2.3粉碎過程及設備物料的粉碎：在各行各業都采用。鐵礦石、焦炭與噴吹燃料、石灰石和白云石（熔劑)水泥生產過程原料：石灰石、黏土、鐵礦石及煤等

回轉窯

回轉窯

石英石破碎流程選礦過程粉碎的分類：（1）按顆粒尺寸分

大物料的粉碎叫破碎，破碎出粗粒、中粒和細粒。顆粒進一步細粉碎叫磨碎。總稱分類細分類顆粒級別/mm粉碎破碎粗破碎200～300中破碎20～80細破碎1～5磨碎粗磨碎0.1～0.3細磨碎0.1～0.001超細磨碎<0.001（2）按粉碎設備分類：機械粉碎：依靠機械設備進行顆粒的粉碎。常見粉碎機械有破碎機、球磨機、錘式粉碎機、振動磨、沙磨機、膠體磨等。氣流粉碎：依靠氣流對物料作用來進行的粉碎。主要設備類型有：扁平式氣流磨、循環管式氣流磨、對噴式氣流磨、流化床對射磨等。（3）按有無水分類：濕式粉碎：被粉碎物料包含在液體、膠液或漿料中，在磨碎和研磨過程時，可進行混合、攪拌、分散、乳化等過程。干式粉碎：被粉碎物為干粉狀，多數用機械的方法進行細粉制作。2.3.1粉碎機理與方法施加更高的外力打破固體物質分子間具有的凝聚力，產生彈性變形，而后進入塑性變形，材料發生破壞。大多數材料的破壞斷面沿最大剪應力面斷裂。物料的破碎主要施力形式有壓縮、沖擊、剪切、彎曲和摩擦等。粗碎和中碎的過程中以壓縮和沖擊為主；對于超細粉碎則以摩擦和剪切為主；對于納米級材料顆粒的取得則更注重采用化學氣液相法。

（a）壓碎；(b)擊碎；(c)磨碎；(d)劈碎；(e)折斷2.3.2初級粉碎設備對物料進行粗、中、細顆粒的粉碎。

常見設備：(1)顎式破碎機；(2)錘式破碎機；(3)反擊式破碎機；(4)輥式破碎機；(5)輪碾機；(6)立式磨（1）顎式破碎機

顎式破碎機分：簡擺式、復擺式、組合擺式和液壓顎式。一般鉗角α=22°～33°

經驗公式

簡擺顎式破碎機功率：

復擺顎式破碎機功率：式中:

L——進料口的長度，m；H——顎板腔的高度，m。r——偏心軸的偏心距r≈s/2，m。n——偏心軸轉速，r/min；s——活動顎板下端水平行程距離，cm。顎式破碎機功率：錘式破碎機的特點：優點：粉碎比大（i=10～50）、生產能力高、單位產量能耗低、體積緊湊、結構簡單、操作方便。缺點：但錘頭、蓖條、襯板磨損大，金屬材料消耗多，檢修時間長，不易粉碎粘濕物料。主要用來粉碎石灰石、煤、頁巖、石膏；藥劑、染料、化妝品、糖及食品谷物等。可得到粒度為25～35mm的產品，用作細粉碎時，可得到粒度為10mm以下的產品。（2）錘式破碎機

錘式破碎機種類：單轉子錘式破碎機錘片式粉碎機錘式粉碎機齒爪式粉碎機雙轉子錘式破碎機

一般快速錘式破碎機的轉子圓周速度為υ=30～50m/s，轉子轉速n為：錘式破碎機選配電動機功率：（經驗公式）式中：L——轉子長度，m；D——轉子直徑，m；K——系數，K=0.1～0.15；n——轉子轉速，r/min。（3）反擊式破碎機

有單轉子和雙轉子兩種

轉子的轉動方向也分：不可逆轉和可逆轉形式。

優點是：使物料反復多次的沖擊，破碎效率高，動力消耗低，產品粒度均勻，粉碎比大（i=20～60），結構簡單，維修方便，適應性強。

（4）輥壓式破碎機輥壓破碎機分類：

輥式破碎機；輥壓機；齒輥式磨粉機。輥式破碎機又稱顎輥式破碎機

輥壓機：兩個工作輥輪，反向旋轉

齒輥式磨粉機一個轉速高，一個轉速低，形成差速相對轉動，形成擠壓、研磨、剪切和齒鋸作用。齒輥式磨粉機輪碾式破碎機

用在冶金、煤炭、選礦業、輕工業、陶瓷業、硅酸鹽工業等。輪碾機處理量大，但顆粒粒度最細為0.3～0.5mm立式磨主要類型有：MPS磨、伯力鳩斯磨、雷蒙磨、萊歇磨、彼特斯磨、ATOX磨、OK系列磨、培茲磨等。

MPS磨結構示意圖萊歇磨結構示意圖最大顆粒允許粒度為100～150㎜，細顆粒達到5～10μm2.3.3細顆粒粉碎設備（1）球磨式優點：應用范圍廣，處理量大，能連續生產；適應多種物料粉碎，干、濕物料都能可以；結構簡單，維修方便，研磨介質易更換。。缺點：研磨周期長，為獲得更細顆粒，一般要連續工作幾十個小時；耗電量大，研磨效率低，單位產量能耗高達90%以上；工作時振動大，噪音大，；設備結構龐大。水泥球磨機工業應用：水泥業、陶瓷業、燃料業、建筑材料、耐火材料、食品、醫藥、冶金等。

粗粒、細粒、超細粉粒，直至納米顆粒

球磨機功率計算常用經驗公式由以下三種：

——球磨機有效功率，kW；——球磨機的有效容積，m3；——筒體有效內徑，m；——球磨機實際工作轉速，r/min；——筒內研磨球裝載總量，t；——筒內研磨球填充率。 （2）氣流磨氣流磨又稱氣流粉碎機，利用高速噴射氣流來攜帶被粉碎物料，使固體顆粒產生自相互撞擊與沖擊板和器壁撞擊，顆粒發生變形、破裂和粉碎。制造：5μm的超細粉粒。常見工藝流程氣流磨氣流磨主要類型有：

扁平式氣流磨、循環管式氣流磨、對噴式氣流磨、硫化床對射式氣流磨等

扁平式氣流磨循環管式氣流磨一般氣流速度：100～200m/s

對流式氣流磨

對撞式氣流粉碎機

優點：粉碎強度大，可獲得均勻的微細顆粒，表面光滑規整；結構簡單，粉碎硬度很高的物料；粉碎熱敏性、易燃易爆物料；實現粉碎與干燥、混合、化學反應等聯合作業。缺點：耗能高，輔助設備多，一次性投資大；運行條件要求高，噪音大，粉碎成本高，容易出現粉塵環境污染。

流化床對射磨

超音噴射式粉碎機2.4粉體分離設備分離過程基本概念：分離界限：任何物料在粉碎后都需要分選或分級分離，大多數以顆粒的粒徑大小來分離，稱為粒度分級。

分離精度：一般顆粒粒度分布處在正態分布或對數正態分布的基本規律，平均粒徑的偏差寬度標準值。分離效率：

=有用成分回收率-無用成分殘留率

粒徑大于50μm的為粗粒體，粒徑小于50～5μm的為細粉體。顆粒與粉體分級方法分兩類：

機械分級、流體分級

機械分級

篩網分離：將粉粒狀物料按粒徑大小進行分離。篩分的粒徑范圍一般為100～0.05mm之間。設備有振動篩、搖動篩、回轉篩、粗粉分離器、離心式選粉機、旋風除塵器

。流體分級

把顆粒物分散在流體介質中，利用顆粒因粒徑大小不同所產生的沉降速度或慣性力不同的原理將其分離成不同級別。流體介質：氣體、液體。分離的粒徑范圍一般在50～5μm之間。主要設備有：離心機、旋風機、壓濾機等2.4.2分離設備主要研究干顆粒與粉體分離機械設備

篩分設備：振動篩；搖動篩；回轉篩選粉設備：粗粉分離器；離心式選粉機；新型選粉機；除塵設備：沉降室除塵；旋風除塵器；袋式除塵器；電收除塵器；水收除塵器2.4.2.1篩分設備機械篩按工作原理分為：振動篩、搖動篩和回轉篩（1）振動篩最大特點：它結構簡單、篩分效率高、篩網更換方便、安裝使用簡單、制造成本低、工作安全可靠。機械激振裝置：采用偏心軸或偏心塊結構，由偏心質量在旋轉時產生的慣性力形成激振力而迫使篩框振動。

種類：圓形軌跡振動篩、橢圓軌跡振動篩、直線軌跡振動篩、三維振動篩

振動篩采用小振幅、高頻率激振形式振幅在0.5～10mm之間，振動頻率在每分鐘600～3000次之間篩分率較高，一般達到60%～90%，最高為98%。

園形軌跡振動篩橢圓形軌跡振動篩直線軌跡振動篩

圓框型振動篩結構

(a)單層圓型篩(b)多層圓形篩(c)雙層圓形篩激振力：固有頻率：強迫振動的振幅：式中：——振動篩的固有頻率，1/s；A——篩框的振幅，mm；——支撐彈簧的剛度，kg/cm； m——振動系統的總質量，kg；——激振器的偏心質量，kg；——激振器轉軸的角速度，1/s；——偏心質量的偏心距，mm； ——振動系統的阻尼系數(2)搖動篩搖動篩是由曲柄連桿機構直接帶動篩框運動，篩框的主運動為往復搖晃而得名.特點：搖動篩其結構簡單，工作性能穩定，對進料均勻性要求低，可以制造成大型篩。轉速較慢，篩分效率低，篩孔容易堵塞，顆粒與篩網摩擦較大，篩網壽命降低。工業上用來分離粗、中顆粒的物料較多（3）回轉篩回轉篩是由篩網的運動沿軸線旋轉而得名。種類：圓筒篩、圓錐篩、多棱筒篩和多棱錐篩。多數回轉篩為臥式，傾斜3°～10°，也有立式圓筒篩。

用于選礦、選煤、糧食、食品、醫藥、涂料和染料等行業中2.4.2.2選粉設備粉體粒徑：一般在50～5μm粗粉分離器：（又稱通過式分離器）分離原理：

利用粉體在流動中的慣性力、重力和旋轉慣性力的作用，在迫使氣流減速、轉向流動中，實現粗顆粒分離。粗粉分離器特點：分離器無運動件、無需動力，結構簡單，使用方便，可在粉體工藝流程中形成閉路系統。但必須由鼓風機或引風機輸送氣流，進口反射錐和上部葉片容易被磨損。（1）粗粉分離器氣流被吹入分離器內氣流速度為15～20m/s。截面增大處氣流速度降低為4～6m/s。

粗粉分離器立式選粉機結構圖進氣（2）離心式選粉機一種具有動力的超細顆粒選粉機，應用在粉體處理與分離中。機型：普通型以特蒂文特型（Sturtevant）TSU型離心式選粉機（德國）GLF型離心式選粉機（中國）第二代選粉機是旋風式選粉機洪堡-維達格型（德國）川崎-維達格型（日本）旋風式選粉機結構圖進料口在頂部，物料落到小葉輪盤上，隨葉輪盤的旋轉而被甩向周邊，由慣性力作用沖擊分級室內壁，沿壁面下落，粗顆粒落入下部錐體，由排料口排出。（3）新型選粉機

高效選粉機結構簡圖MDS型高效選粉機結構2.4.3除塵設備當顆粒粒經小于50μm以后，粉塵在空氣中漂浮和彌漫，造成環境污染，嚴重時造成地區危害。工業上常用除塵、收塵設備：

沉降室、旋風除塵器、袋式除塵器、電除塵器和水除塵器

（1）沉降室收集顆粒大于50μm的粉塵

重力沉降室容積式重力沉降室（2）旋風除塵器適合分離大于10μm以上的顆粒，除塵效率在60%～90%廣泛應用于石化、冶金、煤炭、電力、礦山等行業。

旋風除塵器螺旋型旋風除塵器常見型號CLT/A

CLP型旋風除塵器擴散型旋風除塵器多管型旋風除塵器CLS型濕式旋風除塵器旋風除塵器力學參數計算：慣性離心力：

顆粒向心力：

顆粒阻力：

式中：——顆粒的直徑；