분쇄 (Comminution)

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분쇄 (Comminution)에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 분쇄 mechanism과 입도분포

2. 분쇄의 이론과 실제

3. 고체의 강도와 분쇄의 물리화학

4. 분쇄 소요 에너지

5. 분쇄기의 에너지측과 분쇄효과

6. 분쇄속도론 (Kinetics of comminution)

7. 세포분쇄(cell-lysis)

8. 폐회로 분쇄의 설계 (Design of closed-circuit grinding system)

9. 분쇄 기구

본문내용

쇄료입자를 혼합, 교반함에 따라 충돌, 전단, 압축, 마쇄의 복합작용에 따라 분쇄를 행한다. 분쇄매체의 교반방법의 차이에 따라 많은 분쇄기가 개발, 사용되고 있다.
분쇄는 단순히 고체의 파괴이기 때문에 많은 분쇄기가 개발되어 사용되고 있다. 특히 취급되는 입자경이 작아지는 미분쇄, 초미분쇄기에 그 경향이 두드러진다. 쇄료 입자경이 작아지면 입자경의 3제곱에 역비례하여 입자수가 증가하기 때문에 미분쇄, 초미분쇄기로 됨에 따라 단위시간 내에 많은 쇄료입자에 에너지를 가해 줄 궁리가 이루어지고 있다.
10. 예제풀이
[예제 1] 원료의 80%가 3“ 체구멍을 통과하고 제품의 80%가 1.5” 체구멍을 통과한다면 석회석 250ton/hr를 분쇄하는데 필요한 동력을 구하라.
풀이) = 250 tons/h, Dpa=3×25.4=76.2mm, Dpb=1.5×25.4=38.1mm
[예제 2] 시료의 크기가 -10/+20Mesh인 모래 1000g을 Ball Mill에서 5시간 분쇄한 후 200Mesh Sieve를 통과한 제품의 양이 140.7g이었다. Braine법에 의하여 분쇄시료와 분쇄물의 비표면적을 측정한 결과 각각 19, 2720cm2/g이었다. 평균분쇄속도를 계산하라.
풀이) 평균분쇄속도식으로부터 구한다.
[예제 3] 평균분쇄속도가 4000㎠/hr일 때 Ball Mill분쇄에 있어서 소요된 Motor의 에너지가 0.8Kw이라면 분쇄효율은 얼마인가?
풀이) 분쇄효율,
[예제 4] 분쇄시료를 채취하여 입경분포를 측정한 결과 다음과 같다.(Shape factor가 일정)
입자 직경, di, mm
0.18
0.6
1.0
1.4
1.8
2.2
2.6
질량분율, yi, %
3.0
10.0
17.0
24.0
25.0
15.5
6.5
산술평균입자경, 표면적평균입자경, 체적평균입자경, 비표면적평균입자경을 계산하라.
풀이)
di, mm
di2
di3
yi/di
yi/di2
yi/di3
0.18
0.0324
0.00583
16.67
92.59
514.6
0.6
0.36
0.216
16.70
27.78
46.30
1.0
1.00
1.00
17.00
17.00
17.00
1.4
1.96
2.74
17.14
12.24
8.76
1.8
3.24
5.83
13.89
7.72
4.29
2.2
4.84
10.65
7.05
3.20
1.45
2.6
6.76
17.58
2.50
0.96
0.37
Σ
-
-
90.90
161.50
593.00
산술평균입자경 :
표면적평균입자경 :
체적평균입자경 :
비표면적평균입자경 :
[예제 5] 위 문제의 입경분포에서 형상계수 ψ가 6.5, 분체의 밀도 ρp가 1.79g/cm3일 때 비표면적을 계산하라.
풀이)
[예제 6] 쇄료의 평균입자경이 10mm, 쇄성물의 평균입자경이 2.5mm이다. 분쇄처리량이 10ton/hr일 때 분쇄기의 소요동력이 40Hp이다. 이 분쇄기의 공운전의 소요동력은 20Hp이다.
처리량을 변화시키지 않고 분쇄제품의 평균직경을 0.8mm로 할 경우 소요마력수를 계산하여라.
풀이)
두 식에서 E2 = 77Hp
∴ 소요마력 = 77+20 = 97Hp
[예제 7] 체적평균입자직경이 0.75in인 쇄료 12ton/hr를 0.20“로 분쇄하는데 9.3Hp의 동력이 소요되었다. 이 쇄료 10ton/hr를 0.15in로 분쇄하는데 소요되는 동력을 계산하여라.
풀이) Rittinger법칙에서
,
두 식에서 ∴E = 11.4Hp
[예제 8] 분쇄제품의 비표면적평균입자직경이 0.50mm이고 비중이 2.3g/cm3인 분체의 비표면적을 계산하여라. 형상계수 ψ = 13이다.
풀이)
[예제 9] Ball Mill의 회전 효율이 74%일 때 직경 80in Ball Mill의 최적 회전수를 계산하여라. (Ball의 직경의 영향은 무시)
풀이)
∴ 최적회전수 = (20.8)(0.74) = 15.4rpm
[예제 10] 어떤 분쇄기에서 평균입자직경이 0.87in인 분쇄시료 15ton/hr를 0.31in로 분쇄하는데 8Hp의 동력이 소요되었다. 공운전시에는 0.50Hp가 소요된다. 같은 능력의 분쇄기로 0.10in크기로 분쇄하는데 필요한 동력을 계산하여라.
풀이)
∴ E = 31.9Hp
고로 총 필요한 동력 = 31.9+0.50 = 32.4Hp
[예제 11] Roll Crusher의 운전조건이 다음과 같을 때 분쇄능력을 계산하여라.
분체의 밀도, ρp = 2.7lb/ft3
Roll의 회전속도, N = 120r.p.m
Roll의 직경, D = 3ft
Roll 표면의 폭, L = 5ft
Roll과 Roll 간의 반간격, d = 0.03ft
풀이) ∴ Q = 13.6ρp NDLd
= (13.6)(2.7)(120)(3)(5)(0.03) = 2,000lb/hr
[예제 12] 분쇄기로 평균입자경 1.0“의 쇄료를 0.3”로 분쇄하는데 소요동력이 10Hp이였다. 처리량을 변화시키지 않고 쇄료를 0.1“로 분쇄하는데 필요한 소요동력을 Rittinger, Kicks, Bond의 법칙의 법칙으로부터 구하라. (공운전동력은 0.5Hp)
풀이) ＊ Rittinger의 법칙
,
두 식에서 ∴ E = 37Hp
＊ Kicks의 법칙
,
두 식에서 ∴E = 19.7Hp
＊ Bond의 법칙
,
두 식에서 E = 25.2Hp
[예제 13] 밀도가 2.1g/cm3인 분체를 내경 24mm의 침강분석기로 시험한 결과 다음의 데이터를 얻었다. 이 분체의 입경분포를 구하여라. 시료는 물에 현탁시켰으며 농도는 질량백분율로 5%이다. 시험온도는 20℃이다.
시간
(t, min)
0
1
2
3
4
6
8
12
16
20
24
28
32
40
액면차 (Δh, min)
11.0
9.7
8.4
6.85
5.95
5.10
4.00
2.40
1.40
0.80
0.45
0.25
0.15
0.05
풀이) 침강시험 장치는 그림과 같다.
t = 0일 때
현탁액의 밀도,
침강 시험 장치
분체침전량,
또
에서
위 식에 시험결과를 넣고 점철하여 ΔGt를 구한 후 질량백분율 y%로 계산한다.
또한 Stokes법칙에 의하여
또한
따라서 시험 결과에 대한 Dpi와 y%를 구하여 입경분포를 도시하면 다음 그림과 같다.
입경분포

키워드

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