دوران محور، غلطک‌ها تحت تاثیر نیروی گریز از مرکز با بدنه آسیا تماس می‌یابند و مواد بین بدنه و غلطک‌ها خرد می‌شوند. در قاعده تحتانی آسیا نیز تعدادی پره برای هدایت مواد به فاصله بین بدنه آسیا و غلطک‌ها پیش بینی شده است.
آسیاهای غلطکی برای خرد کردن مواد نیمه سخت و غیر ساینده مناسب هستند. کاربرد آسیای غلطکی برای خرد کردن موادی مثل گوگرد، زغال سنگ، بنتونیت، کائولن، باریت، بوکسیت، کلسیت، دولومیت، فسفات، پتاس، تالک، گرافیت و ... است. در آسیاهای غلطکی، ابعاد بار اولیه می‌تواند به حدود 30 میلی متر برسد. در این نوع آسیا میتوان در صورت لزوم از جریان هوای گرم برای خشک کردن مواددر حین آسیا کردن استفاده کرد. ظرفیت آسیای غلطکی بسته به نوع سنگ معدنی و دانه بندی محصول خرد شده دارد.
-2. آسیاهای چکشی
آسیاهای چکشی دارای روتوری هستند که بر روی آن چکش‌هایی مفصل شده اند. این روتور در داخل محظه‌ای که جدار داخلی آن از جنس سخت پوشیده شدن است، با سرعت زیاد دوران میکند. دانه‌های بار ورودی توسط چکس‌ها به طرف جدار داخلی آسیا پرتاب شده، در اثر برخورد با آن خرد می‌شوند.
در بیشتر انواع آسیاهای چکشی، در قسمت تحتانی، سرندی نصب شده است و بدین ترتیب دانه‌هایی که تا ابعاد کوچکتر از دهانه سرند خرد نشده اند، مجددا در مسیر خرد شدن قرار می‌گیرند. یکی از مزایای عمده آسیای چکشی، نسبت خرد کردن زیاد آن است که به حدود 20 الی 30 می‌رسد. با وجود این عیب آنها فرسایش زیاد آن بخصوص در مورد مواد سخت و ساینده است. همچنین امکان گیر کردن دانه‌ها در چشمه‌های سرند بخصوص در مورد مواد مرطوب وجود دارد.
4-2. آسیاهای دمشی
آسیای دمشی در حقیقت نوعی پودرکنده است و برای تولید محصولی با ابعاد در حد میکرون مورد استفاده قرار می‌گیرد. این آسیا از یک محفظه خردکن به شکل استوانه‌ای با ارتفاع کم تشکیل شده است. بار اولیه از طریق انژکتور‌ها به داخل این محفظه پاشیده میشود و هوا یا بخار آب نیز توسط انژکتورهایی دیگر به طور مماسی وارد این محفظه میشود. بدین ترتیب، به طور موضعی گرادیان سرعت خیلی زیادی حاصل میشود و دانه‌ها عمدتا در اثر برخورد شدید با یکدیگر خرد می‌شوند.
در انواع جدیدتر این آسیا، جداره داخلی آن توسط لایه‌ای از جنس لاستیک پوشیده شده است و با توجه به مکانیزم خرد کردن که برخورد دانه‌ها با یکدیگر است، تغییر قابل ملاحظه‌ای در بازدهی آن ملاحظه نشده است. فشار هوای مورد نیاز در این آسیا حدودkPa 700 است.در صورتی که درحه حرارت زیاد تاثیری بر کیفیت محصول نداشته باشد، میتوان به جای هوا از بخار آب استفاده کرد که در این صورت محصول دانه ریزتری تولید میشود. فشار بخار مورد نیاز 100 تا kPa3500 و درجه حرارت آن 260 تا 370 درجه سانتی گراد است.
5-2. آسیاهای سایشی
از معروف ترین این آسیاها نوع برجی است. این نوع آسیاها از مخزن قائمی‌تشکیل شده اند که مجهز به میله‌ای مارپیچی شکل اند و بار خردکننده آنها را گلوله‌های فولادی تشکیل می‌دهند. بار اولیه از قسمت فوقانی دستگاه به همراه آب وارد آسیا میشود و ضمن سقوط از مخزن، با چرخش میله مارپیچی تحت مکانیزم سایش مالش و اصطکاک نرم می‌شوند. مواد پس از آسیا شدن، به کمک فشار آب به سطح مخزن هدایت شده و سپس وارد کلاسیفایر می‌شوند. ذرات درشت تر از حد لازم برای نرم شدن مجدد، دوباره به داخل مخزن برمی‌گردند.
مزایای زیر را میتوان برای این نوع آسیا بر شمرد:
·فضای کم
·کاهش سر و صدا
·مصرف انرژی موثر
·کنترل نرم شوندگی مواد
·هزینه‌های سرمایه گذاری و عملیاتی پایین
ظرفیت این آسیاها در حدود 100 تن بر ساعت است و محصولی با ابعاد 1 تا 100 میکرون تولید می‌کنند. این دستگاه‌ها برای آسیا کردن خیلی از مواد از جمله کلسیت، ماسه‌های سیلیسی، ماسه‌های آهن دار، فسفات‌ها، اکسید کلسیم، فسفر قرمز، کربن و کائولین مورد استفاده قرار می‌گیرند.
1) آسیاهای گردشی
1-1 . آسیا میله‌ای:
همانطور که در شکل (1) مشاهده می‌کنید این آسیا به شکل استوانه‌ای است که بار خردکننده آن را میله‌های فولادی تشکیل می‌دهد.
خرد کردن در اثر گردش آسیا صورت می‌گیرد، که بخشی در اثر ضربه ناشی از سقوط میله‌ها بر روی یکدیگر و بخشی در اثر سایش مواد بین میله‌ها است. به علت وزن بالای میله‌ها انرژی ضربه بیشتر خواهد بود و برای خرد کردن مواد ورودی با سایز بزرگ مناسب است.
چنانچه نسبت طول به قطر آسیا میله‌ای کمتر از 1.25 باشد، خطر درهم شدن میله‌ها بسیار زیاد خواهد بود. به همین دلیل این نسبت را همواره بیشتر از 1.4 انتخاب می‌کنند، که ممکن است به 2.5 نیز برسد. ولی طول آسیاهای میله‌ای دارای محدودیت است، زیرا از نظر فنی امکان ساختن میله‌هایی طویل تر از 6 متر که خم نشوند، وجود ندارد. با توجه به دلایل فوق الذکر بزرگترین آسیا میله‌ای دارای طولی معادل 6.4 متر و قطری معادل 4.57 متر است.
ابعاد بار اولیه ورودی (بر مبنای 80 درصد عبور کرده) حداکثر 20 و حداقل 4 میلی متر و ابعاد محصول آنها حدود 2 تا 0.5 میلی متر و گاهی کمتر است. نسبت خرد کردن در این آسیاها 10 تا 15 و گاهی 25 است. در آسیاهای میله‌ای همواره درشت ترین دانه‌ها در حال خرد شدن هستند و لذا نرمه ایجاد شده در آن نسبتا کم است. به همین دلیل محصول خروجی آسیاهای میله‌ای نسبت به بالمیل درشت تر بوده و در معادن در ابتدا یک آسیا میله‌ای به صورت مدار باز قرار داده و پس از آن یک بالمیل قرار می‌دهند.
رایج ترین انواع آسیاهای میله‌ای که به طریقه تر مورد استفاده قرار می‌گیرند، برای بدست آوردن محصولی دانه ریز، از نوع تخلیه با سرریز و برای بدست آوردن محصولی دانه درشت، از نوع تخلیه محیطی است.
در آسیا کردن مواد به طریقه خشک نیز از آسیاهای میله‌ای با تخلیه محیطی استفاده میشود که در آنها مواد خرد شده از مسیر شکاف‌هایی که در بدنه آسیا تعبیه شده اند، خارج می‌شوند.
1-2. آسیای گلوله‌ای (بالمیل)
آسیاهای گلوله‌ای به شکل استوانه‌ای یا مخروطی هستند، که بار خردکننده داخل آنها را گلوله‌های فولادی یا سرامیکی تشکیل می‌دهد.
بار ورودی آسیاهای گلوله‌ای معمولا دارای ابعادی در حدود 5 تا 25 میلی متر میباشد، ولی در بعضی از انواع آنها قادر به خردکردن قطعاتی به ابعاد50 و حتی 75 میلی متر هستند. محصول خرد شده معمولا دارای ابعادی کوچکتر از 0.2 یا 0.3 میلی متر هستند. با توجه به این داده‌ها نسبت خرد کردن در این نوع آسیا می‌تواند به 300 برسد.
به طور کلی در شرایط یکسان، میزان خرد شدن مواد متناسب با طول آسیاست و هر چه طول آسیا بزرگتر باشد محصول خردشده دانه ریزتر است. نسبت طول به قطر در آسیاهای گلوله‌ای بسیار متغیر است و از کمتر از یک تا بیشتر از 21 تغییر میکند.
این نوع آسیا هم به صورت خشک و هم به صورت تر مورد استفاده قرار می‌گیرد. که در هر مورد نوع مکانیزم خروجی متفاوت خواهد بود که در فصل‌های آتی به آن خواهیم پرداخت.
در بعضی کاربردها به علت ارزان بودن قلوه سنگ‌های طبیعی به جای گلوله از قلوه سنگ استفاده میشود، که این آسیاها به آسیاهای قلوه سنگی معروف شده اند.
-3. آسیا لوله‌ای
آسیاهای لوله‌ای از انواع آسیاهای گردان هستند که در آن نسبت طول به قطر به 4 می‌رسد. این آسیاها از چند بخش مجزا تشکیل شده اند که نوع و ابعاد بار خرد کننده در این بخش‌ها با یکدیگر متفاوت است. آسیاهای لوله‌ای برای تولید محصول بسیار دانه ریز مورد استفاده قرار می‌گیرند. کاربرد عمده آنها در صنایع سیمان وطلاست، ولی میتوان از آنها در مسیرهایی که نیاز به چند مرحله آسیا کردن، بدون طبقه بندی در مراحل میانی باشد استفاده کرد.
از انواع آسیای لوله‌ای شامل چند بخش گلوله‌ای نیز در شکل زیر مشاهده میشود. کاربرد عمده این نوع آسیا، خرد کردن کلینکر سیمان است. شایان ذکر است آسیای مخروطی به طور خود به خود باعث جدایش گلوله‌های درشت از ریز میشود و نسبت به این نوع آسیا مزیت دارد. علاوه بر این، دیواره میان آسیای لوله‌ای سرعت تولید را پایین می‌آورد که این نیز مزیت دیگری برای استفاده از بالمیل مخروطی است.
نوع دیگری از آسیاهای لوله‌ای آسیای میله‌ای-گلوله است. این آسیا از دو بخش تشکیل شده که بار خرد کننده قسمت اول میله و بار خرد کننده بخش دوم گلوله است. این نوع آسیا معمولا در مسیر باز کار میکند، و کاربرد عمده آن آسیا کردن مواد اولیه سیمان است. همچنین از این نوع آسیا برای خرد کردن بوکسیت در محلول سود سوزآور استفاده میشود.
1-4. آسیاهای خود شکن
این نوع آسیا استوانه دواری است که بار خرد کننده آن قطعات درشتی از خود ماده معدنی است و به همین دلیل به این نوع آسیاها خود شکن می‌گویند. از دو آسیای رایج به نام‌های‌هاردینگ به روش تر و آئروفالبه روش‌های تر یا خشک در سطح وسیعی اسفاده میشود. درنوع اول نسبت طول به قطر معادل 3/1و برای نوع دوم این نسبت بین 5/1 تا 5/2 است.
بر سطح داخلي آسياب‌هاي نيمه خودشكنكه از فولاد ضد سايش است صفحه‌هاي بالابري نصب مي شود كه سنگ‌ها و گلوله‌ها را بالا برده و در نهايت منجر به سقوط آنها مي شود.عملیات خردایش بر اثر نیروهای ضربه‌ای بار آسیا و برخورد ذرات با سرعت زیاد به بدنه داخلی آسیا انجام می‌گیرد. بار ورودی این نوع آسیا می‌تواند دارای ابعادی معادل 300 تا 400 میلی متر باشد.
آسیاهای خودشکن معمولا برای هر نوع مواد معدنی مناسب نیستند و عامل بافت و ماهیت ماده معدنی از مهمترین پارامترهایی است که در این نوع آسیاها مورد توجه قرار می‌گیرد. آسیاهای خود شکن در بعضی موارد نسبت به تغیرات دانه بندی، قابلیت خرد شدن، رطوبت، ... بار ورودی خیلی حساس هستند. بر طرف کردن این اشکال به دو روش امکان پذیر است:
-در آسیاهای خود شکن نوع‌هاردینگ این عمل با وارد کردن یکنواخت بخشی از بار ورودی شامل قطعات بزرگ انجام میشود.
-در آسیاهای خود شکن نوع آئروفال تقریبا همیشه مقدار خیلی کمی بار خردکننده(گلوله‌های فولادی به قطر 100 تا 150 میلی متر) به آسیا وارد می‌کنند.
خروج مواد در روش خشک با جریان هوا و در روش تر به صورت شبکه‌ای انجام می‌گیرد. درجه انباشتگی این آسیاها خیلی کم بوده، حدود 20% تا 35% است. سرعت گردش آنها نیز 70 تا 85% سرعت بحرانی است. به نظر مارشال[1] (http://www.iran-eng.com/showthread.php?p=1356423#_ftn1)[10] سرعت اپتیموم حدود 75% سرعت بحرانی است.
از نقطه نظر تأسیسات آسیاهای خودشکن با نسبت خردکردن قابل توجهی که دارند و متجاوز از 1000 است جانشین دو تا سه مرحله خردکردن شامل مراحل سنگ‌شکنی، آسیا کردن اولیه و گاهی آسیا کردن نهایی همراه کلیه تجهیزات لازم برای هریک از این وسایل مانند وسایل طبقه بندی کننده، تغذیه کننده‌ها، انبارهای ذخیره میانی و ... شده اند. در مقام مقايسه آسياب‌هاي خودشكن دو تا سه برابر كارايي يك راد میل را دارند و حتي مي توانند در حد يك بال میل هم سايش انجام دهند و اين منجر به كاهش طول و تعداد خطوط فرآيند و كاهش قابل ملاحظه هزينه‌هاي راه اندازي، نصب و نگهداري در كارخانه‌های بزرگ و مدرن معدني مي شود.
در برخي از مواد معدني وجود رطوبت زياد در سنگ معدني، له كردن و جداسازي آن را مشكل و حتي غيرممكن مي سازد. مزيت بزرگ آسياب‌هاي خودشكن حذف كردن اين مرحله از فرآيند و حل این مشكل است. فرسایش این آسیا نسبتا کم بوده و آلودگی محصول خرد شده به مواد خارجی به مراتب کمتر از سایر روش‌هاست.
نيروي مورد نياز براي چرخاندن آسياب از يك الكتروموتور بزرگ گرفته شده و بوسيله كوپلينگ، گيربكس و كلاچ به آسياب منتقل مي شود. بيشترين هزينه در يك سيستم مربوط به موتور است و بازده بالاي موتور تأثير چشمگيري در عملكرد آسياب دارد. در حال حاضر یکی از بزرگترین این نوع آسیاها با قطر 11 متر و طول 4.3 متر با موتوری به قدرت kw9000 کار میکند. لازم به ذکر است که اغلب آسیاهای خود شکن مجهز به یک سیستم کنترل اتوماتیک هستند.
به طور خلاصه میتوان مزایای زیر را برای این نوع آسیا عنوان نمود:
·کاهش هزینه‌های سرمایه گذاری
·آسیا کردن مواد چسبنده و با رطوبت زیاد
·ظرفیت بسیار زیاد آسیا
·نیاز کمتر به نیروی انسانی
·کاهش هزینه‌های مربوط به بار خردکننده
·فضای کم
5. آسیاهای نیمه خود شکن
این نوع آسیا در حقیقت حد فاصل آسیاهای گلوله‌ای و آسیاهای خودشکن است. بخشی از بار خردکننده آن از گلوله‌های فولادی و بخشی دیگر از ماده معدنی با ابعاد مشخص تشکیل شده است. گلوله‌ها معمولا 6 تا 10 درصد حجمی‌آسیا را تشکیل می‌دهند. نسبت طول به قطر در آسیاهای نیمه خودشکن معادل یا کوچکتر از 2 است. این نوع آسیا به عنوان آسیای نهایی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
بار ورودی آسیای نیمه خودشکن معمولا دارای ابعادی کوچکتر از 3 میلی متر است و اکثرا توسط آسیای میله‌ای تغذیه میشود. چنانچه این آسیا پس از یک آسیای خودشکن قرار گرفته باشد میتوان بار خردکننده آن را از قطعاتی که درآسیای خودشکن تقریبا گرد شده اند، تامین کرد. در آسياب‌هاي نيمه خودشكن، طراحي لاينرها از كليدي ترين موارد است و بيشترين تأثير را بر خط سير ذرات و حركت‌هاي آسياب در زمان شارژ و دشارژ دارد و در ميزان مصرف انرژي و بازده نقش تعيين كننده اي ایفا میکند. آسیای نیمه خودشکن با سرعتی معادل 85 تا 100 % سرعت بحرانی گردش می‌کنند و درجه انباشتگی آنها نزدیک 50% است. استفاده عمده آسياب‌هاي نيمه خود شكن در صنايع استخراج طلا، مس، پلاتين و . . . است و كاربردهايي نيز در معادن سرب، روي، نقره، آلومينيم و نيكل دارد. مطالعات انجام شده نشان می‌دهد که سرعت فرآیند در آسیاهای خودشکن و نیمه خودشکن در مقایسه با سایر آسیاهای گردان بهتر و سریع تر است.
2) آسیاهای غیرگردشی
2-1. آسیاهای ارتعاشی
آسیای ارتعاشی که در سال‌های اخیر توسعه زیادی پیدا کرده اند، از تعدادی بدنه استوانه‌ای (یا نیمه استوانه‌ای) که بر روی پایه‌های قابل ارتجاعی قرار گرفته اند، تشکیل شده اند. توسط یک سیستم خروج از مرکز یا الکترومغناطیس، آسیا به ارتعاش در می‌آید و مواد در اثر ضربه و سایش ناشی از بار خردکننده خرد می‌شوند.
بار اولیه از مسیر دهانه‌ای که در یک سوی بدنه پیش بینی شده است ، وارد شده از سوی دیگر خارج میشود. این آسیا می‌تواند به طریقه تر یا خشک کار کند. محدوده کار آسیای ارتعاشی از نظر ابعاد محصول خردشده نسبتا سریع است. بار خردکننده آن برای محصولی با ابعاد متوسط (کوچکتر از 3 میلی متر) میله‌های فولادی، برای تولید محصولی با ابعاد کوچک (حدود دهم میلی متر) گلوله‌های فولادی و برای تولید محصولی با ابعاد خیلی کوچک (حدود چند میکرون) گلوله‌های فولادی کوچک است. درجه انباشتگی آسیاهای ارتعاشی حدود 90% است. آسیای ارتعاشی نوع میله‌ای به مراتب نسبت به نوع گردان پیشرفته تر است. نمونه‌ای از این آسیا از دو استوانه به قطر 600 میلی متر و طول 2400 میلی متر تشکیل شده است. بار خردکننده آن 2.5 تن میله فولادی است. توسط این آسیا میتوان حدود 10 تن در ساعت سنگ آهک سیلیس دار با ابعاد اولیه 8 میلی متر را تا ابعاد 0.2 میلی متر خرد کرد. توان آن در حدود 45 کیلو وات است.
به طور کلی میتوان گفت که آسیاهای ارتعاشی، سرعت خرد کردن را نسبت به آسیاهای گردان با حجم مساوی، 2 تا 3 برابر افزایش داده اند. به علاوه درجه حرارت و اتمسفر داخلی این آسیاها به سهولت قابل کنترل است. سرانجام مصرف انرژی فرسایش بار خردکننده در این آسیاها کمتر است. بر مبنای مطالعاتی که توسط رز انجام گرفته، سرعت خردکردن در آسیاهای ارتعاشی متناسب با توان بالایی از فرکانس ارتعاش است و بنابراین بهتر است با اجتناب از پدیده رزنانس، فرکانس را افزایش داد. این فرکانس معمولا بین 1750 و 2500 بار در دقیقه است. همچنین سرعت خرد کردن متناسب با توان پایین تری از دامنه ارتعاش است که معمولا نباید از حدود 7 تا 8 میلی متر تجاوز کند. این دامنه می‌باید حداقل مساوی دو برابر بزرگترین دانه‌های ورودی باشد.
2-2. آسیاهای غلطکی
ساختمان این آسیا تشکیل شده از یک قسمت تحتانی که مستقل از بدنه توسط یک الکتروموتور ویک جعبه دنده که زیر آن قرار گرفته است، حول محور مرکزی دوران میکند. بر روی آن تعدادی (2 یا 3) غلطک به شکل استوانه، مخروط و یا کره قرار گرفته است. مواد ورودی بین قسمت تحتانی و غلطک‌ها خرد می‌شوند. فشار لازم برای غلطک‌ها توسط تعدادی فنر تامین میشود. به این وسیله آسیای غلطکی کف گرد می‌گویند. غلطک‌ها و پوشش داخلی قسمت تحتانی که در حین کارکردن فرسوده می‌شوند، قابل تعویض هستند.
جعبه دنده یک آسیای غلطکی عمودی و میز گردان قرار گرفته بر روی آن
نوع دیگری از این آسیا به نام آسیای غلطکی آونگی است که در آن قسمت تحتانی ثابت است و غلطک‌ها (به تعداد 3 تا 5 عدد) بر روی بازوهایی که بر روی محور مرکزی آویزان شده اند، قرارگرفته اند. در نتیجه دوران محور، غلطک‌ها تحت تاثیر نیروی گریز از مرکز با بدنه آسیا تماس می‌یابند و مواد بین بدنه و غلطک‌ها خرد می‌شوند. در قاعده تحتانی آسیا نیز تعدادی پره برای هدایت مواد به فاصله بین بدنه آسیا و غلطک‌ها پیش بینی شده است.
آسیاهای غلطکی برای خرد کردن مواد نیمه سخت و غیر ساینده مناسب هستند. کاربرد آسیای غلطکی برای خرد کردن موادی مثل گوگرد، زغال سنگ، بنتونیت، کائولن، باریت، بوکسیت، کلسیت، دولومیت، فسفات، پتاس، تالک، گرافیت و ... است. در آسیاهای غلطکی، ابعاد بار اولیه می‌تواند به حدود 30 میلی متر برسد. در این نوع آسیا میتوان در صورت لزوم از جریان هوای گرم برای خشک کردن مواددر حین آسیا کردن استفاده کرد. ظرفیت آسیای غلطکی بسته به نوع سنگ معدنی و دانه بندی محصول خرد شده دارد.
-2. آسیاهای چکشی
آسیاهای چکشی دارای روتوری هستند که بر روی آن چکش‌هایی مفصل شده اند. این روتور در داخل محظه‌ای که جدار داخلی آن از جنس سخت پوشیده شدن است، با سرعت زیاد دوران میکند. دانه‌های بار ورودی توسط چکس‌ها به طرف جدار داخلی آسیا پرتاب شده، در اثر برخورد با آن خرد می‌شوند.
در بیشتر انواع آسیاهای چکشی، در قسمت تحتانی، سرندی نصب شده است و بدین ترتیب دانه‌هایی که تا ابعاد کوچکتر از دهانه سرند خرد نشده اند، مجددا در مسیر خرد شدن قرار می‌گیرند. یکی از مزایای عمده آسیای چکشی، نسبت خرد کردن زیاد آن است که به حدود 20 الی 30 می‌رسد. با وجود این عیب آنها فرسایش زیاد آن بخصوص در مورد مواد سخت و ساینده است. همچنین امکان گیر کردن دانه‌ها در چشمه‌های سرند بخصوص در مورد مواد مرطوب وجود دارد.
4-2. آسیاهای دمشی
آسیای دمشی در حقیقت نوعی پودرکنده است و برای تولید محصولی با ابعاد در حد میکرون مورد استفاده قرار می‌گیرد. این آسیا از یک محفظه خردکن به شکل استوانه‌ای با ارتفاع کم تشکیل شده است. بار اولیه از طریق انژکتور‌ها به داخل این محفظه پاشیده میشود و هوا یا بخار آب نیز توسط انژکتورهایی دیگر به طور مماسی وارد این محفظه میشود. بدین ترتیب، به طور موضعی گرادیان سرعت خیلی زیادی حاصل میشود و دانه‌ها عمدتا در اثر برخورد شدید با یکدیگر خرد می‌شوند.
در انواع جدیدتر این آسیا، جداره داخلی آن توسط لایه‌ای از جنس لاستیک پوشیده شده است و با توجه به مکانیزم خرد کردن که برخورد دانه‌ها با یکدیگر است، تغییر قابل ملاحظه‌ای در بازدهی آن ملاحظه نشده است. فشار هوای مورد نیاز در این آسیا حدودkPa 700 است.در صورتی که درحه حرارت زیاد تاثیری بر کیفیت محصول نداشته باشد، میتوان به جای هوا از بخار آب استفاده کرد که در این صورت محصول دانه ریزتری تولید میشود. فشار بخار مورد نیاز 100 تا kPa3500 و درجه حرارت آن 260 تا 370 درجه سانتی گراد است.
5-2. آسیاهای سایشی
از معروف ترین این آسیاها نوع برجی است. این نوع آسیاها از مخزن قائمی‌تشکیل شده اند که مجهز به میله‌ای مارپیچی شکل اند و بار خردکننده آنها را گلوله‌های فولادی تشکیل می‌دهند. بار اولیه از قسمت فوقانی دستگاه به همراه آب وارد آسیا میشود و ضمن سقوط از مخزن، با چرخش میله مارپیچی تحت مکانیزم سایش مالش و اصطکاک نرم می‌شوند. مواد پس از آسیا شدن، به کمک فشار آب به سطح مخزن هدایت شده و سپس وارد کلاسیفایر می‌شوند. ذرات درشت تر از حد لازم برای نرم شدن مجدد، دوباره به داخل مخزن برمی‌گردند.
مزایای زیر را میتوان برای این نوع آسیا بر شمرد:
·فضای کم
·کاهش سر و صدا
·مصرف انرژی موثر
·کنترل نرم شوندگی مواد
·هزینه‌های سرمایه گذاری و عملیاتی پایین
ظرفیت این آسیاها در حدود 100 تن بر ساعت است و محصولی با ابعاد 1 تا 100 میکرون تولید می‌کنند. این دستگاه‌ها برای آسیا کردن خیلی از مواد از جمله کلسیت، ماسه‌های سیلیسی، ماسه‌های آهن دار، فسفات‌ها، اکسید کلسیم، فسفر قرمز، کربن و کائولین مورد استفاده قرار می‌گیرند.