破碎与磨矿.ppt

第第4 4章章 破碎与磨矿破碎与磨矿4.1.1 4.1.1 粉碎作业在选矿厂中的作用粉碎作业在选矿厂中的作用（了解）（了解）4.1.2 4.1.2 矿石性质及粉碎方法的选择矿石性质及粉碎方法的选择 理解岩矿机械强度表示方法：理解岩矿机械强度表示方法：可碎性系可碎性系 数、可磨性系数、普氏硬度数、可磨性系数、普氏硬度 4.1.3 4.1.3 粉碎方法粉碎方法:掌握破碎机械的施力模型掌握破碎机械的施力模型4.1.4 4.1.4 粉碎比及粉碎产物的粒度特性粉碎比及粉碎产物的粒度特性 掌握粉碎比的计算方法掌握粉碎比的计算方法4.1.5 4.1.5 粉碎工艺流程粉碎工艺流程 掌握破碎工艺流程的确定掌握破碎工艺流程的确定4.1.6 4.1.6 粉碎理论粉碎理论（了解）（了解）4.1 4.1 概述概述矿物加工处理的物料通常是有用矿物（组分）与脉石矿物矿物加工处理的物料通常是有用矿物（组分）与脉石矿物或有用矿物间紧密连生在一起的，要用物理的方法将它们或有用矿物间紧密连生在一起的，要用物理的方法将它们分离为单独的产品，必须将连生在一起的各矿物（组分）分离为单独的产品，必须将连生在一起的各矿物（组分）单体解离。单体解离。单体：单体：是指含有单种矿物的颗粒。是指含有单种矿物的颗粒。连生体：两种或两种以上矿物所组成的集合体。（包裹、点接触，面接触）（包裹、点接触，面接触）解离度（Liberation DegreeLiberation Degree）：矿石中呈单体的矿物占该矿物总量的百分数。连生度：连生度：有用矿物在连生体中的百分含量。有用矿物在连生体中的百分含量。4.1.1 破碎、磨矿作业的作用破碎、磨矿作业的作用 粉碎粉碎:大块物料在机械力的作用下大块物料在机械力的作用下,克服颗粒内克服颗粒内部各个质点之间的内聚力，使物料部各个质点之间的内聚力，使物料粒度变小的过程。粒度变小的过程。粉碎包括破碎和磨碎。粉碎包括破碎和磨碎。4.1.1 破碎、磨矿作业的作用破碎、磨矿作业的作用 破碎：破碎：破碎力主要是冲击和挤压破碎力主要是冲击和挤压等，产物粒度大于5mm 磨碎：磨碎：破碎以研磨破碎以研磨、击碎作用为主，产物粒度作用为主，产物粒度小于小于5mm5mm 过粉碎（过粉碎（extracrushed）：）：矿石被过度粉碎，破碎矿石被过度粉碎，破碎（磨矿）产品中小于规定粒度的物料过多。（磨矿）产品中小于规定粒度的物料过多。危害：危害：a 难控制的微细颗粒较多，分选效果变坏；难控制的微细颗粒较多，分选效果变坏；b 机械磨损增大，设备处理量降低；机械磨损增大，设备处理量降低；c 破碎的无效功率增加；破碎的无效功率增加；粉碎的基本任务：为选别作业准备好解离充分粉碎的基本任务：为选别作业准备好解离充分但过粉碎较轻的入选物料。但过粉碎较轻的入选物料。破碎的目的：破碎的目的：1 1）供给磨机最合适的给矿粒度或为自磨机）供给磨机最合适的给矿粒度或为自磨机等提供合适的磨介；等提供合适的磨介；2 2）使粗粒嵌布矿物初步解离，以便）使粗粒嵌布矿物初步解离，以便用重介等粗粒级选矿法分选；用重介等粗粒级选矿法分选；磨矿的目的：与破碎一起为选别作业生产合格的入料。磨矿的目的：与破碎一起为选别作业生产合格的入料。一、矿石性质：一、矿石性质：1.1.材材料料的的强强度度：是是指指其其对对外外的的抵抵抗抗能能力力，通通常常用用材材料料破破坏坏时时单单位位面面积积上上所所受受的的力力即即N/mN/m2 2或或PaPa来表示。来表示。机械强度机械强度，破碎难度，破碎难度 粒度粒度，机械强度机械强度，破碎难度，破碎难度 抗压强度抗剪抗压强度抗剪强度抗弯强度抗拉强度强度抗弯强度抗拉强度通常用静载下测定的抗压强度为标准来衡量。通常用静载下测定的抗压强度为标准来衡量。4.1.2 粉碎工艺特征粉碎工艺特征2.2.普氏硬度系数普氏硬度系数f f：矿石抗压强度的百分之一。矿石抗压强度的百分之一。式中式中 p p 抗压强度，抗压强度，kg/cmkg/cm2 2表征坚硬表征坚硬度度一、矿石性质：一、矿石性质：采用普氏硬度等级来测定采用普氏硬度等级来测定矿物的硬度，共分为十级，矿物的硬度，共分为十级，滑石、石膏、方解石、萤石、滑石、石膏、方解石、萤石、磷灰石、正长石、石英、黄磷灰石、正长石、石英、黄玉、刚玉及金刚石。玉、刚玉及金刚石。简单的方法：简单的方法：指甲刻动指甲刻动硬度硬度2.5 2.5 介于指甲及小刀介于指甲及小刀硬度硬度2.5-5.52.5-5.5小刀刻不动小刀刻不动硬度硬度5.55.53.可碎性（可磨性）系数可碎性（可磨性）系数 ：衡量矿石粉碎衡量矿石粉碎的难易程度的难易程度一、矿石性质：一、矿石性质：4.4.脆度：矿物抵抗变形的能力。脆度：矿物抵抗变形的能力。破碎前无变形或变形很小的物料为脆性物料，物料先破碎前无变形或变形很小的物料为脆性物料，物料先变形再破碎的物料为塑性物料。变形再破碎的物料为塑性物料。Q1 Q1 同一破碎机（磨碎机）在同样条件下破碎（磨碎）同一破碎机（磨碎机）在同样条件下破碎（磨碎）指定矿石的处理能力。指定矿石的处理能力。Q Q0 0 某破碎机（磨碎机）破碎（磨碎）中硬矿石某破碎机（磨碎机）破碎（磨碎）中硬矿石(石英石英)的处理能力。的处理能力。岩石破碎难易程度分类岩石破碎难易程度分类选择性粉碎：选择性粉碎：多种物料共同粉碎时，某种物料比其它物料多种物料共同粉碎时，某种物料比其它物料优先粉碎的现象，称为选择性粉碎。优先粉碎的现象，称为选择性粉碎。压压(kg/cm2)普氏硬度普氏硬度系数系数可磨性可磨性系数系数岩石岩石实例实例可碎性可碎性系数系数 硬度硬度等级等级很软很软2002000200.650.750.5硬花岗岩、硬花岗岩、含铁石英岩含铁石英岩(a)(a)压碎压碎(c)冲击冲击(d)(d)挤压剪切挤压剪切(研磨研磨)(e)(e)劈碎劈碎(b)(b)弯曲弯曲二二 机械粉机械粉碎方法碎方法4.1.2 粉碎工艺特征粉碎工艺特征三三 粉碎比 粉碎比粉碎比：粉碎过程中，被粉碎物料粉碎前的粒度与产：粉碎过程中，被粉碎物料粉碎前的粒度与产物粒度的比值，叫做粉碎比。用字母物粒度的比值，叫做粉碎比。用字母i i表示。表示经过表示。表示经过破碎以后，原料粒度减小的倍数。破碎以后，原料粒度减小的倍数。1 1 极限极限粉碎比粉碎比iD Dmaxmax破碎前物料的最大直径，破碎前物料的最大直径，mmmm。负累计曲线。负累计曲线9595（或（或8080）对应的粒度）对应的粒度d dmaxmax破碎后物料的最大直径，破碎后物料的最大直径，mmmm。负累计曲线。负累计曲线9595 （或（或8080）对应的粒度对应的粒度工艺计算、工艺计算、中经常使用中经常使用衡量粉碎过程衡量粉碎过程的数量指标的数量指标。2 2 真实粉碎比真实粉碎比iDp、dp 根据粒度特性组成计算出的原料和产物的平均根据粒度特性组成计算出的原料和产物的平均 直径，直径，mm D、d 原料和产物各粒级的平均直径，原料和产物各粒级的平均直径，mm、原料和产物的各粒级产率，原料和产物的各粒级产率，理论研究理论研究用的较多用的较多三三 粉碎比3 3 名义粉碎比名义粉碎比iB 破碎机给矿口的宽度，破碎机给矿口的宽度，mmS 破碎机排矿口的宽度，破碎机排矿口的宽度，mm；粗碎机的排矿口取最大宽度，中细碎机取最小宽度实用，近似计算实用，近似计算三三 粉碎比给入破碎机的最大块直径应当比给矿口宽度b小15才能被破碎机钳住。粉碎各阶段粉碎各阶段给矿和给矿和产品的粒度特征产品的粒度特征 阶段阶段给料最大块粒度给料最大块粒度/mm产品最大块粒度产品最大块粒度/mm粉碎比粉碎比粗碎粗碎1500300 350100 315 破碎破碎中碎中碎350100 10010 315 细碎细碎10040 305 120 一段磨矿一段磨矿 磨矿磨矿二段磨矿 超细粉碎超细粉碎 超微粉碎超微粉碎 3010 10.3 1100 10.3 0.10.075 1100 0.10.075 0.0750.0001 11000 0.0750.0001 0.0001 11000 在实际生产中，习惯上把破碎作业细分为粗碎、中碎和细碎；把磨碎作业细分为粗磨和细磨，具体如下表所示：分阶段破碎分阶段破碎部分或阶段粉碎比部分或阶段粉碎比i in n：粉碎过程中，每个阶段达到的粉碎粉碎过程中，每个阶段达到的粉碎比称为部分粉碎比或阶段粉碎比。比称为部分粉碎比或阶段粉碎比。三三 粉碎比总粉碎比：总粉碎比：整个粉碎过程达到的粉碎比叫做总粉碎比。整个粉碎过程达到的粉碎比叫做总粉碎比。根据所处理的粒度划分的根据所处理的粒度划分的！破碎方法的选择主要依据矿石的物理机械！破碎方法的选择主要依据矿石的物理机械性质、矿石的尺寸和要求的破碎比性质、矿石的尺寸和要求的破碎比 物料的破碎过程从宏观的角度看是一个粒度减小的过程，但它的力学性质却是一个功能转换过程。破碎的功耗学说，破碎的功耗学说，即破碎理论，即破碎理论，是研究破碎过程与破是研究破碎过程与破碎能量消耗的学说。碎能量消耗的学说。物料破碎的功耗学说就是关于物料破碎过程中功能转换规律的理论，也就是关于在一定的给料粒度条件下输入到破碎过程中的能量与其产物粒度之间关系的研究。4.1.4 破碎功耗学说破碎功耗学说 迄今为止，已经提出了许多物料破碎的功耗学说，但没有一个同实际情况完全吻合。其原因主要有两个方面：一一是供给破碎是供给破碎设备或磨碎设备的能量，绝大部分被设备本身吸收，设备或磨碎设备的能量，绝大部分被设备本身吸收，仅有一小部仅有一小部分用于破碎物料，而用于物料破碎的这部分能量又无法单独测定；分用于破碎物料，而用于物料破碎的这部分能量又无法单独测定；二是物料都具有一定的塑性，消耗一定的能量使其形状改变，但二是物料都具有一定的塑性，消耗一定的能量使其形状改变，但并不产生新的表面并不产生新的表面，而所有的物料破碎功耗学说都假定物料是脆，而所有的物料破碎功耗学说都假定物料是脆性的，亦即没产生破碎的伸展或收缩，不消耗能量。性的，亦即没产生破碎的伸展或收缩，不消耗能量。4.1.4 破碎功耗学说破碎功耗学说1.1.面积学说面积学说P.R.Rittinger指出，粉碎能耗与粉碎过程中新生成的表面指出，粉碎能耗与粉碎过程中新生成的表面积成正比。积成正比。2.体积学说体积学说F.Kick指出，破碎物体的外力所做的功，完全用于使物体指出，破碎物体的外力所做的功，完全用于使物体变形，形变能达到极限，物体即破坏。变形，形变能达到极限，物体即破坏。而而物体发生变形积蓄的能量与其体积成正比，粉碎能耗与被粉碎的物料的体粉碎能耗与被粉碎的物料的体积或重量成正比。积或重量成正比。E2=K2Qln(d0/d1)适用于-10m细磨适用于粗碎、中碎调和平均粒度调和平均粒度几何平均粒度几何平均粒度d0:-给料粒度d1-破碎产物粒度3.裂缝学说（裂缝学说（F.C.BondF.C.Bond提出）提出）适用于细碎、粗磨4.1.4 破碎功耗学说破碎功耗学说 粉碎发生前,外力对颗粒所做的变形功聚集在颗粒内部的裂纹附近产生应力集中,使裂纹扩展形成裂缝,当裂缝发展到一定程度时即粉碎。因此,粉碎能耗与裂缝长度成正比。破碎每破碎每单单位重量（位重量（1短吨）物料所消耗的功短吨）物料所消耗的功为为F F、P P 入料和产品中入料和产品中80%80%能通过的方形筛孔的宽，能通过的方形筛孔的宽，mm适用于常规的棒磨和球磨范围4.1.4 破碎功耗学说破碎功耗学说 功指数功指数 W Wi i Wi i功指数；将一短吨（功指数；将一短吨（907.175Kg907.175Kg）理论粒度为）理论粒度为的的物料破碎到物料破碎到8080产品可以通过产品可以通过100m100m筛孔所需消耗的功筛孔所需消耗的功表征物料抗击破碎表征物料抗击破碎和磨碎能力的参数和磨碎能力的参数v在测定出了功指数Wi的情况下，计算各种粒度范围的破碎、磨碎功耗；v选择破碎和磨碎设备；v比较破碎和磨碎设备的工作效率，亦即首先按照下式计算出设备的操作功指数，然后进行比较。破碎其它方法破碎其它方法电热照射、减压破碎、热力破碎、液电效应（电热照射、减压破碎、热力破碎、液电效应（液体内部液体内部进行高压或瞬时放电进行高压或瞬时放电）裂缝学说的应用裂缝学说的应用简单摆动颚式破碎机简单摆动颚式破碎机机架机架破碎齿板破碎齿板可动鄂板可动鄂板心轴心轴飞轮飞轮偏心轴偏心轴连杆连杆弹簧弹簧拉杆拉杆后推力板后推力板前推力板前推力板4.2 4.2 粉碎设备粉碎设备4.2.1 4.2.1 颚式破碎机：颚式破碎机：排矿口调节：垫片调节排矿口调节：垫片调节(需停机需停机)楔块调节（无极调节）楔块调节（无极调节）超载保险：后推力板超载保险：后推力板根据动颚的运动特征分为简摆式和复摆式两种。根据动颚的运动特征分为简摆式和复摆式两种。破碎比破碎比3 35 52 2、垫片调节：在机架后壁、垫片调节：在机架后壁和肘板之间放入一组厚度和肘板之间放入一组厚度相等的垫片，利用垫片数相等的垫片，利用垫片数量的增减，改变排料口的量的增减，改变排料口的宽度，可达多级调整，结宽度，可达多级调整，结构紧凑，减轻设备重量，构紧凑，减轻设备重量，但调整时需停机。但调整时需停机。1 1、楔块调节、楔块调节 为无极调节，调节时为无极调节，调节时不需停车，增加了设备重不需停车，增加了设备重量量排矿口调节：排矿口调节：1 1肘板肘板 2 2楔块楔块 3 3调整楔块调整楔块4 4机架机架 5 5螺栓螺栓液压颚式破碎机液压颚式破碎机v结构特点：在连杆上装有一个液压缸。v作用：过载保护排矿口调整v后肘板与机架后壁之间也设有一个液压缸，用于调整排料口的大小。复复杂杂摆摆动动颚颚式式破破碎碎机机 机机架架可动颚板可动颚板固定颚板固定颚板破碎齿板破碎齿板飞飞轮轮肘肘板板弹弹簧簧偏心转动轴偏心转动轴4.2 4.2 粉碎设备粉碎设备排矿口调节：垫片调节排矿口调节：垫片调节(需停机需停机)楔块调节（无极调节）楔块调节（无极调节）超载保险：后推力板超载保险：后推力板简摆和复摆颚式破碎机的比较：简摆和复摆颚式破碎机的比较：排矿口排矿口 x 0.3xx 0.3x简摆简摆复摆复摆垂直行程垂直行程水平行程水平行程给矿口给矿口 0.5x 0.15x 0.5x 0.15x 给矿口给矿口 1.5x 2.5x1.5x 2.5x排矿口排矿口 x 3xx 3x 结构：结构：颚式破碎机主要由（颚式破碎机主要由（1 1）破碎矿石的工作机）破碎矿石的工作机构（破碎腔）（构（破碎腔）（2 2）使动颚运动的传动机构（）使动颚运动的传动机构（3 3）超载保）超载保险机构（险机构（4 4）排矿口的调节装置（）排矿口的调节装置（5 5）支承装置构成）支承装置构成鄂式破碎机：间断工作鄂式破碎机：间断工作 颚式破碎机的工作原理和性能颚式破碎机的工作原理和性能轨迹：圆弧轨迹：圆弧轨轨迹迹上：圆上：圆中：椭圆中：椭圆下：圆弧下：圆弧v简摆式工作原理示意图简摆式工作原理示意图v当皮带轮带动偏心轴当皮带轮带动偏心轴旋转时，牵动连杆上下旋转时，牵动连杆上下运动，从而带动前后肘运动，从而带动前后肘板作舒展和收缩运动。板作舒展和收缩运动。前后肘板的运动带动动前后肘板的运动带动动颚作前后摆动。当动颚颚作前后摆动。当动颚向前运动靠近定颚时，向前运动靠近定颚时，对破碎腔内的物料进行对破碎腔内的物料进行破碎；当动颚后退时，破碎；当动颚后退时，已破碎的物料借重力从已破碎的物料借重力从破碎腔内落下。双肘板破碎腔内落下。双肘板颚式破碎机的偏心轴每颚式破碎机的偏心轴每旋转一周，有半周进行旋转一周，有半周进行破碎，半周排料。破碎，半周排料。颚式破碎机的工作原理和性能颚式破碎机的工作原理和性能 优点：优点：颚式破碎机构造简单，不易堵矿、工作可靠，颚式破碎机构造简单，不易堵矿、工作可靠，制造容易，维修方便。广泛应用于坚硬或中硬矿石的粗制造容易，维修方便。广泛应用于坚硬或中硬矿石的粗碎和中碎。碎和中碎。缺点缺点：（与旋回相比）：（与旋回相比）生产率低、破碎比小、产品生产率低、破碎比小、产品粒度不均匀。粒度不均匀。颚式破碎机的工作原理和性能颚式破碎机的工作原理和性能 当动颚围绕悬挂轴对固定颚板做周期性的往复运动当动颚围绕悬挂轴对固定颚板做周期性的往复运动时，时而靠近时而离开，靠近时，处在破碎腔内的物料，时，时而靠近时而离开，靠近时，处在破碎腔内的物料，受到压碎、劈裂和弯曲折断的联合作用而破碎；当动颚受到压碎、劈裂和弯曲折断的联合作用而破碎；当动颚离开定颚时，已破碎的矿石在重力作用下，经排矿口排离开定颚时，已破碎的矿石在重力作用下，经排矿口排出。出。规格：给矿口宽度规格：给矿口宽度BB长度长度L L B B600 600 大型大型B B300300600 600 中型中型B B300 300 小型小型颚式破碎机的主要参数：颚式破碎机的主要参数：1 1 给矿口宽度：给矿口宽度：D D(0.75(0.750.85)B0.85)B2 2 啮角：啮角：202040403 3 偏心轴转速偏心轴转速简摆式，一般做成大、中型破碎比简摆式，一般做成大、中型破碎比3 35 5复摆式，一般做成小型，破碎比复摆式，一般做成小型，破碎比10104.2.2 圆锥破碎机圆锥破碎机一一 粗碎旋回破碎机粗碎旋回破碎机4.2.2 圆锥破碎机圆锥破碎机一一 粗碎旋回破碎机粗碎旋回破碎机动锥动锥定锥定锥（1 1）工作机构）工作机构（2 2）传动机构）传动机构（3 3）保险机构）保险机构（4 4）调节装置）调节装置（5 5）支承装置构成）支承装置构成排矿口调节：主轴上的锥形螺帽排矿口调节：主轴上的锥形螺帽超载保险：皮带轮轴销保险超载保险：皮带轮轴销保险规格：给矿口宽度规格：给矿口宽度/排矿口宽度排矿口宽度连续工作连续工作通过螺母调通过螺母调节动锥的升节动锥的升降调节降调节粗碎旋回破碎机特点和使用粗碎旋回破碎机特点和使用优点：破碎作用强，当给料宽度相同时，旋回破碎机的生产能力是颚式破碎机的2.53.0倍，破碎每吨物料的能耗为颚式破碎机的0.50.7倍；工作平稳，要求的基础质量仅为自身质量的23倍，而颚式破碎机要求的基础质量则为设备自身质量的510倍；可以挤满给料，不需设置料仓和给料机，而颚式破碎机则要求均匀给料，需要增设料仓和给料机，特别是给料的最大粒度大于400mm时，需要安装价格昂贵的重型板式给料机。旋回破碎机易于启动。旋回破碎机生成的片状产品较颚式破碎机要少。由于旋回破碎机是连续工作，所以其破碎产品的粒度比颚式破碎机的稍细、稍均匀一些。选厂规模较大，山坡建厂者适选择旋回破碎机；选厂选厂规模较大，山坡建厂者适选择旋回破碎机；选厂规模较小，平地建厂以及粘性物料多者，可选用颚式破碎规模较小，平地建厂以及粘性物料多者，可选用颚式破碎机。机。缺点：缺点：机身较高，一般为颚式破碎机的34倍，所以厂房的建筑费用较高；设备自身的质量较大，当给料口的宽度相同时，旋回破碎机的质量为颚式破碎机的1.72.0倍，故设备的投资费用较高；当破碎潮湿或粘性物料时，旋回破碎机容易堵塞；旋回破碎机的安装、维护比较复杂，检修也不方便。粗碎旋回破碎机的特点和使用粗碎旋回破碎机的特点和使用 使用：使用：选择时考虑矿石性质，产品粒度要求，厂子规选择时考虑矿石性质，产品粒度要求，厂子规模和设备配置条件。进行技术经济比较。模和设备配置条件。进行技术经济比较。二二 中、细碎圆锥破碎机中、细碎圆锥破碎机弹簧圆锥碎矿机弹簧圆锥碎矿机弹簧式圆锥破碎机弹簧式圆锥破碎机调调节装置：节装置：利用弹簧调利用弹簧调节定锥升降来调节排节定锥升降来调节排矿口大小矿口大小弹簧式（液压）式细碎圆锥破碎机：弹簧式（液压）式细碎圆锥破碎机：增加了推动油缸（调节排矿口大小）和锁紧油缸（锁增加了推动油缸（调节排矿口大小）和锁紧油缸（锁紧定锥）紧定锥）单缸单缸液压圆锥破碎机：液压圆锥破碎机：结构简单制造容易，操作方结构简单制造容易，操作方便，便于自动控制，用于坚便，便于自动控制，用于坚硬矿石的中、细碎硬矿石的中、细碎旋回破碎机旋回破碎机圆锥破碎机圆锥破碎机4.2.2 圆锥破碎机圆锥破碎机三三 中、细碎圆锥破碎机与旋回破碎机的区别中、细碎圆锥破碎机与旋回破碎机的区别3 3、排矿口调节：调整固定锥（调整环）的高度位置，调、排矿口调节：调整固定锥（调整环）的高度位置，调整排矿口宽度整排矿口宽度4 4、超载保险：弹簧保护或液压保护，可靠性大、超载保险：弹簧保护或液压保护，可靠性大1 1、中、细碎圆锥破碎机动锥和定锥均为缓倾斜的正立截、中、细碎圆锥破碎机动锥和定锥均为缓倾斜的正立截头圆锥，圆锥形状缓倾，锥体间有一定的平行破碎区，以头圆锥，圆锥形状缓倾，锥体间有一定的平行破碎区，以控制排矿粒度均匀；控制排矿粒度均匀；2 2、中、细碎圆锥破碎机的可动锥支承在球面轴承上，旋、中、细碎圆锥破碎机的可动锥支承在球面轴承上，旋回的活动锥悬挂在机体上部的横梁上；回的活动锥悬挂在机体上部的横梁上；中、细碎圆锥破碎机的规格：中、细碎圆锥破碎机的规格：可动锥下部的最大直径可动锥下部的最大直径D D表示表示三三 圆锥破碎机的工作原理圆锥破碎机的工作原理处在破碎腔内的物料，受到压碎和弯曲折断作用破碎。处在破碎腔内的物料，受到压碎和弯曲折断作用破碎。标准型（中碎）标准型（中碎）短头型（细碎用）短头型（细碎用）中间型（中、细碎）中间型（中、细碎）破碎腔破碎腔的剖面的剖面形状和形状和平行带平行带长度不长度不同同连续破碎连续破碎1.标准型圆锥破碎机(Standard)：平行带段，给料口宽度大，可以给入较大的物料块，单物料在设备中经受的破碎次数较少，产物粒度粗。常用作中碎设备。2.短头圆锥破碎机(Short-head)：平行带较长，物料在破碎机中经受的破碎次数多，产物粒度细，但给料口的宽度小。常用作细碎设备。3.中间型：介于二者之间四四 圆锥破碎机的性能和用途圆锥破碎机的性能和用途3 3 使用：选择时考虑矿石性质，产品粒度要求，厂子使用：选择时考虑矿石性质，产品粒度要求，厂子规模和设备配置条件。进行技术经济比较。规模和设备配置条件。进行技术经济比较。2 2 缺点：厂房建设费用高；机器重量大，设备投资高；缺点：厂房建设费用高；机器重量大，设备投资高；不适宜湿粘物料破碎；安装维护复杂，检修不方便。不适宜湿粘物料破碎；安装维护复杂，检修不方便。1 1 优点（与颚式比较）：破碎腔大，工作连续，生产能优点（与颚式比较）：破碎腔大，工作连续，生产能力高，单位电耗小；工作平稳振动小；可直接给矿，不力高，单位电耗小；工作平稳振动小；可直接给矿，不用设矿仓；易于启动；片状产品少。用设矿仓；易于启动；片状产品少。五五 圆锥破碎机的主要参数圆锥破碎机的主要参数 给矿口与排矿口宽度；啮角（给矿口与排矿口宽度；啮角（旋回旋回22222727或中碎或中碎 20202323）；平行带长度；动锥摆动次数）；平行带长度；动锥摆动次数4.2.3 其它破碎设备其它破碎设备一一 辊式破碎机辊式破碎机1.规格表示：直径D长度L2.分类：单辊、双辊、三辊、四辊、六辊。3.辊面形状：光滑、齿状（齿辊破碎机）。4.优点：结构简单、紧凑、轻便，工作可靠，产品粒度细而均匀，过粉碎少5.缺点：生产能力低，占地面积大，且磨损严重。工作原理：工作原理：粒度控制及调节：垫片调节（增减可动辊轴承的垫粒度控制及调节：垫片调节（增减可动辊轴承的垫片，调节辊间距）片，调节辊间距）固定辊可动辊 过载保护：弹簧过载保护：弹簧用于中硬矿石的中、细碎用于中硬矿石的中、细碎（2 2）锤式磨碎机）锤式磨碎机规格表示：转子工作直径D转子长度L。分类：单转子、双转子工作原理:利用高速回转锤子的打击作用进行破碎的。排料口的调节：篦条过载保护：优点:结构简单、机器紧凑、处理能力大、破碎比大功耗小缺点：磨损严重，物料水分高时篦条容易堵。使用：适用于脆性物料，如煤的中、细碎。破碎比一般为1015，最大达到40左右（3 3）反击式破碎机）反击式破碎机v规格表示：转子直径D长度L。v分类：单转子、双转子；反向运转、同向运转。v工作原理：锤头的冲击和物料与反击板间的反复冲击v排料口的调节：反击板和锤头间的间隙控制粒度v过载保护：v优点：质量轻，体积小，结构简单。产品粒度均匀；能量损失小，破碎效率高；破碎比大，可达3060，最大可达150；具有选择破碎的特点v缺点：锤头磨损严重，寿命短，破碎时粉尘大。单转子反击破碎机广泛应用于煤炭、化工、建筑及金属矿山羊眼螺栓羊眼螺栓（4）高压辊磨机v工作原理：v物料由给料装置给入2个沿相反方向旋转的辊子之间，辊子便对物料施加一较大的挤压力，首先是形状不规则的大物料块受到点接触压力，使物料的整体体积减小而趋于密实，并随棍子一起向下移动，与此同时物料也由受点接触压力变为受线接触压力，使物料更加密实。v随着物料密实程度的急剧增加，内应力也迅速上升。当物料通过2个辊子之间的最小间隙时，将受到更大的压力，使物料内部的应力强度超过其耐压极限，这时物料块内便开始出现裂纹并不断扩展，致使物料块从内部开始破碎，形成饼状小块。符合多碎少磨符合多碎少磨的原则的原则4.4.1 破碎过程的影响因素 2破碎设备性能 设备类型、设备规格、排料口大小、生产能力、破碎比、啮角v硬度：硬度越大，越不容易破碎；v密度：密度越大，按给料计的设备处理能力就越大；v平均粒度：当物料的最大粒度一定时，平均粒度越细，需要的破碎工作量就越少；v结构：结构松弛、节理发育良好的物料容易被破碎；v含水量、含泥量：含水量、含泥量大的物料容易粘结，严重时会导致破碎腔堵塞。1 物料性质3 操作条件矿石矿石破碎产物破碎产物破碎破碎矿石矿石破碎产物破碎产物筛下物筛下物破破碎碎筛上物筛上物预先筛分预先筛分（a a）单纯粉碎工艺单纯粉碎工艺（b b）带预先筛分的粉碎工艺带预先筛分的粉碎工艺开路粉碎开路粉碎4.2.4 破碎和磨矿工艺流程破碎和磨矿工艺流程由破碎机和筛分机组成的破碎工序叫做破碎筛分流程。由破碎机和筛分机组成的破碎工序叫做破碎筛分流程。破碎工艺流程破碎工艺流程筛下物筛下物破碎破碎检查筛分检查筛分筛上物筛上物矿石矿石破碎产物破碎产物（c c）带检查筛分粉碎工艺带检查筛分粉碎工艺（d d）带预先和检查筛分粉碎工艺带预先和检查筛分粉碎工艺破碎产物破碎产物筛下物筛下物矿石矿石破碎破碎筛上物筛上物检查筛分检查筛分预先筛分预先筛分闭路破碎闭路破碎破碎段：破碎段：是碎矿流程的基本单元。是碎矿流程的基本单元。固体经过固体经过不同的不同的破碎机破碎机的次数。的次数。4.4.1 破碎工艺流程破碎工艺流程破碎段数的确定破碎段数的确定取决于要求的取决于要求的总破碎比总破碎比及及各段破碎比各段破碎比。同。同时时考虑技术经济考虑技术经济(厂型厂型)。例：将例：将1300300mm，磨机入料粒度，磨机入料粒度2510mm，破碎流破碎流程的总破碎比为：程的总破碎比为：或或破碎段数破碎段数破碎机破碎机破碎流程破碎流程破碎比范围破碎比范围第第段段鄂式破碎机和旋回破碎机鄂式破碎机和旋回破碎机开开 路路3 35 5第第段段标准圆锥破碎机标准圆锥破碎机开开 路路3 35 5第第段段标准圆锥破碎机标准圆锥破碎机闭闭 路路4 48 8第第段段短头圆锥破碎机短头圆锥破碎机开开 路路3 36 6第第段段短头圆锥破碎机短头圆锥破碎机闭闭 路路4 48 8第第段段对辊破碎机对辊破碎机闭闭 路路8 81818各种破碎机在不同条件下的破碎比各种破碎机在不同条件下的破碎比4.3.4破碎工艺流程破碎工艺流程破碎预先筛分原矿破碎预先 筛分两段开路破碎流程两段开路破碎流程 常用破碎流程常用破碎流程两段一闭路破碎流程两段一闭路破碎流程三段开路破碎流程三段开路破碎流程 常用破碎流程常用破碎流程磨矿粒度要求不高，磨矿粒度要求不高，磨矿用棒磨；矿石含磨矿用棒磨；矿石含水含含泥高时用水含含泥高时用作为磨矿的作为磨矿的准备作业获准备作业获得广泛应用得广泛应用三段一闭路破碎流程三段一闭路破碎流程l开路破碎流程的优点是投资少、设备配置简单，但破碎产物的粒度粗而且不均匀，常导致后续磨碎设备的生产率下降、能耗上升。l由于破碎设备的能耗大、能量利用效率低，因而目前生产中广泛采用闭路破碎流程，且坚持“多碎少磨”的原则。只有当物料的含水和含泥量较高、采用闭路作业筛分机因堵塞严重而无法正常工作时，才采用开路破碎流程。煤炭等脆性物料的破碎一般采用开路破碎。煤炭等脆性物料的破碎一般采用开路破碎。中小型厂采用二段或三段破碎流程；大型厂多采用三中小型厂采用二段或三段破碎流程；大型厂多采用三段破碎段破碎 由圆柱形筒体、端盖、中空轴颈、轴承和传动大齿圈组成由圆柱形筒体、端盖、中空轴颈、轴承和传动大齿圈组成。筒筒体体内内装装有有钢钢球球，当当筒筒体体转转动动时时，在在摩摩擦擦力力、离离心心力力和和重重力力的的作作用用下下，钢钢球球被被提提升升到到一一定定高高度度后后，在在本本身身重重力力作作用用下下，产产生生自自由由泻泻落落和和抛抛落落，从从而而对对筒筒体体内内固固体体产产生生冲冲击击和和研研磨磨作作用用，使使固固体粉碎。体粉碎。4.3.1 磨矿基本原理磨矿基本原理4.3 磨矿分级磨矿分级 1.磨机内钢球的运动状态影响因素：（1）磨机筒体的运转速度；（2）介质充填率；（3）磨机衬板的形状；（4）磨机内浆体的浓度。磨机在不同工作转速时磨矿介质的运动状态磨机在不同工作转速时磨矿介质的运动状态 （a a）泻落运动）泻落运动 （b b）抛落运动）抛落运动 （c c）离心运动）离心运动磨矿介质在筒体内的运动规律磨矿介质在筒体内的运动规律研研磨磨为为主主冲冲击击为为主主泻落运动状态泻落运动状态v当筒体低速转动时，球荷整体沿筒体旋转方向偏转一个角度。这时，除了每个钢球都绕自身的轴线旋转外，位于球荷顶部的钢球还不断地沿球荷表面滚下，球荷的这种运动状态称为泻落运动状态。在此状态下，介质的磨碎作用主要是研磨。研磨为主研磨为主初速为零v随着磨机筒体旋转速度的增加，球荷整体的偏转高度不断上升。当转速增加到一定程度时，球荷顶部的钢球将不再沿球荷的表面滚下，而是沿抛物线轨迹落下。这时，钢球的运动状态发生了质的变化，实践中把钢球的这种运动状态称为抛落运动状态。在此运动状态下，抛落下的钢球对物料块产生冲击破碎作用，所以介质的磨碎作用是研磨和冲击的结合。v脱离点和脱离角（b b）抛落运动）抛落运动冲击为主冲击为主脱离点初速不为零v随着筒体转速的增加，脱离点的位置逐渐上移，脱离角逐渐减小，直到脱离点移到筒体的最高点，脱离角相应减小到零，从而使钢球的运动状态又发生了一次质的变化，此时钢球紧紧贴在筒体内壁上，同它一起旋转，钢球的这种运动状态称为离心运动状态。在离心运动状态下，钢球与钢球之间、钢球与磨机衬板之间都没有相对运动，球荷与磨机筒体一起作回转运动，所以没有任何磨碎作用，可称为磨机的非工作状态。（c c）离心运动）离心运动不起作用不起作用 临界转速：G Gv v 临界转速：临界转速：转转/分分mrmr2 2mgcosmgcos磨机筒体内最外层钢球磨机筒体内最外层钢球进入离心运动状态时磨进入离心运动状态时磨机筒体的最高转速机筒体的最高转速脱离角脱离角磨机转速率转速率：磨机正常工作时的实际运转速度n与临界转速n临的比值，用表示。球磨机的工作转速球磨机的工作转速 物料在磨机内受到的粉碎作用来自冲击破碎和研磨两个方面；而冲击破碎作用的强弱程度，主要取决于钢球到达落回点时的动能。因此，使钢球在磨机内具有尽可能大的自由下落高度，将是提高磨碎效果的重要条件。若使最外层钢球具有最大的下落高度或最强的磨碎作用，磨机的转速率应为76。由于钢球与磨机衬板之间的相对滑动，所以计算结果必定会有一定的误差。一般情况下，磨机的实际临界转速要比计算结果约高20。尤其是当磨碎介质的充填率远低于40时，钢球沿磨机衬板的下滑非常剧烈，此时，尽管磨机筒体的实际转速比其临界转速高许多，磨机内的钢球并不发生离心运动，这种现象称为磨机的超临界转速运转。磨机工作在超临界转速运转状态时，钢球在磨机内剧烈滑动，从而加剧了钢球与钢球之间、钢球与磨机衬板之间的相对运动，致使磨碎作用明显加强。只是磨机衬板的磨损速度也明显增加。临界转速推导时没有考虑滑动的情况临界转速推导时没有考虑滑动的情况球磨机的工作转速一般为：球磨机的工作转速一般为：介质的运动状态不仅与介质的运动状态不仅与筒体转速筒体转速有关，还与有关，还与介质的介质的数量数量（装球率（装球率）、）、矿浆浓度矿浆浓度以及以及衬板的形式衬板的形式有关。有关。转速等于临界值时，装球率在转速等于临界值时，装球率在4040以上才会发生离心以上才会发生离心运转；筒体转速为临界转速的运转；筒体转速为临界转速的7575时，装球越多，钢球的时，装球越多，钢球的抛落高度越大。抛落高度越大。衬板形状4.3.2 磨碎机械v分类(classification)磨碎介质(grinding media)：介质磨碎设备（球磨机、棒磨机）;无介质磨碎设备（自磨机、砾磨机、气流式磨机、涡轮式粉碎机、胶体磨和雷蒙磨等）;半自磨机按照磨碎产物粒度：粗磨设备、细磨设备（球磨机、管磨机、棒磨机、砾磨机和自磨机）、超细粉碎设备（离心磨、振动磨、搅拌磨、气流磨、喷射粉碎机、分级研磨机、超细粉碎机、胶体磨和雷蒙磨等）按排料方式分类：格子型、溢流型、周边排料型按筒体形状分类：短筒型（LD）、长筒型（L（1.53.0）D）、锥形（L（0.251.0）D）、管型（L（36）D）磨碎介质：钢球(steel balls)球磨机(Ball mills)球磨机规格：筒体内径D长度L4.3.2 磨矿机械磨矿机械格子型球磨机示意图格子型球磨机示意图1、格子型球磨机格子板蓖孔格子板蓖孔排列和孔径排列和孔径筒体:圆柱筒，18-36mm钢板卷制，通过法兰盘与两端联结，内壁铺有耐磨衬板(高锰钢、橡胶、磁性材料或其它材料）端盖：内壁铺有平的扇型衬板 中空轴：与端盖焊接，内镶有螺旋叶片内套（保护筒体、推进物料）给料器：鼓式、蜗式、联合式格子板：设置在端盖与筒体之间，相当于一个屏障，将钢球和粗颗粒隔在筒体内，磨细的颗粒从格子板上的孔排出大型磨机采用低速同步电动机直接带动与磨机筒体上的大型磨机采用低速同步电动机直接带动与磨机筒体上的周边齿轮相啮合的小齿轮。周边齿轮相啮合的小齿轮。v小型磨机采用廉价的异步电动机及减速机传动。小型磨机采用廉价的异步电动机及减速机传动。传动方式:采用周边齿轮传动采用周边齿轮传动排料端v属于低水平强制排料，可以将磨细的物料颗粒及时排属于低水平强制排料，可以将磨细的物料颗粒及时排出，减少过磨。出，减少过磨。给料器1.鼓式给料器：通过扇形孔由螺旋送入磨机，用于开路作业，且给料点位置较高的情况；2.蜗式给料器：适合于给料点较低的第二段开路或闭路磨碎作业；3.联合给料器：新给料和分级机返砂，适用于第一段闭路磨碎作业。格子型球磨机的使用v格子型球磨机属于低水平强制排料型磨碎设备，磨机筒体内储存的浆体少，已经磨细的颗粒能及时排除，因而发生过磨的可能性较小。同时由于有格子板拦住，磨机内可以多装球，也便于装小球，从而增加磨碎过程的研磨面积和单位时间内冲击破碎的次数，使磨机具有较强的磨碎能力，加上磨机筒体内浆体的液面较低，对钢球落下时的缓冲作用弱，所以格子型球磨机的生产率比同规格溢流型球磨机的大1015，且磨碎效率也比后者的高。然而，由于格子型球磨机的排料速度快，物料在磨机内停留时间短，产物粒度相对较粗，适宜的磨碎产物粒度为0.30.2mm或-0.074mm粒级的质量分数为4565。因此，格子型球磨机常用作粗磨设备，用在两段磨碎回路的第一段。v格子型球磨机的转速率通常在7080之间。2 2、溢流型球磨机、溢流型球磨机溢流型球磨机示意图溢流型球磨机示意图溢流型球磨机的使用v由于溢流型球磨机的磨细产物是从排料中空轴颈中溢流出去的，因而磨碎产物的粒度较细，适宜的磨碎产物粒度为-0.1mm或-0.074mm粒级的质量分数80。但这种设备的生产率较低，磨碎过程的过粉碎现象严重，磨碎效率也明显较格子型球磨机低。尽管如此，由于溢流型球磨机的结构简单、价格低廉且适合于作细磨设备，所以溢流型球磨机常用在两段磨碎回路的第二段。v溢流型球磨机的转速率大都在7080之