1、 本次課內容提要本次課內容提要1、破碎與篩分。破碎與篩分。2、磨礦與分級。磨礦與分級。破碎作業的分類破碎作業的分類破碎作業按破碎產物的粒度不同分為粗碎中碎細碎粉碎可按不同的分類標準(方式）進行分類種破碎作業按其在選礦(煤)工藝中的作用不同可分為準備破碎( 分選前)最終破碎(分選后)破碎作業按其所消耗的能量形式不同分為機械能破碎，即用機械力破碎物料非機械能破碎，即應用電能、熱能等進行破碎選煤廠和選礦廠主要是采用機械能破碎。機械能破碎有五種基本方式。壓碎、劈碎、折斷、磨碎、擊碎破（磨）碎比破（磨）碎比破碎（磨礦）機的給礦最大礦塊尺寸（ D ) 與該段破碎（磨礦）機的產品中最大礦塊尺寸（ d ）之比

2、。i= D d 它的大小，說明礦石經破碎（磨）以后，其粒度縮小的倍數，是衡量礦石破碎前后粒度變化程度和均衡分配各段破碎（磨礦）機工作的參數。 礦塊的最大粒度一般以95的該物料能通過的方形篩孔尺寸來表示。 作業總破（磨）碎比等于各段破（磨）碎比的乘積。 如采用三段破碎，各段破碎比分別以i1、 i2、 i3表示，則總破碎比 i總=i1i2i3 一定的破碎設備，其破碎比范圍一定。因此，總破碎比往往決定了破碎段數。破碎基本理論破碎基本理論 破碎理論是研究礦石在破碎過程中能量消耗與哪些因素有關，并確定外力破碎礦石時所做的功的學說，也叫破碎的功耗學說。 雖然人類使用破碎工具已有上千年的歷史，但是，提出破碎

3、理論還是 19 世紀的事情。在選礦廠中， 40-60的動力消耗是在破碎和磨碎作業中，這必然引起人們的關注。 物料塊破碎是沿最脆弱的斷面裂開的。這些脆弱斷面在物料塊被破碎后就不存在了，所以在物料破碎過程中，脆弱點和脆弱面逐漸消失。 隨著物料粒度的減小，物料變得越來越堅固。因而，破碎較小的物料時，消耗的能量就較多。 破碎物料塊所消耗的功，一部分使被破碎的物料變形，并以熱的形式散失于周圍空間；另一部分則用于形成新表面，變成固體的自由表面能。1 1 面積假說面積假說 破碎理論的面積假說是由德國學者P.R.雷廷格(P.R.Rittinger)于1867年提出的，這是最早的系統的破碎理論。 事實上，物料表

4、面上的質點與其內部的質點不同，物料表面相鄰的質點不能使其平衡，故物料表面存在著不飽和能。 破碎過程使物料增加新的表面，為此雷廷格認為：物料破碎時，外力做的功用于產生新表面，即破碎功耗與破碎過程中物料新生成表面的面積成正比，或內力的單元功dA1與物料的破斷面的面積增量 dS成正比。即： dA1=K1dS 式中K1一比例系數.2 體積假說體積假說 破碎的體積假說是由俄國學者吉爾皮切夫與德國學者基克各自獨立提出的。 體積假說認為：將幾何形狀相似的同類物料破碎成幾何形狀也相似的產品時，其破碎功耗與被破碎物料塊的體積或質量成正比，或內力的單元功 dA2與破碎物料塊的變形體積的微量 dV 成正比。 根據體

5、積假說，破碎功只與破碎比的體積假說與虎克定律有關。 3 3 裂縫假說裂縫假說 裂縫假說是由 F.C.榜德( F.C.Bond )在整理了破碎與磨碎的經驗資料后，于 1952 年提出的介于面積假說和體積假說之間的一種破碎理論。 裂縫假說認為破碎礦石時，外力首先使物料塊產生變形，外力超過強度極限以后，物料塊就產生裂縫而破碎成許多小塊。榜德提出的個計算破碎功耗的公式為： 式中 W將單位質量物料從粒度為 F 破碎到粒度為P時所用能量； F80的入料所能通過的方形篩孔寬； P80 的排料所能通過的方形篩孔寬； Wi 功指數。 Wi是理論上不限定的粒度破碎到 80可以通過100m 篩孔寬( 或 65可以通

6、過 200網目篩孔寬)時所需的功，它在一定程度上表示物料粉碎的難易程度，即可碎性或可磨性。111 0iWWPF4 破碎理論的評述破碎理論的評述 以上所介紹的三種破碎理論都有局限性和誤差。 導出的公式還不能完全用于定量計算，因為在計算破碎功的絕對值時，比例系數為未知數。這些公式只能用于破碎和磨碎過程的定性研究。 要準確地選擇破碎機和磨礦機的電動機功率，必須在理論計算的基礎上廣泛地利用實驗資料。 三種假說都從某個角度解釋了破碎的某一階段。 面積假說只注意了新生表面積所需要的能量，而忽視了物料破碎前先出現變形和實際中物料又是非均質的。 體積假說只考慮了破碎時的變形能，沒有考慮到新生表面積的增加，同樣

7、具有片面性。 裂縫假說是介于面積假說與體積假說之間，提出破碎功耗與方形篩孔D1/2成正比，但沒有充足的理論根據，而且由于它是根據實際資料整理出的經驗公式，所以具有一定的適用范圍。 根據試驗研究證實： 粗碎時新生表面積不多，體積假說較為準確，裂縫假說結果不可靠； 細碎時(破碎到 10m 以下時)裂縫假說求得的數據過小，此時新生表面積增加，表面能是主要的，面積假說較為準確； 在粗碎與細碎之間的廣泛范圍內，裂縫假說比較適用，因為榜德的經驗公式是根據一般破碎設備得出結論，所以在中等破碎比情況下與它大致相符。 各假說在適合各自的粒度范圍內與實際情況的誤差不大，因而在應用時，應正確加以選擇。其中，裂縫假說

8、較有實際意義與應用價值。因為面積假說及體積假說公式中的 K1與 K2分別表示單位表面積與單位體積變形所需的分離與變形功，這在目前無法確定，故這兩個公式的應用受到限制，只能在礦石性質相同的情況下消去比例系數而作一些相對計算分析，定性地說明一些問題。裂縫假說使用的是破碎的凈功耗，公式中的各項均是可測定的，故具有廣泛的實用價值。 榜德公式可應用于以下幾個方面： 計算破碎、磨碎功耗。在測出功指數Wi 的情況下，可以計算各種粒度范圍內的破碎磨碎功耗。 選擇破碎或磨碎機械。測出礦石的功指數Wi，可以計算設計條件下的需用功率，從需用功率的容量上選擇破碎或磨碎機械。 比較不同破碎設備的工作效率。如：兩臺破碎機

9、消耗的功率相同，但產品粒度不同，分別計算出其操作功指數，就可以看出哪一臺破碎機的效率高。 總的來說，破碎過程是復雜的，三個假說均有許多因素未加考慮，因此，即使在各自適用的范圍內，其結果也只是近似的，還須用實際資料加以校核。 破碎機可按工作原理和結構特征劃分為：顎式破碎機、圓錐破碎機、輥式破碎機和沖擊式破碎機。 以下為主要類型破碎和磨碎設備的原理示意圖。 顎式破碎機顎式破碎機是出現較早的破碎設備，因其構造簡單、堅固、工作可靠、維護和檢修容易以及生產和建設費用比較少，因此，直到現在仍然廣泛地在冶金、化工、建材、電力、交通等工業部門，用于破碎抗壓強度在147245MPa的各種礦石和巖石的粗、中、細碎

10、。近年來，為滿足冶金、礦山、建筑等工業部門破碎高強度、高硬度的微碳鉻鐵的需要，專門研制了強力顎式破碎機顎式破碎機。 顎式破碎機顎式破碎機一般分為復擺和簡擺兩種，主要用于粗、中碎。近年來，又出現用于細碎的復擺顎式破碎機顎式破碎機和破碎高強度、高硬度微碳鉻鐵強力破碎機破碎機。顎式破碎機主要問題是顎板壽命低。因此，要研制專用材料，為改善啟動過程，避免過載損壞，還要在大型機上采用了液力偶合器，改善設備性能。 顎式破碎機顎式破碎機 鄂式破碎機的鄂式破碎機的規格規格用給礦口寬度（用給礦口寬度（B ）和長度（）和長度（ L ）表示。表示。 鄂式破碎機結構簡單、不易堵礦、工作可靠、易于鄂式破碎機結構簡單、不易

11、堵礦、工作可靠、易于制造、維護方便，至今仍廣泛應用。制造、維護方便，至今仍廣泛應用。 主要用于主要用于中硬以上礦石的粗碎和中碎。中硬以上礦石的粗碎和中碎。 與旋回破碎機相比，其與旋回破碎機相比，其缺點缺點是生產率低、破碎比、是生產率低、破碎比、產品粒度不均。產品粒度不均。 使用時，一般使用時，一般嚙角嚙角為為 18 20 。在保證產品粒度的。在保證產品粒度的要求下，適當增大排礦口，可提高生產率。要求下，適當增大排礦口，可提高生產率。 適宜的偏心軸轉速適宜的偏心軸轉速，應保證破碎產物從容排出，且，應保證破碎產物從容排出，且又有較高的生產能力和較低的電耗。又有較高的生產能力和較低的電耗。型號型號進

12、料口尺寸進料口尺寸(mm)最大進料最大進料粒度粒度(mm)產量產量(t/h)配用電機配用電機功率功率(kw)外形尺寸外形尺寸(mm)重量重量(t)PE-1502501502501251-35.58967459351PE-2504004002502005-20151430131013403PE-40060060040035015-50301700173216537PE-60090090060048045-1105522902206237017PE-9001200900120075090-22011038003166304550PE-50075050075042515-65552035192120

13、0012PE-75010601060750630105-1959026552302311029PEX-25075075025021015-30301667154510205PEX-2501000100025021015-50301550196413807PEX-2501200120025021020-60372192190019508.5顎式破碎機規格與性能參數表顎式破碎機規格與性能參數表 錘式破碎機錘式破碎機經高速轉動的錘體與物料碰撞面破碎物料，它具有結構簡單，破碎比大，生產效率高等特點，可作干、濕兩種形式破碎，適用于礦山、水泥、煤炭、冶金、建材、公路、燃化等部門對中等硬度及脆性物料進行細碎

14、。 該設備可根據用戶要求調整蓖條間隙，改變出料粒度，以滿足不同用戶的不同需求。錘式破碎機錘式破碎機錘式破碎機轉子錘式破碎機轉子 規格型號 轉速 進料粒度 出料粒度 產量 重量 功率 外型尺寸 PC-400300 1450 100 10 3-10 0.8 11 812982785 PC-500350 1250 100 15 5-15 1.2 18.5 120011141114 PC-600400 1000 220 15 5-25 1.5 22 105510221122 PC-800600 980 350 15 10-50 3.1 55 136013301020 PC-800800 980 350

15、 15 10-60 3.5 75 144017401101 PC-1000800 1000 400 13 20-75 7.9 115 351422301515 錘式破碎機規格與性能參數表錘式破碎機規格與性能參數表 使用范圍：使用范圍： 反擊式破碎機反擊式破碎機能處理邊長不超過 500mm 、抗壓強度不超過 350MPa 的各種粗、中、細物料（花崗巖、石灰石、混凝土等），廣泛用于水電、高速公路、人工砂石料、破碎等行業。性能特點：性能特點： 反擊式破碎機反擊式破碎機結構獨特、無鍵連接、高鉻板錘、獨特的反擊襯板；硬巖破碎、高效節能；產品形狀呈立方體，排料粒度大小可調，簡化破碎流程。 工作原理：工作原

16、理： 反擊式破碎機反擊式破碎機工作時，在電動機的帶動下，轉子高速旋轉，物料進入后，與轉子上的板錘撞擊破碎，然后又被反擊到襯板上再次破碎，最后從出料口拋出。 反擊式破碎機反擊式破碎機 型號型號規格規格進料口尺寸進料口尺寸（ mm ）最大進料邊長最大進料邊長（ mm ）生產能力生產能力（ t/h ）功率功率（kw ）重量重量 (不包括電不包括電機機)PF-0608644 740320 77010010-20304000PF-0807850 700400 73030015-3030-458130PF-H-1007I1000 700400 73030030-5037-559500PF-A-1010I1

17、000 1050400 108035050-8055-7512127PF-B-1210I1250 1050400 108035070-120110-13214000PF-B-1214I1250 1400400 1430350130-180132-16018579PF-10131000 1300650 135040080-12090-11012000PF-13151320 1500860 1520500160-250180-26019000PF-13201320 2000860 2030500300-350300-37524000反擊式破碎機功格與性能參數表反擊式破碎機功格與性能參數表 旋回破碎

18、機 旋回破碎機規格，以最大給礦口寬度（ B ）來表示。 旋回破碎機工作平穩、生產率高、易于啟動、破碎比大、產品粒度均勻，同時可以擠滿給礦，輔助設備少。 它廣泛用于粗碎、中碎各種硬度的礦石。 其缺點是構造復雜、機身較高、基建費貴。中細碎圓錐破碎機 用于中碎的圓錐破碎機叫標準圓錐破碎機； 用于細碎的叫短頭圓錐破碎機； 居于上述兩者之間的叫中型圓錐破碎機。 ( 1 ）中、細碎圓錐破碎機的活動圓錐和固定圓錐都是正立的截頭圓錐，圓錐形狀緩傾，破碎腔中存在一個平行區，適應了控制排礦粒度均勻的要求。而旋回破碎機的圓錐形狀是急傾斜的，活動圓錐正立，固定圓錐倒立。 ( 2 ）中、細碎圓錐破碎機的活動圓錐支承在球

19、面軸承上。而旋回破碎機的活動圓錐則懸掛在機體上部的橫梁上。 ( 3 ）中、細碎圓錐破碎機的機架由上、下兩部分組成，其間用螺栓聯接，在螺栓上套有彈簧，借助附有手柄的校桿和鉸鏈，可使固定圓錐上升或下降，從而調節排礦口的大小。而旋回破碎機則利用主軸上端螺帽，調整懸掛活動圓錐上下，從而調節排礦口的大小。 ( 4 ）中、細碎圓錐破碎機有彈簧保險裝置，可靠性大。當破碎腔中進人非破碎物時，支承在彈簧上面的固定圓錐（調整環）和上部機架（支承環）同時向上抬起，使彈簧壓縮，排礦口增大，從而使非破碎物從排礦口排出，避免機器的損壞。然后，支承環和調整環借助彈簧的彈力，恢復原位。 中碎和細碎圓錐破碎機的結構基本類似，只

20、是標準型給礦口大，平行區短；短頭型給礦口小，平行區長；中型則居中。 中、細碎圓錐破碎機的規格用活動圓錐的底部直徑表示。 中、細碎圓錐破碎機生產能力大、功率消耗低、破碎比大 （i = 4 5 ）、產品粒度均勻。目前廣泛用于各種硬度礦石的中碎和細碎。 但不宜處理粘性物料。其它破碎機械 對輥破碎機是最常見的中硬礦石中、細碎機的一種。其結構和工作原理圖如圖 所示。 兩個相向回轉的圓輥，借助于摩擦力，將給入的礦石卷進兩輥之間的空間（破碎腔），使礦石受到擠壓和研剝而破碎。破碎后的產品靠自重排出。 排礦口寬度借助增減墊片 6 移動可動輥軸承來調整。彈簧 7 為保險裝置。反擊式破碎機 反擊式破碎機是一種高效的

21、新型破碎設備。它主要靠沖擊方式破碎。 目前已廣泛用于化工、煤炭、建筑等工業部門，也逐漸開始用于金屬礦山工業上。 其結構及工作原理示意見圖。 礦石通過鏈幕 9 落到反時針方向旋轉的轉子 1 上，受到錘頭 2 的強烈沖擊。 礦石在錘頭和反擊板之間反復受到沖擊、碰撞而破碎。 破碎產品借自重排出。 反擊式破碎機結構簡單；破碎比大（ i = 50 60 ) ；生產能力高；功率消耗低；可進行選擇性破碎；適應性強；故硬性、脆性和潮濕礦石的破碎均可采用。 其主要缺點是錘頭磨損嚴重，壽命很短。 反擊式破碎機的規格用轉子直徑和轉子長度（ x L）來表示。篩 分 篩分是利用篩子（單層或多層）將粒度范圍較寬的混合物料

22、按粒度分成若干個不同級別的過程。 它主要與物料的粒度或體積有關，比重和形狀的影響很小。 篩分時，通過篩孔的物料稱為篩下產品；留在篩上的物料，稱為篩上產品。 例如，篩孔尺寸為 15 毫米，篩上產品用+ 15 毫米表示；篩下產品用- 15 毫米表示。 若用 n 層篩面篩分物料，可得到n+ 1 種產品。篩分預先篩分檢查篩分 破碎前進行的篩分，稱為預先篩分。其任務為預先分出合格粒度產品，使它不再進人破碎機，以避免礦石的過粉碎和提高破碎機的生產率。 對破碎作業產物進行的篩分，稱為檢查篩分。其目的為控制破碎產品以符合粒度要求。 標準篩 各國標準篩之間的對應關系。篩分過程篩分過程 碎散物料的篩分過程，可以看

23、做由兩個階段組成： 一是小于篩孔尺寸的細顆粒通過粗顆粒所組成的物料層到達篩面，簡稱穿層或分層； 二是細顆粒透過篩孔成為篩下物，簡稱透篩，同時粗顆粒也排出篩面成為篩上物。 篩分過程本是一個由顆粒群體參與的錯綜復雜過程，但是為了便于分析問題，經常以單個顆粒為研究對象來分析其透篩過程。 為此，物料和篩面之間必須存在相對運動，使粗粒層經常處于松散狀態，便于細顆粒穿過粗顆粒之間的空隙，促使細顆粒透篩。同時對篩面上的物料層必須有一定的輸送能力。 篩分機械的類型及其主要特點篩分機械的類型及其主要特點 篩分機械俗稱篩子。篩子的種類繁多，一般按篩面的結構形式和運動形式，將其分為以下幾種類型。1固定篩2滾筒篩3振

24、動篩4其他篩分機振動篩振動篩振動篩振動篩 適宜采石場篩分砂石料，也可供選煤、選礦、建材、電力及化工等行業作產品分級用。 工作特點： 采用塊偏心作為激振力，激振力強。 篩子橫梁與篩箱采用高強度螺栓，結構簡單，維修方便快捷； 采用輪胎聯軸器，柔性連接，運轉平穩； 采用小振幅，高頻率，大傾角結構，使該機篩分效率高。振動篩技術參數振動篩技術參數篩分效率 篩分作業中，常以生產能力和篩分效率來衡量其工作的好壞：前者是數量指標，后者是質量指標。 所謂篩分效率，是指實際得到的篩下產品重量與篩分給礦中小于篩孔尺寸粒級的重量之比，用百分數表示或小數表示。篩分分析 確定物料中顆粒大小分布規律的工作叫粒度分析。 根據

25、物料粗細的不同，有篩分分析、水力分析、顯微鏡分析等各種方法。 篩分分析是為確定粒度范圍較寬物料群粒度和粒度組成所做的物料篩分。 通常是采取物料的代表性試樣，在一套篩孔遂漸縮小的篩子（即套篩）中進行，以測得物料中不同粒度級別的重量分布。 篩分分析是選礦生產過程中最簡便和常用的檢查方法之一，廣泛用于測定0.04100mm 散粒的粒度組成，更大粒度的物料也可編制更大篩孔的篩子。 但對于小粒度的物料，一是制作相應篩孔的篩子較困難，二是很難篩得充分。一般干篩的分級粒度最小至0.1mm。0.04100mm 物料須用濕篩。 篩分分析法的特點是設備簡單，易于操作，但篩析結果受顆粒形狀和篩分時間的影響較大。 水

26、力沉降分析法此法是利用水力分析裝置，根據不同粒度的顆粒在水介質中沉降速度不同而分成若于粒級。 該法適用于測定 l75 m 細粒物料的粒度組成，其特點是不像篩分分析法那樣嚴格按顆粒幾何尺寸分級，而是按沉降速度分級。 因水力沉降過程受顆粒密度和形狀的影響，密度大的小顆粒與密度小的大顆粒有可能進入同一個粒級。 顯微鏡分析法此法是利用顯微鏡觀察微細顆粒的大小和形狀，適用于 0.1-50m的物料，可檢查分選產品或校正水力沉降分析結果，也可研究礦石的結構。 其主要特點是直觀。 在選煤生產和選煤研究中，應用最廣泛的是篩分分析法。磨礦磨礦 磨礦作業是礦石破碎過程的繼續，是分選前準備作業的重要組成部分。磨礦作業

27、不僅于選礦工業，而且在建筑、化學和電力等工業部門中亦廣泛應用。 除處理某些砂礦以外的所有選礦廠，幾乎都有磨礦作業。在選礦工業中，當有用礦物在礦石中呈細粒嵌布時，為了能把脈石從礦石中除去，并把各種有用礦物相互分開，必須將礦石磨細至0.1-0.3 mm ，甚至有時磨至 0.05-0.074 mm 以下。 磨礦細度與選礦指標有著密切的關系。在一定程度上，有用礦物的回收率隨著磨礦細度的減小而增加。因此，適當減小礦石的磨碎細度能提高有用礦物的回收率和產量。磨礦所消耗的動力占選礦廠動力總消耗的 30以上。因此，磨礦作業在選礦工藝流程中占有很重要的地位。 它通常在磨礦機中進行，磨機內裝有磨礦介質。 若介質為

28、鋼球，則叫球磨機； 介質為鋼棒者叫棒磨機； 介質為礫石者叫礫磨機。 若以自身礦石作介質者，就叫礦石自磨機；礦石自磨機中再加入適量鋼球，就構成所謂半自磨機。 磨機的規格，都以筒體直徑 x 長度表示。 磨礦機的分類如圖 1-4-2 所示。按照排礦方法不同，常用的磨礦機可以分為中心排礦磨礦機(見圖1-4-2 (a)、(b)、(c)和格子排礦磨礦機(見圖1-4-2 (d)兩種。 磨礦作業以濕式磨礦為主，而且一般與機械分級機組成閉路循環； 但對于缺水地區和某些忌水工藝過程（如水泥廠、石棉廠生產過程或某些干法選礦過程），也有采用干式磨礦的。 目前，選煤廠主要采用格子型球磨機和溢流型球磨機。 如圖 1-4-

29、3 (a)所示的磨礦和分級工藝聯合的流程叫閉路磨礦，它可以提高磨礦效率。 與磨礦機配合使用的常用分級設備有螺旋分級機、水力旋流器等。 球磨機的排礦不進入分級設備，直接進入下一作業的稱為開路磨礦如圖l-4-3(b)。磨礦過程的基本原理 礦機粉碎礦石的作用礦機粉碎礦石的作用 磨機以一定轉速旋轉時，處在筒體內的磨礦介質由于旋轉時產生離心力，致使它與筒體之間產生一定摩擦力。摩擦力使磨礦介質隨筒體旋轉，并到達一定高度。當其自身重力（實際是重力的向心分力）大于離心力時，就脫離筒體拋射下落，從而擊碎礦石。 同時，在磨機運轉過程中，磨礦介質還有滑動現象，對礦石也產生研磨作用。所以，礦石在磨礦介質產生的沖擊力和

30、研磨力聯合作用下得到粉碎。 磨礦介質在筒體內的運動規律 磨礦介質提升的高度與拋落的運動軌跡，主要決定于磨機的轉速和磨礦介質的裝填量。 低速運轉時，磨礦介質提升高度較低，介質按照圓運動隨筒體上升到一定高度后，離開筒體向下“瀉落”。 此時，沖擊作甩小，研磨作用較大。這種磨礦過程叫做瀉落式磨礦，見圖 3 - 2 a。 正常轉速運轉時，介質隨筒體作圓運動上升到一定高度后，就以一定的初速離開筒體，并沿拋物線軌跡作向下“拋落”。此時，介質拋落的沖擊作用較強，研磨作用相對較弱。這種磨礦狀大態稱為拋落式磨礦見圖 3-2 b 。多數磨機都處于這種磨礦狀態下工作。 當磨機轉速提高到某個極限數值時，磨礦介質幾乎隨筒體作同心旋轉而不下落，見圖 3-2 c 。這種情況稱為“離心運轉”。介質產生離心運轉時，理論上將失去磨礦作用。所以，磨機應在低于離心運轉的轉速條件下工作。 臨界轉速 生產中通常以最外層的磨礦介質開始“離心運轉”時的筒體轉速，稱為磨機的“臨界轉速”。 根據圖 3 - 4 中鋼球的受力情況分