خردایش مواد معدنی به مجموعه فرآیند هایی گفته می ‌شود که طی آن، سنگ ‌ها و کانی‌ های استخراج ‌شده از معدن، در چند مرحله متوالی از ابعاد درشت و نا منظم اولیه، به ذرات کوچک ‌تر، یکنواخت ‌تر و قابل‌ مصرف برای صنایع مختلف تبدیل می ‌شوند. این فرآیند معمولاً شامل خردایش اولیه، خردایش ثانویه، آسیاب (نرمایش) و در نهایت دانه ‌بندی است و پیش ‌نیاز اصلی تولید پودرهای معدنی، کنسانتره و مواد اولیه صنعتی به‌ شمار می‌ رود.

سنگ معدنی که مستقیماً از معدن استخراج می ‌شود، معمولاً ابعادی نا منظم و بسیار درشت دارد که برای مصرف در خطوط تولید صنعتی مناسب نیست. خردایش، همراه با مراحل بعدی آسیاب و دانه ‌بندی، این ماده خام را به شکلی قابل ‌استفاده برای صنایعی مانند فولاد سازی، رنگ ‌سازی، حفاری، ساختمان و صنایع شیمیایی تبدیل می ‌کند.

انتخاب روش و تجهیزات مناسب خردایش، تأثیر مستقیمی بر سه عامل کلیدی دارد: کیفیت و یکنواختی محصول نهایی، میزان مصرف انرژی و در نتیجه هزینه فرآوری، و مطابقت اندازه ذرات با استاندارد مصرف در صنعت مقصد. برای مثال، پودری که قرار است در فرمولاسیون فولاد استفاده شود، الزامات دانه‌ بندی متفاوتی نسبت به موادی دارد که در گل حفاری یا صنعت رنگ به‌ کار می ‌روند. به همین دلیل، فرآیند خردایش معمولاً از قبل، بر اساس مشخصات ماده اولیه و کاربرد نهایی محصول طراحی می‌ شود.

فرآیند خردایش به ‌ندرت در یک مرحله انجام می ‌شود؛ کاهش اندازه ذرات از ابعاد درشت معدنی تا پودر میکرونیزه، معمولاً طی چند مرحله متوالی صورت می ‌گیرد.

در این مرحله، قطعات بزرگ و نا منظم سنگ معدن که مستقیماً از معدن استخراج شده‌ اند، به قطعاتی با ابعاد کوچک ‌تر تبدیل می ‌شوند. این مرحله معمولاً با سنگ‌ شکن‌ های فکی یا ژیراتوری انجام می‌ شود که با اعمال نیروی فشاری بین دو سطح، سنگ را می‌ شکنند.

خروجی مرحله اول در این بخش، به ابعاد ریزتر و یکنواخت تری کاهش پیدا می‌ کند تا برای آسیاب یا مصارف خاص آماده شود. سنگ ‌شکن‌ های مخروطی و ضربه ‌ای رایج ‌ترین تجهیزات این مرحله هستند.

اگر کاربرد نهایی به پودر ریزدانه یا میکرونیزه نیاز داشته باشد، ماده پس از خردایش وارد مرحله آسیاب می‌ شود. در این مرحله با استفاده از آسیاب‌ های گلوله ‌ای، چکشی یا جت، ذرات تا اندازه مورد نیاز — که می ‌تواند تا مقیاس میکرون هم پیش برود — ریز می ‌شوند.

در مرحله پایانی، ذرات بر اساس اندازه، از طریق الک‌ های ویبره یا کلاسیفایر های هوایی (سیکلون) از یکدیگر جدا می‌ شوند. ذراتی که هنوز به اندازه هدف نرسیده ‌اند، معمولاً برای خردایش یا آسیاب مجدد به چرخه بازمی ‌گردند.

مرحله	هدف اصلی	تجهیزات رایج
خردایش اولیه	کاهش ابعاد بلوک ‌های درشت استخراج‌ شده	سنگ ‌شکن فکی، سنگ‌ شکن ژیراتوری
خردایش ثانویه	رساندن ذرات به ابعاد متوسط و یکنواخت ‌تر	سنگ‌ شکن مخروطی، سنگ‌ شکن ضربه ‌ای
آسیاب و نرمایش	تولید پودر ریز دانه یا میکرونیزه	آسیاب گلوله ‌ای، آسیاب چکشی، آسیاب جت
دانه ‌بندی	جدا سازی ذرات بر اساس اندازه هدف	الک ویبره، سیکلون، کلاسیفایر هوایی

روش‌ های خردایش را می ‌توان بر اساس نوع نیرویی که برای شکستن ذرات به‌ کار می ‌رود، به چند دسته اصلی تقسیم کرد:

• سنگ‌ شکن فکی: رایج ‌ترین تجهیز برای خردایش اولیه؛ ماده معدنی بین یک فک ثابت و یک فک متحرک تحت فشار خرد می ‌شود.

• سنگ ‌شکن مخروطی: برای خردایش ثانویه و تولید ذراتی با ابعاد یکنواخت ‌تر نسبت به سنگ‌ شکن فکی استفاده می ‌شود.

• سنگ‌ شکن ضربه ‌ای: با استفاده از روتور های دوار پر سرعت، ماده را از طریق ضربه خرد می ‌کند و برای مواد کمتر سایشی مناسب است.

• آسیاب گلوله‌ ای: استوانه دوار پر از گلوله ‌های فلزی که برای تولید پودر ریزدانه از طریق سایش استفاده می‌ شود؛ یکی از رایج ‌ترین تجهیزات برای رسیدن به دانه‌ بندی زیر چند صد میکرون.

• آسیاب چکشی: با چکش ‌های دوار، ماده را خرد و به پودر تبدیل می ‌کند؛ بیشتر برای مواد نرم ‌تر یا با ساختار ترد کاربرد دارد.

• آسیاب میکرونیزه (جت میل): برای رسیدن به ریز ترین دانه ‌بندی ‌ها استفاده می‌ شود؛ در این روش ذرات از طریق برخورد با یکدیگر در جریان هوای پرفشار خرد می ‌شوند.

• الک ویبره و کلاسیفایر هوایی: برای دانه ‌بندی نهایی و جدا سازی ذرات بر اساس اندازه هدف، پس از پایان مراحل خردایش و آسیاب استفاده می ‌شوند.

• سختی و ساختار کانی: موادی با سختی یا سایندگی بالاتر، به تجهیزات مقاوم ‌تر و معمولاً مصرف انرژی و استهلاک قطعات بیشتری نیاز دارند.

• اندازه ذرات ورودی و خروجی هدف: فاصله بین ابعاد اولیه سنگ معدن تا دانه ‌بندی نهایی مورد نیاز، تعداد مراحل خردایش و نوع تجهیزات لازم را مشخص می‌ کند.

• رطوبت ماده: برخی مواد معدنی برای فرآوری بهتر، نیاز به آسیاب تر دارند، در حالی که برخی دیگر باید به ‌صورت خشک فرآوری شوند.

• کاربرد نهایی محصول: صنایع مختلف، الزامات دانه‌ بندی و خلوص متفاوتی دارند؛ برای مثال محصولی که قرار است در کوره ذوب استفاده شود، لزوماً به همان ریزی پودری که برای صنایع رنگ یا شیمیایی لازم است، نیاز ندارد.

• ظرفیت و هزینه فرآوری: هزینه واقعی خردایش به نوع ماده، دانه ‌بندی ورودی و خروجی، ظرفیت خط تولید و میزان مصرف انرژی و استهلاک تجهیزات بستگی دارد و معمولاً به‌ صورت هزینه به ازای هر تن محاسبه می‌ شود، نه یک نرخ ثابت.

خردایش مواد معدنی، فرآیندی چند مرحله‌ ای است که سنگ خام معدنی را از طریق خردایش اولیه و ثانویه، آسیاب و دانه‌ بندی، به محصولی قابل‌ مصرف برای صنایع مختلف تبدیل می ‌کند. انتخاب روش و تجهیزات مناسب در هر مرحله، مستقیماً بر کیفیت، یکنواختی و هزینه نهایی محصول اثر می ‌گذارد و باید بر اساس ویژگی‌ های ماده معدنی و نیاز صنعت مقصد تعیین شود.

خردایش معمولاً به مرحله‌ای گفته می‌شود که در آن قطعات درشت سنگ معدن به ابعاد متوسط یا ریز کاهش پیدا می‌کنند، در حالی که آسیاب یا میکرونیزه‌کردن مرحله بعدی است که طی آن ذرات به اندازه‌ای بسیار ریزتر (اغلب در مقیاس میکرون) تبدیل می‌شوند تا برای مصارف خاص صنعتی مانند فولادسازی، رنگ‌سازی یا صنایع شیمیایی آماده شوند.

به‌طور کلی این فرآیند شامل خردایش اولیه (کاهش ابعاد بلوک‌های درشت استخراج‌شده)، خردایش ثانویه (رساندن ذرات به اندازه متوسط)، آسیاب یا نرمایش (تبدیل به پودر ریزدانه) و در نهایت دانه‌بندی یا طبقه‌بندی (جداسازی ذرات بر اساس اندازه هدف) است.

در مرحله خردایش اولیه معمولاً از سنگ‌شکن‌های فکی یا ژیراتوری استفاده می‌شود؛ این دستگاه‌ها با اعمال نیروی فشاری، بلوک‌های درشت سنگ معدن را به قطعاتی با ابعاد کوچک‌تر تبدیل می‌کنند تا برای مراحل بعدی فرآوری آماده شوند.

مواد معدنی سخت‌تر یا با ساختار سایشی بالاتر معمولاً به تجهیزات مقاوم‌تر و مصرف انرژی بیشتری نیاز دارند و می‌توانند سرعت استهلاک قطعات دستگاه را افزایش دهند؛ به همین دلیل، انتخاب روش و نوع سنگ‌شکن یا آسیاب باید متناسب با ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی هر ماده معدنی انجام شود.

خیر، اندازه نهایی ذرات به کاربرد صنعتی مورد نظر بستگی دارد؛ برخی صنایع به دانه‌بندی متوسط نیاز دارند، در حالی که برخی دیگر، مانند صنایع فولادسازی یا رنگ‌سازی، به پودر میکرونیزه با ذرات بسیار ریز و یکنواخت نیاز دارند.