Spaltung ist die mitotische Teilung der Zygote. Es gibt keine Interphase zwischen den Teilungen und die DNA-Duplikation beginnt während der Telophase der vorherigen Teilung. Auch das Wachstum des Embryos findet nicht statt, das heißt, das Volumen des Embryos ändert sich nicht und entspricht in der Größe der Zygote. Die während des Spaltungsprozesses gebildeten Zellen werden Blastomere genannt, und der Embryo wird Blastula genannt. Die Art der Zerkleinerung wird durch die Art des Eies bestimmt (Abb. 3)

Die einfachste und phylogenetisch älteste Art der Zerkleinerung ist die völlig gleichmäßige Zerkleinerung isolecithaler Eier. Eine durch vollständige Zerkleinerung entstandene Blastula wird als Blastula bezeichnet Coeloblastula. Dies ist eine einzelne Schicht

Blastula mit einem Hohlraum in der Mitte.

Die durch vollständige, aber ungleichmäßige Fragmentierung entstandene Blastula hat ein mehrschichtiges Blastoderm mit einem Hohlraum näher am Tierpol und wird als Blastula bezeichnet Amphiblastula.

Reis. 3. Eierarten und entsprechende Zerkleinerungsarten

Sich trennen

Vollständig (holoblastisch) unvollständig (meroblastisch)

coeloblastula amphiblastula steroblastula discoblastula periblastula

Schema 3

Eine unvollständige Scheibenspaltung endet mit der Bildung einer Blastula, bei der sich Blastomeren nur am tierischen Pol befinden, während der pflanzliche Pol aus einer ungeteilten Dottermasse besteht. Unter der Blastodermschicht befindet sich ein Blastocoel in Form eines Schlitzes. Diese Art von Blastula wird genannt Diskoblastula.

Eine besondere Art der Zerkleinerung ist die unvollständige oberflächliche Zerkleinerung von Arthropoden. Ihre Entwicklung beginnt mit der wiederholten Zerkleinerung des Kerns, der sich in der Mitte des Eies inmitten der Dottermasse befindet. Die entstehenden Kerne wandern in die Peripherie, wo sich das dotterarme Zytoplasma befindet. Letzteres zerfällt in Blastomeren, die sich an ihrer Basis in eine ungeteilte Zentralmasse verwandeln. Eine weitere Fragmentierung führt zur Bildung einer Blastula mit einer Schicht Blastomeren auf der Oberfläche und Eigelb im Inneren. Diese Blastula heißt Periblastula.

Besonders hervorzuheben ist das Zerkleinern von Säugetiereiern. Säugetiereier haben wenig Eigelb. Hinsichtlich der Dottermenge handelt es sich um Alecithal- oder Oligolecithal-Eier, und hinsichtlich der Verteilung des Eigelbs im Ei handelt es sich um Homolecithal-Eier. Ihre Fragmentierung ist vollständig, aber ungleichmäßig; bereits in den frühen Stadien der Fragmentierung ist ein Unterschied in Größe und Farbe der Blastomeren zu beobachten: Helle befinden sich am Rand, dunkle in der Mitte. Der den Embryo umgebende Trophoblast wird aus Lichtzellen gebildet, deren Zellen eine Hilfsfunktion erfüllen und nicht direkt an der Bildung des Körpers des Embryos beteiligt sind. Trophoblastenzellen lösen Gewebe auf und ermöglichen dem Embryo die Einnistung in die Gebärmutterwand. Als nächstes lösen sich die Trophoblastenzellen vom Embryo und bilden ein hohles Vesikel. Die Höhle des Trophoblasten ist mit Flüssigkeit gefüllt, die aus dem Uterusgewebe in sie diffundiert. Der Embryo sieht zu diesem Zeitpunkt wie ein Knoten aus, der sich an der Innenwand des Trophoblasten befindet. Die Säugetier-Blastula hat ein kleines, zentral gelegenes Blastocoel und heißt Steroblastula. Durch die weitere Fragmentierung hat der Embryo die Form einer Scheibe, die sich auf der Innenfläche des Trophoblasten ausbreitet.

So endet die Fragmentierung der Embryonen verschiedener mehrzelliger Tiere, obwohl sie auf unterschiedliche Weise abläuft, letztendlich damit, dass sich die befruchtete Eizelle (einzelliges Entwicklungsstadium) durch die Fragmentierung in eine mehrzellige Blastula verwandelt. Die äußere Schicht der Blastula wird genannt Blastoderm und der innere Hohlraum - Blastocoelium oder primär, Hohlraum wo sich Zellabfallprodukte ansammeln.

SICH TRENNEN Eier, das Anfangsstadium der Embryonalentwicklung (Embryo) mehrzelliger Tiere. Es besteht aus schnell aufeinanderfolgenden mitotischen Teilungen einer befruchteten Eizelle (Zygote) in immer kleinere Zellen – Blastomeren. Nach jeder Teilung halbiert sich das Volumen der Blastomeren, ihre Zahl vervielfacht sich, das Gesamtvolumen des Eies nimmt jedoch nicht zu. Die Zerkleinerungsmethoden bei Organismen verschiedener systematischer Gruppen (Klassen, Typen) variieren erheblich und hängen von der Menge und Art der Verteilung des Eigelbs im Ei ab (vollständiges und unvollständiges Zerkleinern, gleichmäßig und ungleichmäßig, radial, spiralförmig usw.). . Im Endstadium der Fragmentierung – der Blastulation – a Blastula.

Basierend auf der Zerkleinerungsmethode gibt es zwei Hauptarten von Eiern: vollständig zerkleinert und teilweise zerkleinert. Von einer vollständigen Spaltung spricht man, wenn das Zytoplasma der Eizelle vollständig in Blastomeren unterteilt ist. Es kann sein Uniform- alle gebildeten Blastomere haben die gleiche Größe und Form (typisch für Alecithal- und Isolecithal-Eier) und ungleichmäßig- Es bilden sich ungleich große Blastomere (typisch für Telolecithal-Eier mit mäßigem Dottergehalt). Kleine Blastomeren entstehen am Tierpol, große im Bereich des vegetativen Pols des Embryos.

Verschiedene Zerkleinerungsarten: A – vollständig; B – teilweise; B - scheibenförmig.

Bei der Teilspaltung handelt es sich um eine Spaltungsart, bei der das Zytoplasma der Eizelle nicht vollständig in Blastomeren unterteilt wird. Eine Art der teilweisen Spaltung ist die scheibenförmige Spaltung, bei der nur der dotterfreie Teil des Zytoplasmas am Tierpol, wo sich der Zellkern befindet, gespalten wird. Der Teil des Zytoplasmas, der fragmentiert wurde, wird Keimscheibe genannt. Diese Art der Zerkleinerung ist typisch für stark telolezitale Eier mit viel Dotter (Reptilien, Vögel, Fische).

Die Fragmentierung bei Vertretern verschiedener Tiergruppen hat ihre eigenen Merkmale, endet jedoch mit der Bildung einer strukturähnlichen Struktur – der Blastula.

Die Spaltung erfolgt beim Menschen wie bei allen Säugetieren vollständig, gleichmäßig und asynchron.

Arten von Blastula: 1 - Coeloblastula; 2 - Steroblastula; 3 – Placula (rechts – Seitenansicht); 4 - Diskoblastula; 5 - Periblastula; 6 - Stomoblastel; 7 - Morula; bl. - Blastomere; g - Eigelb; b - Blastocoel.

14. Bildung eines zwei- und dreischichtigen Embryos. Methoden der Gastrulation. Protostome und Deuterostome. Methoden zur Bildung von Mesoderm. Bildung des Zöloms. Primäre und sekundäre Zölomtiere. Verlegung der Achsenorgane.

Gastrulation ist ein komplexer Prozess morphogenetischer Veränderungen, der mit Reproduktion, Wachstum, gerichteter Bewegung und Differenzierung von Zellen einhergeht und zur Bildung von Keimschichten (Ektoderm, Mesoderm und Endoderm) führt – den Quellen von Gewebe- und Organrudimenten. Die zweite Stufe der Ontogenese nach der Fragmentierung. Bei der Gastrulation bewegen sich Zellmassen unter Bildung eines zwei- oder dreischichtigen Embryos aus der Blastula – der Gastrula.

Arten der Gastrulation

Invagination Bei Coeloblastula wird eine Invagination beobachtet. Dies ist die einfachste Methode der Gastrulation, bei der der vegetative Teil in das Blastocoel einstülpt. Zunächst erscheint eine kleine Vertiefung im vegetativen Pol der Blastula. Dann ragen die Zellen des vegetativen Pols immer weiter in die Höhle des Blastocoels hinein. Anschließend gelangen diese Zellen auf die Innenseite des Tierpols. Die primäre Höhle, das Blastocoel, ist verschoben und nur auf beiden Seiten der Gastrula an den Stellen sichtbar, an denen sich die Zellen biegen. Der Embryo nimmt eine kuppelförmige Form an und wird zweischichtig. Seine Wand besteht aus einer äußeren Schicht – dem Ektoderm – und einer inneren Schicht – dem Endoderm. Durch die Gastrulation entsteht ein neuer Hohlraum – das Gastrocoel oder die Höhle des Primärdarms. Es kommuniziert mit der äußeren Umgebung durch eine ringförmige Öffnung – die Blastoporus oder primäre Mundhöhle. Die Ränder der Blastopore werden Lippen genannt. Es gibt dorsale, ventrale und zwei seitliche Blastoporuslippen.
Entsprechend dem weiteren Schicksal der Blastopore werden alle Tiere in zwei große Gruppen eingeteilt: Protostome und Deuterostome. Zu den Protostomen zählen Tiere, bei denen die Blastopore bei Erwachsenen ein dauerhafter oder endgültiger Mund bleibt (Würmer, Weichtiere, Arthropoden). Bei anderen Tieren (Stachelhäuter, Chordaten) verwandelt sich die Blastoporus entweder in eine Analöffnung oder wird überwuchert, und die Mundöffnung erscheint am vorderen Ende des Körpers des Embryos erneut. Solche Tiere werden Deuterostomen genannt.

Einwanderung oder Invasion ist die primitivste Form der Gastrulation. Bei dieser Methode wandern einzelne Zellen oder eine Gruppe von Zellen vom Blastoderm zum Blastocoel, um das Endoderm zu bilden. Wenn die Invasion von Zellen in das Blastocoel nur von einem Pol der Blastula aus erfolgt, wird eine solche Einwanderung als unipolar und von verschiedenen Teilen der Blastula als multipolar bezeichnet. Unipolare Einwanderung ist charakteristisch für einige Hydroidpolypen, Quallen und Hydromedusen. Während multipolare Einwanderung ein selteneres Phänomen ist und bei einigen Hydromedusen beobachtet wird. Bei der Einwanderung kann sich unmittelbar beim Eindringen von Zellen in die Höhle des Blastocoels die innere Keimschicht, das Endoderm, bilden. In anderen Fällen können die Zellen den Hohlraum in einer kontinuierlichen Masse füllen und sich dann in geordneter Weise in der Nähe des Ektoderms anordnen, um das Endoderm zu bilden. Im letzteren Fall tritt das Gastrocoel später auf.

Delaminierung oder die Delaminierung reduziert sich auf eine Spaltung der Wand der Blastula. Die Zellen, die sich nach innen trennen, bilden das Endoderm, und die äußeren Zellen bilden das Ektoderm. Diese Art der Gastrulation wird bei vielen Wirbellosen und höheren Wirbeltieren beobachtet.

Bei einigen Tieren wird aufgrund einer Zunahme der Eigelbmenge und einer Abnahme der Blastocoel-Höhle eine Gastrulation allein durch Intussuszeption unmöglich. Die Gastrulation erfolgt dann durch Epibolie oder Fouling. Diese Methode besteht darin, dass sich kleine tierische Zellen intensiv teilen und um größere vegetative Zellen herum wachsen. Kleine Zellen bilden das Ektoderm und Zellen des vegetativen Pols bilden das Endoderm. Diese Gastrulationsmethode wird bei Cyclostomen und Amphibien beobachtet.

Methoden zur Bildung von Mesoderm.

Bei Protostomen erfolgt die Bildung des Mesoderms durch mehrere große Zellen, die sich während der Gastrulation an der Grenze zwischen Ektoderm und Endoderm an den Seiten der Blastopore befinden. Der Ursprung dieser Zellen sowie ihre Beziehung zu einer der Keimschichten ist unklar, da sie bereits beim Zerkleinern abgetrennt werden. Die Tochterzellen dieser Zellen liegen zwischen Ektoderm und Endoderm und bilden die dritte Zellschicht – das Mesoderm. Da sich die ursprünglichen Zellen, die das Mesoderm bilden, stets am hinteren Ende des Embryos befinden, werden sie je nach Lokalisierung als Teloblasten bezeichnet, und die Methode der Mesodermbildung selbst wird als Teloblasten bezeichnet. Die sekundäre Körperhöhle des Embryos, das Zölom, wird durch die Schichtung von Mesodermzellen gebildet.

In Deuterostomen, einschließlich der unteren Chordaten, wird das Mesoderm aus Endodermzellen gebildet. Bei dieser Methode der Mesodermbildung vermehren sich die Zellen der Wand des Primärdarms oder Endoderms intensiv und bilden sackartige Vorsprünge im Blastocoel an den Seiten des Primärdarms. Diese in das Blastocoel hineinwachsenden Vorsprünge befinden sich zwischen Ektoderm und Endoderm. Anschließend werden die endodermalen Vorsprünge vom Endoderm gelöst und die Integrität der Wand des Primärdarms und der endodermalen Auswüchse wird durch Zellproliferation wiederhergestellt.

Verlegung der Achsenorgane.

Nach der Trennung der Chorda und der Verschnürung der mesodermalen Säcke nähern sich die Ränder des Endoderms im dorsalen Teil des Embryos allmählich einander an und bilden beim Schließen einen geschlossenen Darmschlauch. Nach der Gastrulation entwickelt der Embryo einen Komplex axialer Organe, der für Vertreter des Chordate-Stamms charakteristisch ist. Es besteht aus einer Chorda, an deren Seiten sich Ansammlungen segmentierter Mesoderme – Somiten – befinden.

Die Bildung axialer Organe erfolgt im Neurulastadium. Das Neuralrohr der Lanzette im vorderen und hinteren Teil des Embryos bleibt einige Zeit offen. Anschließend wächst am hinteren Körperteil des Embryos das Ektoderm auf die Blastoporus und verschließt diese, sodass die Höhle des Neuralrohrs über den schnell überwachsenden Neurointestinalkanal mit der Darmhöhle kommuniziert. Die Mundöffnung beim Lanzettenembryo entsteht sekundär am vorderen Ende des Körpers aufgrund der Ausdünnung und des Durchbruchs des Ektoderms.

Die dritte Keimschicht oder das Mesoderm des Lanzettenembryos ist durchgehend segmentiert. Die mesodermalen Segmente sind weiter in einen dorsalen Teil – Somiten – und einen abdominalen Teil – Splanchnotome – unterteilt. Die Somiten bleiben segmentiert und die Splanchnotome auf jeder Körperseite verlieren ihre primäre Segmentierung, verschmelzen und bilden sich und teilen sich in zwei Blätter, die rechte und die linke Zölomhöhle.

Auswahl der Zerkleinerungsmethoden.

Die Art der Gesteinszerkleinerung hängt von den physikalischen und mechanischen Eigenschaften des zerkleinerten Materials und der Größe seiner Stücke ab. Die Fähigkeit von Gesteinen, der Zerstörung zu widerstehen, hängt von der Festigkeit, dem Vorhandensein von Rissen in den Stücken und der Art und Weise ab, wie zerstörerische Kräfte auf sie ausgeübt werden. Gesteine ​​haben den größten Widerstand gegen Zerdrücken, einen geringeren Widerstand gegen Biegung und vor allem Zug.

Derzeit werden Brecher eingesetzt, die hauptsächlich nach dem Prinzip der Zerkleinerung und des Schlags mit zusätzlicher abrasiver und biegender Wirkung auf das Brechgut arbeiten.

Die technologischen Konzepte von Steinbrechanlagen (SCP) sind vielfältig und hängen in erster Linie von der Festigkeit des Steins und der Kontamination mit schädlichen Verunreinigungen ab. Bei der Auswahl eines Produktionsablaufplans im KDZ wird die Art des verarbeiteten Gesteins berücksichtigt (Abb. 29.1):

I – homogene magmatische Gesteine ​​(Granite, Diorite, Syenite usw.) mit einer Druckfestigkeit von 600 MPa oder mehr, metamorphe (Sediment-)Gesteine ​​mit einer Festigkeit von 60...250 MPa;

II- starke homogene Sedimentgesteine ​​mit einer Druckfestigkeit von 60...200 MPa;

III- heterogene, wenig abrasive Gesteine ​​mit einer Festigkeit von 10 bis 150 MPa, die schwer auswaschbare Einschlüsse enthalten.

Zerkleinerungs- und Mahlgrad.

Ein quantitatives Merkmal des Zerkleinerungsprozesses ist der Zerkleinerungsgrad, der angibt, wie oft die Materialstücke beim Zerkleinern zerkleinert wurden.

Der Zerkleinerungsgrad hängt vom Energieverbrauch und der Produktivität der Brecher ab.

Der Zerkleinerungsgrad wird durch die Formel bestimmt

Wo Dmax- der größte Durchmesser des Stücks vor dem Zerkleinern; d max- der größte Durchmesser des Stücks nach dem Zerkleinern.

Reis. 29.1.

Für bestimmte Brecher enthalten die technischen Datenblätter eine grafische Darstellung der Schotterausbeute in Abhängigkeit von der Breite des Brecheraustrittsschlitzes für die bedingt akzeptierte Gesteinsdichte.

Es ist praktisch unmöglich, mit einem einzigen Brecher hohe Brechleistungen zu erzielen, da jeder Brecher nur mit einem begrenzten Brechverhältnis arbeitet. Es ist sinnvoll, Material in mehreren hintereinander angeordneten Brechern von einer größeren Größe auf die erforderliche Größe zu zerkleinern (Abb. 29.2).

Reis. 29.2.I, II, III- ein-, zwei- und dreistufig:

1 - brüllen; 2 - Kegelbrecher; 3 - Kieferbrecher; 4 - Walzenbrecher

Der in jeder Stufe erreichte Zerkleinerungsgrad wird als Teilgrad bezeichnet, in allen Stufen als allgemeiner Zerkleinerungsgrad.

Zur Zerkleinerung angelieferte Materialien enthalten immer kleinere Stücke als die Größe, auf die in diesem Stadium zerkleinert wird. Solche Stücke werden nach dem Grundsatz „Nichts Unnötiges zerkleinern“ vom Ausgangsmaterial getrennt. Brecher können in einem offenen oder geschlossenen Kreislauf betrieben werden. Im offenen Kreislauf durchläuft das Material einmal den Brecher und das Endprodukt enthält immer einige übergroße Stücke. In einem geschlossenen Kreislauf durchläuft das Material den Brecher mehrfach. Das zerkleinerte Material wird einem Sieb zugeführt, das übergroße Stücke ausscheidet, die zur erneuten Zerkleinerung in denselben oder einen Sekundärbrecher zurückgeführt werden. In der Praxis ist die zweistufige Zerkleinerung (Zweistufenzerkleinerung) am weitesten verbreitet.

Die Zerkleinerung von Steinmaterialien erfolgt in speziellen Brechern, Mühlen sowie Brech- und Siebanlagen.

Je nach Bauart und Zerkleinerungsmethode werden Brecher unterschieden: Backenbrecher, Kegelbrecher, Kreiselbrecher, Schlagbrecher (Hammer und Rotation).

Je nach Mahlgrad werden Mühlen in Strahl-, Vibrations- und Kugelmühlen unterteilt.

Backenbrecher Sie zeichnen sich durch ihren einfachen Aufbau und die relativ einfache Wartung im Betrieb aus. Bei ihnen erfolgt ein Knirschen im Raum zwischen den beiden Wangen mit relativ langsamem Druckanstieg. Backenbrecher werden je nach Art der Bewegung der beweglichen Backe in zwei Klassen eingeteilt: Brecher mit einfacher (nach dem Pendelgesetz) und komplexer (ellipsoider) Bewegung der beweglichen Backe relativ zur Aufhängungsachse. Backenbrecher sind robuste und zuverlässige Maschinen, die als primäre Brechausrüstung eingesetzt werden. Zu den Nachteilen von Backenbrechern gehört die große Anzahl beweglicher Teile, die den Bau massiver Fundamente für deren Installation vorschreiben.

Vor kurzem sind verbesserte Modelle von Backenbrechern erschienen – vibrierende Backenbrecher.

Kegelbrecher Zerkleinern von Gestein durch die kombinierte Wirkung von Abrieb und Kompression des Materials zwischen zwei Oberflächen in der Brechkammer.

Die Hauptwirkung des Kegelbrechers besteht in der Zerkleinerung in Kombination mit dem Zerkleinern der Stücke durch Biegen, was geschieht, wenn das Stück zwischen der konkaven Oberfläche der Schüssel und der konvexen Oberfläche des Brechkegels eingeklemmt wird. Kegelbrecher werden zur Feinzerkleinerung in der zweiten und dritten Zerkleinerungsstufe eingesetzt. Sie eignen sich besonders gut zur Herstellung von Schotter. Durch Modifikationen von Kegelbrechern kann würfelförmiger Schotter hergestellt werden.

Kreiselbrecher Ausgestattet mit einem hydraulischen System, das die Breite des Auswurfspalts reguliert, was sich auf die Größe des Produkts auswirkt. Im Vergleich zu sekundären Kegelbrechern verfügt ein Kreiselbrecher über eine Brechkammer, die für die Aufnahme von Aufgabematerial ausgelegt ist, das im Vergleich zum Durchmesser des sich bewegenden Kegels relativ größer ist.

Hammer- und Prallbrecher gehören zu den Prallbrechern. In Hammerbrechern wird Stein durch die Schlagkraft von Hämmern zerkleinert. Sie werden zum Zerkleinern von Kalkstein und spröden Steinmaterialien mit einer Druckfestigkeit von bis zu 150 MPa eingesetzt.

Bei Rotationsbrechern wird das Material durch die kinetische Energie bewegter Körper zerstört, die fest mit dem Rotor verbunden sind. Die Industrie produziert Einrotor- und Doppelrotorbrecher. Die Produktivität von Doppelrotorbrechern ist 1,5-mal höher als die von Einrotorbrechern.

Reis. 29.3.A- Verwendung eines Kegelbrechers; B- Einsatz parallel arbeitender Kegel- und Prallbrecher; V- Verwendung von sequentiell arbeitenden Kegel- und Prallbrechern

Derzeit wird der Herstellung von Schotter aus schmalen würfelförmigen Fraktionen große Aufmerksamkeit geschenkt. Um Schotter mit schmalen würfelförmigen Fraktionen zu erhalten, sollte als Ausgangsmaterial Schotter aus magmatischen Gesteinen der Fraktionen 20...70 verwendet werden.

• 40...70 und 20...40 mm. Sinnvoller ist die Verwendung von Schotterfraktionen
• 20...40 mm, bei dessen Verarbeitung eine geringere Anzahl an Siebgut aus Brechfraktionen von 0...5 mm gewonnen wird.

Quaderförmiger Schotter wird in speziellen Brech- und Siebanlagen hergestellt, deren Konfiguration von der Art und Größe des Ausgangsgesteins, der Menge und Nenngröße der Schotterfraktionen im Endprodukt, dem Gehalt an Lamellen und Nadeln abhängt. geformte (flockige) Körner im Endprodukt und die erforderliche Produktivität der Brech- und Siebanlagenausrüstung (Abb. 29.3).

Eine Brech- und Siebanlage mit einem Kornanteil von lamellaren und nadelförmigen Körnern bis zu 10... 12 % sollte einen Aufgabetrichter, zwei parallel arbeitende Brecher (Spezialkegel und Prallbrecher) und ein Vibrationssieb (siehe Abb. 29.3, B).

Bei einer Reduzierung der lamellaren und nadelförmigen (flachen) Körner im Endprodukt auf 5...7 % können wir eine Brech- und Siebanlage mit sequentiell arbeitenden speziellen Kegel- und Prallbrechern empfehlen (siehe Abb. 29.3, V).

Zweck: Untersuchung von Prozessen und Methoden zur Zerkleinerung von Mineralien.

Planen:

1.
Zweck der Zerkleinerungsarbeiten.

2.
Gesetze der Fragmentierung.

Schlüsselwörter: Zerkleinerung, Qualität der Zerkleinerung, weiche Erze, mittlere, harte Erze, Zerstörungsmethoden, Spaltung, Bruch, Schlag, Abrieb, Schneiden, Grob-, Mittel-, Feinzerkleinerung, Zerkleinerungsgrad, Zerkleinerungsarbeit, Rittinger-Gleichung.

1. Zerkleinern und Mahlen – Prozesse der Zerstörung von Mineralien unter dem Einfluss äußerer Kräfte bis zu einer bestimmten Größe, der erforderlichen granulometrischen Zusammensetzung oder dem erforderlichen Öffnungsgrad der Mineralien. Beim Zerkleinern und Mahlen sollte das Material nicht zu stark gemahlen werden, da dies die Ergebnisse der Mineralaufbereitung verschlechtert (Feinpartikel mit einer Partikelgröße von weniger als 20 – 10 Mikrometer werden nur unzureichend angereichert) und den Prozess verteuert. Sich trennen -

.

Die Arbeitsproduktivität eines Arbeiters beim manuellen Zerkleinern variiert stark. Bei der Zerkleinerung von Hartgestein sind es 1,0–1,5 pro Schicht. Beim Zerkleinern einzelner Stücke auf Rosten mit Löchern von 450 x 360 mm Ein Team von 10-12 Arbeitern kann eine Fabrik mit bis zu 400 Mitarbeitern versorgen T Erz pro Schicht.

Mechanisches Zerkleinern und Mahlen

Die Hauptzerkleinerungsmethode ist die mechanische Zerkleinerung, bei der aufgrund der Bewegungsenergie des Zerkleinerungskörpers Kräfte auf das Material ausgeübt werden. Der Energieverbrauch schwankt in sehr weiten Grenzen, abhängig von den Eigenschaften des Erzes, vor allem von der Zerkleinerungsgröße. Besonders groß wird es bei Fein- und Feinstmahlung.

Zerfall in der aquatischen Umwelt

Eine besondere Art der Zerkleinerung ist die Desintegration – die Lockerung in Form von schwach zementierten, hauptsächlich tonigen Gesteinen. Es wird durchgeführt, um die Mineralkörner, aus denen das Gestein besteht, freizusetzen, ohne sie zu zerkleinern. Die beim Zerfallsprozess überwundenen Kräfte sind deutlich geringer als die Kräfte des molekularen Zusammenhalts in Hartgesteinen. Das Vorhandensein kleiner Mengen Feuchtigkeit erhöht die Festigkeit von Tongesteinen dramatisch. Bei der Sättigung des Gesteins mit Wasser nimmt die Verbindung zwischen den einzelnen Körnern infolge der Quellung des Tons und der Abschwächung seiner zementierenden Wirkung ab, was letztlich zu einer völligen Auflockerung des Gesteins führt. Der Grad der Plastizität von Ton hat großen Einfluss auf die Geschwindigkeit der Zerstörung von Gesteinen und bestimmt deren unterschiedliche „Waschbarkeit“.

Der Nasszerfall wird in der Regel durch zusätzliche mechanische Einwirkung – Reiben, Stoß, dynamische Einwirkung eines Wasserschorfs usw. – verstärkt und beschleunigt.

Die Prozesse des Zerkleinerns und Mahlens können vorbereitende Prozesse sein (z. B. in Aufbereitungsanlagen vor der Anreicherung von Mineralien) oder eigenständige Bedeutung haben (Brech- und Siebanlagen, Zerkleinern und Mahlen von Kohle vor der Verkokung, vor der Staubverbrennung usw.).

Beim Zerkleinern eines Materials muss dessen Festigkeit berücksichtigt werden, d. h. die Fähigkeit, der Zerstörung zu widerstehen; Äußerer Einfluss. Hinsichtlich der Festigkeit werden alle Mineralien in Abhängigkeit von ihrer Zugfestigkeit unter Druck oder Zerkleinerung in vier Kategorien eingeteilt:

Weich (Kohle, Schiefer), die eine Bruchdruckspannung aufweisen< 100 кг/см 2 ;

Mittlere Härte (Sandsteine, Kalksteine) 100...500 kg/cm 2 ;

Hart (Granit, Marmor) 500...1000 kg/cm 2 ;

Sehr hart (Erze aus Nichteisen- und seltenen Metallen) > 1000 kg/cm 2.

Die Festigkeit von Mineralien hängt von der Art der Verformung, der mineralogischen Zusammensetzung, der Kristallgröße, der Bruchbildung, der Porosität und der Verwitterung ab. Die Zerkleinerungsmethode bezieht sich auf die Art der zerstörerischen Krafteinwirkung auf zerkleinerte Materialstücke.

Beim Zerkleinern und Mahlen kommen folgende Zerstörungsmethoden zum Einsatz (siehe Abb. 10): Zerkleinern (a), Spalten (b), Brechen (c), Schneiden (d), Abtragen (e) und Schlagen (f). Abhängig von den physikalischen und mechanischen Eigenschaften, dem zu zerkleinernden Material und der Größe seiner Stücke wird die eine oder andere Zerstörungsmethode ausgewählt.

Abb. 10. Methoden zum Brechen von Erzstücken:

a - Zerquetschen; b - Aufspaltung; c - Fraktur; g - Schneiden;

d - Abrieb; e – Schlag

Quetschen, das auftritt, nachdem die Spannung die Druckfestigkeitsgrenze überschritten hat; wird für Harterz verschiedener Größen verwendet;

- Spaltung durch Verkeilen (in diesem Fall treten Zugspannungen im Material auf) und anschließender Bruch der Teile; Wird für weiche und spröde Erze verwendet.

- Bruch durch Biegen und Scheren; Wird für Materialien unterschiedlicher Größe und Festigkeit verwendet.

- Abrieb von Teilen durch die gleitende Arbeitsfläche der Maschine, bei dem die äußeren Schichten des Teils einer Scherverformung ausgesetzt sind und aufgrund des Tangentenübergangs allmählich abgeschnitten werden;

- Beanspruchungen über die Festigkeitsgrenzen hinaus: Wird für weiche Erze und Erze mittlerer Härte verwendet;

- Der Schlag wird für Materialien jeglicher Größe eingesetzt, besonders häufig für spröde Erze (Bauxit, Kalkstein).

Die Grundregel „Nichts Unnötiges zerkleinern“ wird in der Praxis durch den Aufbau von Zerkleinerungsschemata in Stufen umgesetzt: nicht in einem Arbeitsgang, sondern in mehreren Stufen, wiederholt, wobei die Größe des Stücks nacheinander reduziert wird. Aufgrund der Konstruktionsmerkmale von Zerkleinerungsvorrichtungen, die nur bei begrenzten Zerkleinerungsgraden effektiv arbeiten, ist es unmöglich, Erzstücke in einem Schritt zu zerkleinern. Daher ist es rationeller, das Material in mehreren nacheinander arbeitenden Zerkleinerungs- und Mahlgeräten von der ursprünglichen Größe auf die erforderliche Größe zu zerkleinern und zu mahlen. In jedem dieser Apparate wird nur ein Teil des Gesamtprozesses, das Zerkleinern oder Mahlen, durchgeführt, der als Zerkleinerungs- oder Mahlstufe bezeichnet wird.

Zerkleinerungsgrad (oder Mahlen) zeigt den Grad der Größenreduzierung im Prozess der Zerstörung von Klumpenmaterial an. Es wird durch das Verhältnis der Größen der maximalen Stücke im zerkleinerten und zerkleinerten Material oder genauer gesagt durch das Verhältnis der durchschnittlichen Durchmesser vor und nach dem Zerkleinern charakterisiert, berechnet unter Berücksichtigung der Größeneigenschaften des Materials.

max/dmax;

i=D avg /d avg,

wobei i der Grad der Zerkleinerung ist; D max und D avg– jeweils die maximale und durchschnittliche Größe des zerkleinerten Materials; d max und d avg– jeweils die maximale und durchschnittliche Größe des zerkleinerten Materials.

Der Grad der Fragmentierung, der in jeder einzelnen Stufe erreicht wird, wird als privat bezeichnet. Der Gesamtfragmentierungsgrad ergibt sich als Produkt der Teilgrade

i total = i 1 i 2 ,…,i n .

Die Anzahl der Zerkleinerungsstufen wird durch die Anfangs- und Endgröße des zerkleinerten Materials bestimmt. Die Anzahl der Zerkleinerungsstufen bei der Aufbereitung von Erzen zum Mahlen beträgt üblicherweise zwei oder drei. Ein- oder vierstufiges Zerkleinern wird bei der Verarbeitung von Kaliumsalzen verwendet, in Eisenerz-Zerkleinerungs- und Sortierfabriken wird vierstufiges Zerkleinern in großen magnetischen Verarbeitungsanlagen mit einer Kapazität von 40 bis 60.000 Tonnen/Tag zur Verarbeitung von starkem Magnetit eingesetzt Erze in Steinplattenform.

2.

Je fester und härter das Mineral ist, desto mehr Kraft muss aufgewendet werden, um die inneren Adhäsionskräfte der Erzpartikel zu überwinden und es in Stücke zu zerkleinern. Die Adhäsionskräfte zwischen Kristallen sind deutlich geringer als die Adhäsionskräfte innerhalb der Kristalle. Bei Einwirkung äußerer Kräfte kommt es zur Zerstörung überwiegend an Schwachstellen, die verschiedene Strukturfehler (Risse) aufweisen.

Der Wirkungsgrad der Zerkleinerung ist sehr gering. Der größte Teil der Energie wird für die Reibung zwischen zerkleinerten Materialstücken und Maschinenteilen aufgewendet und in Form von erzeugter Wärme verbraucht. Die nützliche Arbeit beim Zerkleinern wird für die Bildung neuer freiliegender Oberflächen aufgewendet und ist proportional zur Größe dieser Oberfläche.

Die Gesetze des Zerkleinerns (Mahlens) charakterisieren die Abhängigkeit der beim Zerkleinern (Mahlen) aufgewendeten Arbeit von den Ergebnissen des Zerkleinerns (Mahlen), d.h. Produktgröße.

Arbeit A(J), der für das Zerkleinern (Mahlen) aufgewendet wird, ist proportional zur neu gebildeten Oberfläche der Stücke (Partikel) des zerkleinerten Produkts

wo ist die temporäre Druckfestigkeit N. m/m 2;

Fläche der neu gebildeten Fläche, m2;

K R – Proportionalitätskoeffizient, N. m/m 2 ;

D – charakteristische Größe des Stücks, m.

Die Gleichung entspricht Rittingers Hypothese (1867).

Wenn bei der Zerstörung eines würfelförmigen Stücks Energie hauptsächlich für die Volumenverformung aufgewendet wird, ist in diesem Fall die geleistete Arbeit direkt proportional zur Änderung seines ursprünglichen Volumens und wird durch die Kick-Formel bestimmt

A = = K k D 3,

wobei: K und K k Proportionalitätskoeffizienten sind, N. m/m 3 ;

V – verformtes Volumen, m3;

P.A. Rehbinder (1941) kombinierte beide Hypothesen und in diesem Fall die gesamte Zerkleinerungsarbeit

A = K R D 2 + K k D 3.

Nach Bonds Hypothese (1950) ist die gesamte Zerkleinerungsarbeit proportional zum geometrischen Mittel zwischen Volumen und Oberfläche des Stücks:

A = K B = K B D 2,5

Alle Formeln unterscheiden sich in Proportionalitätskoeffizienten und Exponenten des Durchmessers des zerkleinerten Stücks. Nach der allgemeinen Hypothese lässt sich die Zerkleinerungsarbeit in der Form darstellen

wobei K – Proportionalitätskoeffizient in allgemeiner Form; m = 2 3.

Bei hohem Zerkleinerungsgrad (Feinzerkleinerung, Mahlen) kann die Volumenverformungsarbeit vernachlässigt werden und in diesem Fall kommt das Rittingersche Gesetz zur Anwendung. Wenn der Grad der Zerkleinerung gering ist (große Zerkleinerung), kann die Arbeit zur Bildung neuer Oberflächen vernachlässigt werden, und dann ist das Kirpichev-Kick-Gesetz geeignet. Formel P.A. Rebindera hat eine universelle Bedeutung. Das Bondsche Gesetz nimmt eine Zwischenstellung ein.

Aufgrund der extremen Vielfalt der physikalischen Eigenschaften von Gesteinen sowie der Notwendigkeit, Ausgangsmaterial zu zerkleinern und Produkte unterschiedlicher Größe zu erhalten, wurden viele Konstruktionen von Zerkleinerungsmaschinen entwickelt. Derzeit strebt man danach, keine universellen Zerkleinerungsmaschinen zu bauen, sondern spezialisierte, die es ermöglichen, die besten Ergebnisse zu erzielen. P jeder einzelne Vorgang.

Zerkleinerungsmaschinen müssen folgende Anforderungen erfüllen:

Die Konstruktion und Abmessungen der Maschine müssen der Größe der Teile und den Eigenschaften des zu verarbeitenden Materials, dem Zweck des Vorgangs und der angegebenen Produktivität entsprechen.

Das Entladen von zerkleinertem Material muss kontinuierlich erfolgen. Regelmäßiges Entladen verringert die Zerkleinerungseffizienz.

Die Zerkleinerung sollte gleichmäßig und staubarm erfolgen. Der Zerkleinerungsgrad lässt sich ganz einfach einstellen.

Der Energieverbrauch sollte möglichst gering sein.

Die Wartung sollte einfach und sicher sein, der Austausch von Verschleißteilen sollte einfach sein.

Die wertvollsten Teile des Brechers müssen durch kostengünstige Sicherheitsvorrichtungen vor Beschädigungen geschützt werden.

Die Grundlagen der Theorie der Zerkleinerungsmaschinen wurden von Prof. L. Bevenson und Z. B. Kantorovich. Die Arbeit vieler anderer sowjetischer Wissenschaftler und Ingenieure widmete sich der Untersuchung der Betriebsbedingungen einzelner Brechmaschinen, was zur Ermittlung optimaler Betriebsbedingungen für Brech- und Mahlmaschinen und zur Entwicklung neuer Konstruktionen führte.

Schlussfolgerungen:

Sich trennen - Dabei handelt es sich um den Prozess der Verkleinerung von Erzstücken durch deren Zerstörung unter dem Einfluss äußerer Kräfte, die die Kräfte des inneren Zusammenhalts von Kristallen einer festen Substanz überwinden. Herkömmlicherweise geht man davon aus, dass beim Zerkleinern Produkte mit einer Partikelgröße von bis zu 5 mm entstehen. Zur Zerkleinerung werden Brecher unterschiedlicher Bauart eingesetzt. Die Zerkleinerung erfolgt sowohl trocken (basisch) als auch nass (für Tonerze).

Manchmal erfolgt das Zerkleinern von Mineralien manuell . Dies ist jedoch ein zeitaufwändiger und kostspieliger Eingriff und daher nur in einigen Sonderfällen ratsam, nämlich:

a) wenn das geförderte Mineral eine geringe Anzahl einzelner großer Stücke enthält, deren Größe die Beschickungsöffnung von Zerkleinerungsmaschinen überschreitet;

b) bei der manuellen Erzsortierung – zum Trennen von Gelenken. Im ersten Fall erfolgt die Zerkleinerung meist auf Gittern, die die Bunker bedecken.

Beim Zerkleinern und Mahlen kommen folgende Zerstörungsmethoden zum Einsatz: Zerkleinern, Spalten, Brechen, Schneiden, Abreiben und Schlagen. Abhängig von den physikalischen und mechanischen Eigenschaften, dem zu zerkleinernden Material und der Größe seiner Stücke wird die eine oder andere Zerstörungsmethode ausgewählt.

Abhängig von der Größe des zerkleinerten Materials und des zerkleinerten Produkts werden folgende Zerkleinerungsstufen unterschieden:

Grobzerkleinerung (von 1100...300 bis 350...100 mm);

Mittlere Zerkleinerung (von 350...100 bis 100...40 mm);

Feinzerkleinerung (von 100...40 bis 30...5 mm).

Der Zerkleinerungsprozess ist sehr komplex und hängt von vielen Faktoren ab, darunter: Festigkeit und Viskosität des Erzes, Feuchtigkeit, Form und Größe der Stücke usw.

Kontrollfragen:

1.
Was ist Zerquetschen?

2.
Welche Zerstörungsmethoden gibt es beim Zerkleinern?

3.
Wie unterscheiden sich Zerstörungsprozesse voneinander?

4.
Was ist manuelles Zerkleinern und in welchen Fällen wird es durchgeführt?

5.
Was bedeutet der Zerkleinerungsgrad und wie wird er bestimmt?

6. Was charakterisiert die Gesetze der Fragmentierung?

7. Wie unterscheiden sich die Rittinger- und Kirpichev-Kick-Formeln?

8. Welche Anforderungen werden an Zerkleinerungsgeräte gestellt, wenn sie für den Betrieb vorbereitet werden?

Seminarthemen:

Zerkleinern als integraler Prozess der Vorbereitung zur Anreicherung.

Zerkleinerungsprozesse. Allgemeine Charakteristiken.

Manuelle und maschinelle Zerkleinerung.

Gesetze der Fragmentierung.

Hausaufgaben:

Zerkleinerungsprozess

Der Zerkleinerungsprozess wird verwendet, um Mineralien (und andere Materialien) auf die erforderliche Größe, die erforderliche Partikelgrößenverteilung oder den gewünschten Grad der Kornöffnung zu bringen. Folgende Vernichtungsmethoden kommen zum Einsatz:

· Quetschung, die auftritt, nachdem die Spannung die Druckfestigkeit überschreitet (Abbildung 1, a)

· Spaltung durch Verkeilen und anschließendes Zerreißen der Stücke (Abbildung 1, b)

· Bruch durch Biegung (Abbildung 1, c)

· Scherung, bei der das Material einer Scherverformung ausgesetzt wird (Abbildung 1, d)

· Abrieb von Teilen durch eine gleitende Arbeitsfläche. (Abbildung 1, d)

· Auswirkungen (Abbildung 1, e)

Die aufgeführten Zerkleinerungsverfahren ähneln dem Zerkleinern und Mahlen, unterscheiden sich jedoch in ihrem technologischen Zweck und ihrer Stellung in der Kette der aufeinanderfolgenden Vorgänge von Verarbeitungsanlagen (im Folgenden PF genannt). Herkömmlicherweise geht man davon aus, dass beim Zerkleinern Produkte mit einer Größe von mehr als 5 mm und beim Mahlen Produkte mit einer Größe von weniger als 5 mm erhalten werden. Zum Zerkleinern werden Brecher und zum Mahlen Mühlen eingesetzt.

Das Zerkleinern in der Aufbereitungsanlage ist ein vorbereitender Vorgang vor der Anreicherung und dient der Trennung eng verwachsener Körner verschiedener im Mineral enthaltener Mineralien. Je vollständiger das Korn zum Vorschein kommt, desto erfolgreicher ist die anschließende Anreicherung mit Mineralien (im Folgenden PI genannt).

Eine vollständige Offenlegung der Mineralien kann nicht erreicht werden, weil Dazu müsste das Erz vor der Aufbereitung sehr fein gemahlen werden. Die Korngröße, auf die das Ausgangsmaterial vor der Aufbereitung zerkleinert werden muss, wird durch die Größe der enthaltenen nützlichen Mineralien und das für die Aufbereitung eines bestimmten Minerals angewandte Verfahren bestimmt. Mineralien sollten nicht zu stark gemahlen werden, denn... Dies erhöht die Kosten des Prozesses und verschlechtert die Anreicherungsergebnisse. Diese Größe wird experimentell im Rahmen von Studien zur PI-Anreicherung ermittelt.

Zerkleinerungsgrad

Der Zerkleinerungsgrad ist das Verhältnis der Größe der maximalen Stücke oder Körner des Ausgangsmaterials zur Größe des maximalen Stücks des Produkts.

Der Zerkleinerungsgrad gibt an, wie oft sich die Größe des Stücks während des Zerkleinerns verringert hat.

Somit wird der Zerkleinerungsgrad anhand des Verhältnisses der Größen der Begrenzungsöffnungen der Siebe berechnet, durch die zerkleinerte Materialstücke und zerkleinertes Produkt gelangen.

Brechende Etappen

Abhängig von der Größe des Ausgangsmaterials und des zerkleinerten Produkts haben die Zerkleinerungsstufen Namen:

Stufe 1 – Grobzerkleinerung

Stufe 2 – mittlere Zerkleinerung

Stufe 3 – Feinzerkleinerung

Abhängig von der erforderlichen Größe des Materials vor der Aufbereitung kann es in einer, zwei oder sogar drei aufeinanderfolgenden Stufen zerkleinert werden.

Abb.2.

Klassifizierung von Brechern

Backenbrecher

Backenbrecher werden in zwei Hauptklassen eingeteilt: mit einfacher und komplexer Bewegung der beweglichen Backe. Brecher mit einfacher Bewegung der beweglichen Backe unterscheiden sich in der Art ihrer Befestigung und dem Antriebsmechanismus. Es gibt Brecher mit Oberbackenaufhängung, mit unterer Scharnierhalterung, mit Nockenantrieb und mit Kurbelantrieb. Bei Brechern mit komplexer Bewegung der beweglichen Backe ist diese an einer exzentrischen Antriebswelle angelenkt. Eine erhebliche vertikale Bewegung der Backen, die ihre abrasive Wirkung auf Materialstücke verursacht, führt zu einem erhöhten Verschleiß der Brechplatten. Daher werden Brecher mit komplexer Bewegung hauptsächlich für Materialien mit geringem Abrieb eingesetzt. Vorteile: einfache Konstruktion, Kompaktheit und geringes Gewicht.

Abbildung 4 zeigt ein Diagramm eines Backenbrechers mit einer komplexen Bewegung der ShchDS-Backe. Der Brecherrahmen ist geschweißt. Seine Seitenwände bestehen aus Stahlblech und sind durch die Vorderwand 1 eines Kastenprofils und den hinteren Träger 2, der gleichzeitig das Gehäuse der Verstellvorrichtung 7 ist, miteinander verbunden. Über der Aufnahme ist ein Schutzgehäuse 3 befestigt Die bewegliche Wange 4 ist am exzentrischen Teil der Antriebswelle 5 befestigt, im unteren Teil der Wange befindet sich eine Nut, in die der Einsatz zum Anschlag der Distanzplatte 6 eingesetzt wird. Das andere Ende der Distanzplatte liegt daran an Einsatz der Einstellvorrichtung, bestehend aus einem Schieber 13 und zwei Schrauben 14. Die Schließvorrichtung besteht aus einer Stange 8 und einer zylindrischen Feder 9. Die bewegliche Wange hat unten einen schrägen Vorsprung, auf dem die Brechbelagplatte 10 montiert ist Die feste Brechplatte 11 liegt unten auf dem Vorsprung der Vorderwand des Rahmens 1 auf und wird seitlich durch Belagplatten 12 eingespannt.