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第03章粉碎与分级_资源加工学本讲稿第一页，共五十一页本本章章主主要要内内容容概述概述 粉碎原理粉碎原理 粉碎理论粉碎理论 影响粉碎过程因素影响粉碎过程因素 助磨作用助磨作用 粉碎粉碎分级分级筛分分级筛分分级 水力分级水力分级 气流介质分级气流介质分级 分级结果的描述分级结果的描述第三章第三章粉碎与分级粉碎与分级本讲稿第二页，共五十一页3.1.1概述概述粉碎是大块物料在机械力作用下粒度变小的过程粉碎是大块物料在机械力作用下粒度变小的过程 。2 2）粉碎工程研究的主要内容及发展趋势）粉碎工程研究的主要内容及发展趋势1）粉碎的主要作用）粉碎的主要作用（1 1）原料制备）原料制备（2 2）混合或共生物料中有用成分的解离）混合或共生物料中有用成分的解离（3 3）增加物料的比表面）增加物料的比表面（4 4）粉体的改性）粉体的改性（5 5）便于贮存、运输和作用）便于贮存、运输和作用（6 6）用于环境保护）用于环境保护（1 1）粉碎基础理论）粉碎基础理论 （2 2）粉碎设备）粉碎设备 （3 3）粉碎工艺）粉碎工艺 （4 4）粉碎过程的粒度监控技术和粉体的粒度检测技术）粉碎过程的粒度监控技术和粉体的粒度检测技术 （5 5）开发非机械力粉碎技术）开发非机械力粉碎技术本讲稿第三页，共五十一页粉碎比粉碎比 分阶段粉碎分阶段粉碎 粉粉碎碎产产品品的的细度与性能细度与性能 单单体体解解离离及及解离度解离度 可碎性可碎性粉粉碎碎原原理理粉碎的工艺特征粉碎的工艺特征粉碎方法粉碎方法粉碎理论粉碎理论3.1.2粉碎与分级粉碎与分级粉碎原理粉碎原理本讲稿第四页，共五十一页1)1)粉碎比粉碎比 被粉碎物料粉碎前的粒度与粉碎产物粒度的比值。以被粉碎物料粉碎前的粒度与粉碎产物粒度的比值。以i i表示表示.极限粉碎比：物料粉碎前后的最大粒度之比，极限粉碎比：物料粉碎前后的最大粒度之比，i=Di=Dm m/d/dm m名名义义粉粉碎碎比比：粉粉碎碎机机给给料料口口的的有有效效宽宽度度（0.85B0.85B）和和排排料料口口宽宽度（）的比值，度（）的比值，i=0.85B/Si=0.85B/S；真实粉碎比：粉碎前后物料的平均粒度的比值，真实粉碎比：粉碎前后物料的平均粒度的比值，i=D/di=D/d（1）三种表示形式三种表示形式（3 3）整个粉碎过程中达到的粉碎比叫总粉碎比。）整个粉碎过程中达到的粉碎比叫总粉碎比。i=ii=i1 1ii2 2ii3 3iin n=D=Dmaxmax/d/dmaxmax3.1.2 3.1.2 粉碎的工艺特征粉碎的工艺特征（2 2）粉碎过程中，每个阶段达到的粉碎比称为部分粉碎）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，用比或阶段粉碎比，用i in n表示。表示。本讲稿第五页，共五十一页2)2)粉碎的四个阶段：破碎、磨矿、超细粉碎、超微粉碎粉碎的四个阶段：破碎、磨矿、超细粉碎、超微粉碎阶段；给料最大块粒度阶段；给料最大块粒度mmmm；产品最大块粒度；产品最大块粒度mmmm；粉碎比；粉碎比粉碎粉碎各阶各阶段产段产品粒品粒度特度特征征破碎破碎粗碎粗碎中碎中碎细碎细碎15003003501003153501001001031510040305120磨矿磨矿一段磨矿二一段磨矿二段磨矿段磨矿超细粉碎超细粉碎超微粉碎超微粉碎0.0750.00010.0001110000.10.0750.0750.000111000301010.3110010.30.10.07511003.1.2 3.1.2 粉碎的工艺特征粉碎的工艺特征本讲稿第六页，共五十一页（1 1 1 1）矿石硬度的影响）矿石硬度的影响）矿石硬度的影响）矿石硬度的影响 （2 2 2 2）粉碎粒度与粉碎效率及能耗）粉碎粒度与粉碎效率及能耗）粉碎粒度与粉碎效率及能耗）粉碎粒度与粉碎效率及能耗 （3 3 3 3）选择性粉碎）选择性粉碎）选择性粉碎）选择性粉碎 物料粉碎过程随粉碎粒度的变细，效率下降，能耗大幅度上升，物料粉碎过程随粉碎粒度的变细，效率下降，能耗大幅度上升，被粉碎颗粒粒度愈细，其抗粉碎的能力愈强。被粉碎颗粒粒度愈细，其抗粉碎的能力愈强。大多数物料的力学性质是不均匀的，粒度愈粗微裂缝愈多，大多数物料的力学性质是不均匀的，粒度愈粗微裂缝愈多，机械强度愈差，愈易磨。而粒度愈细则机械强度愈好，愈难粉机械强度愈差，愈易磨。而粒度愈细则机械强度愈好，愈难粉碎。碎。力学性质不均匀的物料在细磨过程中强度小的被磨细，强力学性质不均匀的物料在细磨过程中强度小的被磨细，强度大的则残留下来，这种现象称选择性粉碎。度大的则残留下来，这种现象称选择性粉碎。3.1.2 3.1.2 粉碎的工艺特征粉碎的工艺特征3 3）粉碎产品的细度与性能粉碎产品的细度与性能本讲稿第七页，共五十一页（4 4 4 4）粉碎过程中细粒物料的凝聚及覆膜现象）粉碎过程中细粒物料的凝聚及覆膜现象）粉碎过程中细粒物料的凝聚及覆膜现象）粉碎过程中细粒物料的凝聚及覆膜现象 物料细磨时，表面积急剧增大，颗粒表面能增大，物料颗物料细磨时，表面积急剧增大，颗粒表面能增大，物料颗粒会自发地聚集在一起以降低表面能，即发生凝聚现象。粒会自发地聚集在一起以降低表面能，即发生凝聚现象。胶体分散体系是指分散相大小在胶体分散体系是指分散相大小在1m1m到到lnmlnm之间的分散体系，具有之间的分散体系，具有明显的布朗运动现象。明显的布朗运动现象。（6 6 6 6）随颗粒粒度变细，表面电化学力增强，料浆的粘度增加，）随颗粒粒度变细，表面电化学力增强，料浆的粘度增加，）随颗粒粒度变细，表面电化学力增强，料浆的粘度增加，）随颗粒粒度变细，表面电化学力增强，料浆的粘度增加，料浆的流动性及粒子的分散性变差。采用较稀的料浆浓度或使料浆的流动性及粒子的分散性变差。采用较稀的料浆浓度或使料浆的流动性及粒子的分散性变差。采用较稀的料浆浓度或使料浆的流动性及粒子的分散性变差。采用较稀的料浆浓度或使用化学药剂改变料浆系统的流动、凝聚等性质，才可抵消因颗用化学药剂改变料浆系统的流动、凝聚等性质，才可抵消因颗用化学药剂改变料浆系统的流动、凝聚等性质，才可抵消因颗用化学药剂改变料浆系统的流动、凝聚等性质，才可抵消因颗粒变细而引起的细磨恶化的现象。粒变细而引起的细磨恶化的现象。粒变细而引起的细磨恶化的现象。粒变细而引起的细磨恶化的现象。3.1.2 3.1.2 粉碎的工艺特征粉碎的工艺特征（5 5）微细颗粒布朗运动的影响）微细颗粒布朗运动的影响本讲稿第八页，共五十一页（1 1）单一颗粒：只含有一种组分的均相固体颗粒。）单一颗粒：只含有一种组分的均相固体颗粒。（2 2）单体解离粒：在矿石粉碎产品中，只含有一种矿物的颗粒。）单体解离粒：在矿石粉碎产品中，只含有一种矿物的颗粒。（3 3）连生粒：粉碎产品中，两种矿物或两种以上矿物连生在一起的颗粒。）连生粒：粉碎产品中，两种矿物或两种以上矿物连生在一起的颗粒。（4 4）单单体体解解离离度度：物物料料群群中中，某某矿矿物物的的单单体体解解离离颗颗粒粒数数占占该该粒粒群群中中含含有有该矿物的颗粒总数的百分数。该矿物的颗粒总数的百分数。C C：某矿物的单体解离度；某矿物的单体解离度；A A：该矿物的单体解离粒子个数；：该矿物的单体解离粒子个数；：含有该矿物的连生粒子个数。：含有该矿物的连生粒子个数。3.1.2 3.1.2 粉碎的工艺特征粉碎的工艺特征4.4.单体解离及解离度单体解离及解离度本讲稿第九页，共五十一页（1 1）材材料料的的强强度度：材材料料抵抵抗抗外外界界破破坏坏的的能能力力，以以材材料料破破坏坏时时单单位位面面积积上上所所受的力即受的力即N/N/或或Pa Pa 来表示来表示 ；按按接接受受力力破破坏坏的的方方式式不不同同，分分为为压压缩缩强强度度、拉拉伸伸强强度度、扭扭曲曲强强度度、弯弯曲强度和剪切强度等；曲强度和剪切强度等；抗压强度抗压强度 抗剪强度抗剪强度 抗弯强度抗弯强度 抗拉强度抗拉强度按材料内部的均匀性和有否缺陷分为理论强度和实际强度按材料内部的均匀性和有否缺陷分为理论强度和实际强度。p p抗压强度抗压强度 ；F-F-普普氏氏硬硬度度系系数数，为为抗抗压压强强度度的的百百分分之一。之一。3.1.2 3.1.2 粉碎的工艺特征粉碎的工艺特征5.5.可碎性可碎性本讲稿第十页，共五十一页通常用“可碎（磨）性系数”来衡量矿石粉碎的难易程度，可碎（磨）性系数的表示如下：可碎性系数3.1.2 3.1.2 粉碎的工艺特征粉碎的工艺特征本讲稿第十一页，共五十一页3.1.2 3.1.2 粉碎的工艺特征粉碎的工艺特征本讲稿第十二页，共五十一页3.1.3粉碎方法粉碎方法（1 1）挤压粉碎挤压粉碎 挤压粉碎是粉碎设备的工作部件对物料施加挤压作用，物料在压挤压粉碎是粉碎设备的工作部件对物料施加挤压作用，物料在压力作用下发生粉碎。力作用下发生粉碎。（2 2）挤压剪切粉碎挤压剪切粉碎（3 3）冲击粉碎冲击粉碎冲击粉碎包括高速运动的粉碎体对被粉碎物料的冲击和高速运动的冲击粉碎包括高速运动的粉碎体对被粉碎物料的冲击和高速运动的物料向固定壁或靶的冲击以及运动物料的相互冲击。物料向固定壁或靶的冲击以及运动物料的相互冲击。（4 4）研磨、磨削粉碎研磨、磨削粉碎本讲稿第十三页，共五十一页(1)体积粉碎体积粉碎（2）表面粉碎）表面粉碎3.1.4粉碎理论1.1.粉碎模型粉碎模型颗粒均受到破坏，粉碎后生成物多为粒度大的中间颗粒。随着粉碎颗粒均受到破坏，粉碎后生成物多为粒度大的中间颗粒。随着粉碎过程的进行，这些中间颗粒逐渐被粉碎成细粒。过程的进行，这些中间颗粒逐渐被粉碎成细粒。在粉碎的某一时刻，仅是颗粒的表面产生破坏，被磨削下在粉碎的某一时刻，仅是颗粒的表面产生破坏，被磨削下微粉成分，这一破坏作用基本不涉及颗粒内部。微粉成分，这一破坏作用基本不涉及颗粒内部。本讲稿第十四页，共五十一页粉碎产品粒度分布粉碎产品粒度分布（3）均一粉碎）均一粉碎 施加于颗粒的作用力使颗粒产生均匀的分散性破坏，直接粉施加于颗粒的作用力使颗粒产生均匀的分散性破坏，直接粉碎成微粉成分。碎成微粉成分。3.1.4粉碎理论本讲稿第十五页，共五十一页1 1）混合粉碎与单独粉碎的比较）混合粉碎与单独粉碎的比较3.1.4粉碎理论2.2.混合粉碎和选择性粉碎混合粉碎和选择性粉碎本讲稿第十六页，共五十一页（1 1）颗颗粒粒层层受受到到粉粉碎碎介介质质的的作作用用力力即即使使不不足足以以使使强强度度高高的的物物料料颗颗粒粒碎碎裂裂，但但其其大大部部分分会会通通过过该该颗颗粒粒传传递递至至位位于于力力的的作作用用方方向向上上与之相邻的强度低的颗粒上，该作用足以使之发生粉碎。与之相邻的强度低的颗粒上，该作用足以使之发生粉碎。（2 2）当当两两种种硬硬度度不不同同的的颗颗粒粒相相互互接接触触并并作作相相对对运运动动时时，硬硬度度大大者者会会对对硬硬度度小小者者产产生生表表面面剪剪切切或或磨磨削削作作用用，软软颗颗粒粒在在接接触触面面上上会会被被硬硬颗颗粒粒磨磨削而形成若干细颗粒。此时，硬质颗粒对软质颗粒起着研磨介质的作用。削而形成若干细颗粒。此时，硬质颗粒对软质颗粒起着研磨介质的作用。(3)(3)两两种种硬硬度度不不同同的的颗颗粒粒在在破破碎碎过过程程中中，硬硬度度大大的的大大颗颗粒粒的的表表面面不不均均匀匀性性（锐锐角角）会会对对硬硬度度小小的的颗颗粒粒起起劈劈裂裂、压压碎碎等等作作用用，有有利利于于硬硬度小的颗粒破碎。度小的颗粒破碎。3.1.4粉碎理论2 2）出现这种选择性粉碎现象的原因）出现这种选择性粉碎现象的原因 本讲稿第十七页，共五十一页1 1）表表面面积积假假说说:碎碎磨磨过过程程中中所所消消耗耗的的有有用用功功与与表表面面积积成成正正比比，与与产产品粒度成反比品粒度成反比。2 2）体积假说）体积假说:外力作用于物体时，物体首先发生弹性变形，当外力外力作用于物体时，物体首先发生弹性变形，当外力超过该物体的强度极限时该物体就发生破裂，故破碎物料所需的功超过该物体的强度极限时该物体就发生破裂，故破碎物料所需的功与它的体积大小有关。与它的体积大小有关。3 3）裂纹假说）裂纹假说:物料在破碎时外力首先使其在局部发生变形，一旦局部变形物料在破碎时外力首先使其在局部发生变形，一旦局部变形超过临界点时则产生裂口，裂口的形成释放了物料内的变形能，使裂纹超过临界点时则产生裂口，裂口的形成释放了物料内的变形能，使裂纹扩展为新的表面。输入的能量一部分转化为新生表面积的表面能，与表扩展为新的表面。输入的能量一部分转化为新生表面积的表面能，与表面积成正比；另一部分变形能因分子摩擦转化为热能而耗散，与体积成面积成正比；另一部分变形能因分子摩擦转化为热能而耗散，与体积成正比。两者综合起来，将物料粉碎所需要的有效能量设定为与体积和表正比。两者综合起来，将物料粉碎所需要的有效能量设定为与体积和表面积的几何平均值成正比面积的几何平均值成正比。3.1.4粉碎理论3.3.粉碎能耗理论与功指数粉碎能耗理论与功指数1 1）能耗理论）能耗理论本讲稿第十八页，共五十一页当n=2时当nl.5时当n1时三个假设可统一地用如下数学模型来表述，式中三个假设可统一地用如下数学模型来表述，式中E E为粉碎所需功为粉碎所需功耗，耗，X X为粒径，为粒径，n n为指数为指数。3.1.4粉碎理论RittingerRittinger的表面积假说模型的表面积假说模型 BondBond的裂纹假说模型；的裂纹假说模型；KickKick的体积假说模型的体积假说模型。本讲稿第十九页，共五十一页F F、P P给料及产品中给料及产品中80%80%通过的方形筛孔的宽度（微米）通过的方形筛孔的宽度（微米）WW将将一一短短吨吨（907.185kg907.185kg）给给料料粒粒度度为为F F的的物物料料粉粉碎碎到到产产品品粒粒度度为为P P时所消耗的功；时所消耗的功；WiWi功功指指数数，即即将将“理理论论上上无无限限大大的的粒粒度度”粉粉碎碎到到80%80%通通过过0.010.01筛孔宽（或筛孔宽（或65%65%通过通过0.0750.075筛孔宽）时所需的功。筛孔宽）时所需的功。(2)(2)功指数功指数3.1.4粉碎理论本讲稿第二十页，共五十一页功指数的应用功指数的应用 在在测测出出功功指指数数WiWi的的情情况况下下可可以以计计算算各各种种粒粒度度范范围围内内的粉碎功耗；的粉碎功耗；测测出出被被粉粉碎碎物物料料的的功功指指数数WiWi，可可以以计计算算设设计计条条件件下下的的需要功率，根据需用功率的容量，选择粉碎机械；需要功率，根据需用功率的容量，选择粉碎机械；可可以以比比较较不不同同粉粉碎碎设设备备的的工工作作效效率率，如如两两台台磨磨机机消消耗耗的的功功率率相相同同，但但产产品品粒粒度度不不同同，分分别别算算出出两两台台磨磨机机的的操操作作功功指数，就可确定哪台效率高。指数，就可确定哪台效率高。3.1.4粉碎理论本讲稿第二十一页，共五十一页粉碎速度：粗大颗粒消失速率与参加粉碎的粉体中这粉碎速度：粗大颗粒消失速率与参加粉碎的粉体中这些大颗粒所占比率成正比。些大颗粒所占比率成正比。上式称之为上式称之为n n阶粉碎动力学方程，阶粉碎动力学方程，x xo o为给料中大于为给料中大于指定粒级颗粒的比率，指定粒级颗粒的比率，x(t)x(t)为经过为经过t t时间粉碎后产品中大时间粉碎后产品中大于指定粒级颗粒的比率。于指定粒级颗粒的比率。k k相当于该指定粒级以上大颗相当于该指定粒级以上大颗粒被粉碎的选择函数粒被粉碎的选择函数。4.4.粉碎动力学粉碎动力学3.1.4粉碎理论本讲稿第二十二页，共五十一页助磨剂：在粉碎作业中，能够显著提高粉碎效率或降低能耗的助磨剂：在粉碎作业中，能够显著提高粉碎效率或降低能耗的化学物质。化学物质。（1 1）按助磨剂添加时的物质状态：固体、液体和气体）按助磨剂添加时的物质状态：固体、液体和气体（2 2）根据物理化学性质：有机助磨剂和无机助磨剂）根据物理化学性质：有机助磨剂和无机助磨剂。a a）固体助磨剂：如硬脂酸盐类、胶体二氧化硅、碳黑、氧化镁粉、胶体）固体助磨剂：如硬脂酸盐类、胶体二氧化硅、碳黑、氧化镁粉、胶体石墨等。石墨等。b b）液体助磨剂：包括各种表面活性剂、分散剂等。如用于水泥熟料、）液体助磨剂：包括各种表面活性剂、分散剂等。如用于水泥熟料、方解石、石灰石等的三乙醇胺：用于石英等的烷基油酸（钠）：用于方解石、石灰石等的三乙醇胺：用于石英等的烷基油酸（钠）：用于滑石的聚羧酸盐：用于硅石灰的六偏磷酸钠等。滑石的聚羧酸盐：用于硅石灰的六偏磷酸钠等。c c）气体助磨剂：如蒸气状的极性物质（丙酮、硝基甲烷、甲醇、水蒸气）气体助磨剂：如蒸气状的极性物质（丙酮、硝基甲烷、甲醇、水蒸气）以及非极性物质（四氯化碳等）以及非极性物质（四氯化碳等）3.1.5 助磨作用1.1.助磨剂的种类助磨剂的种类本讲稿第二十三页，共五十一页（3 3）具有较强的抗）具有较强的抗CaCa2 2、MgMg+2+2的能力的能力;受受pHpH的影响较小的影响较小（4 4）助磨剂的分子结构要与磨矿系统复杂的物理化学）助磨剂的分子结构要与磨矿系统复杂的物理化学环境相适应环境相适应助磨剂的特征助磨剂的特征（1 1）助磨剂应具有良好的选择性分散作用；）助磨剂应具有良好的选择性分散作用；（2 2）能够调节料浆的粘度）能够调节料浆的粘度3.1.5 助磨作用本讲稿第二十四页，共五十一页颗粒表面积随能量输入的速率可用下式表示：颗粒表面积随能量输入的速率可用下式表示：ds/dek(ss)机械法制备超细粉体必须具备两个基本条件：机械法制备超细粉体必须具备两个基本条件：能量高度集中；能量高度集中；要要使使用用助助磨磨剂剂。助助磨磨剂剂对对超超细细粉粉碎碎过过程程有有非非常常显显著著的的影影响。响。2.2.助磨剂的作用原理助磨剂的作用原理3.1.5 助磨作用本讲稿第二十五页，共五十一页助磨剂作用原理假说助磨剂作用原理假说（1 1）“吸附降低硬度吸附降低硬度”学说：助磨剂分子在颗粒上的吸附降学说：助磨剂分子在颗粒上的吸附降低了颗粒的表面能或者引起近表面层晶格的位错迁移，产生点低了颗粒的表面能或者引起近表面层晶格的位错迁移，产生点或线的缺陷，从而降低颗粒的强度和硬度，促进裂纹的产生和或线的缺陷，从而降低颗粒的强度和硬度，促进裂纹的产生和扩展。扩展。（2 2）“料浆流变学调节料浆流变学调节”学说：助磨剂通过调节浆料的流变学学说：助磨剂通过调节浆料的流变学性质和颗粒的表面电性等，降低浆料（如矿浆）的粘度，促进颗性质和颗粒的表面电性等，降低浆料（如矿浆）的粘度，促进颗粒的分散，从而提高浆料的可流动性，阻止颗粒在研磨介质及磨粒的分散，从而提高浆料的可流动性，阻止颗粒在研磨介质及磨机衬板上的粘附以及颗粒之间的团聚机衬板上的粘附以及颗粒之间的团聚 。3.1.5 助磨作用本讲稿第二十六页，共五十一页分级：将粒度不同的混合物料按粒度或按在介质中沉降速度不同分成若干粒度级别的过程。分级是物料按粒度分离的一种形式。筛分分级筛分分级水力分级水力分级气流分级气流分级 分级的方式分级的方式3.2 分 级 本讲稿第二十七页，共五十一页分筛：将粒度不同的混合物料通过单层或多层筛子分成若干不同粒分筛：将粒度不同的混合物料通过单层或多层筛子分成若干不同粒度级别的过程度级别的过程。独立筛分独立筛分当筛分产品作为最终产品供给用户使用时。当筛分产品作为最终产品供给用户使用时。准备筛分准备筛分当筛分作业是为下一道工序提供不同粒级的原当筛分作业是为下一道工序提供不同粒级的原料时。料时。预先筛分预先筛分当筛分作业用于粉碎前将粒度合格的物料预先分当筛分作业用于粉碎前将粒度合格的物料预先分出时出时.辅助筛分辅助筛分当筛分与粉碎设备配合使用时。当筛分与粉碎设备配合使用时。检查筛分检查筛分筛分作业用于控制粉碎产品粒度时。筛分作业用于控制粉碎产品粒度时。闭路粉碎系统：粉碎设备与分级设备配合并且不合格的粗粒产品返回粉闭路粉碎系统：粉碎设备与分级设备配合并且不合格的粗粒产品返回粉碎机进行再次粉碎的粉碎系统。碎机进行再次粉碎的粉碎系统。开路粉碎系统：粉碎产品不经分级或不返回粉碎的粉碎系统。开路粉碎系统：粉碎产品不经分级或不返回粉碎的粉碎系统。3.2.1筛分分级筛分分级1.1.筛分方法及其特点筛分方法及其特点本讲稿第二十八页，共五十一页标准筛制标准筛制 （1 1）以）以1.4141.414为筛比，如美国、英国、加拿大等国所采用。为筛比，如美国、英国、加拿大等国所采用。（2 2）以）以1.2591.259为筛比，如法国、前苏联等国所采用。为筛比，如法国、前苏联等国所采用。（3 3）以）以1.41.4为筛比，为国际标准化组织所提出为筛比，为国际标准化组织所提出。3.2.1筛分分级筛分分级1 1）筛分分析和标准筛筛分分析和标准筛 筛序：按筛孔尺寸从大到小排序，各个筛子所处的层次次序。筛序：按筛孔尺寸从大到小排序，各个筛子所处的层次次序。筛比：按筛序叠好的每两个相邻筛子的筛孔尺寸之比。筛比：按筛序叠好的每两个相邻筛子的筛孔尺寸之比。筛基：作为标准筛基准的筛子。筛基：作为标准筛基准的筛子。本讲稿第二十九页，共五十一页2）筛分分析操作方法）筛分分析操作方法取样筛析结果计算结果分析3.2.1筛分分级筛分分级本讲稿第三十页，共五十一页取样过程注意事项：取样过程注意事项：取样尽可能少。取样尽可能少。取样具有代表性。取样具有代表性。取样原则取样原则：粒度大多取，粒度小少取粒度大多取，粒度小少取试样最小重量与试样粒度的关系试样最小重量与试样粒度的关系最大块尺寸最大块尺寸（mm)mm)0.10.10.30.30.50.51 13 35 510102020样品最小重量样品最小重量（kg)kg)0.020.025 50.050.050.10.10.20.20.50.52 25 520203.2.1筛分分级筛分分级本讲稿第三十一页，共五十一页（1 1）干干 筛筛（2 2）湿湿 筛筛（3 3）干湿联合筛析法干湿联合筛析法筛分终点：在筛分终点：在1 1分钟内所得的筛下物料量小于筛分钟内所得的筛下物料量小于筛上物料量的上物料量的1 1时，认为筛分已到终点。时，认为筛分已到终点。3.2.1筛分分级筛分分级3 3）筛析方法）筛析方法本讲稿第三十二页，共五十一页2.2.筛分原理筛分原理 1 1）筛分概率）筛分概率筛上残留率筛上残留率3.2.1筛分分级筛分分级本讲稿第三十三页，共五十一页以以/a/a为为横横坐坐标标，i i为为纵纵坐坐标标，i i为为参参数数可可作作出出残残留留率率曲曲线线，此此曲曲线线即即称称为为部部分分分分离离效效率率曲曲线线（图图3-113-11）。由由图图可可知知，/a/a1 1时时，与与筛筛孔孔同同等等大大小小的的颗颗粒粒不不能能通通过过筛筛网网，/值值越越小小，越越易易通通过过。而而且且，颗颗粒粒与与筛筛网网碰碰撞撞次次数数i i越越多多，越越易易分分离。离。实际表明，物料粒度小于筛孔的实际表明，物料粒度小于筛孔的3/43/4的颗粒容易透过筛孔，被称为易筛粒；而大的颗粒容易透过筛孔，被称为易筛粒；而大于筛孔于筛孔3/43/4的颗粒，因透筛困难，称为难筛粒。的颗粒，因透筛困难，称为难筛粒。3.2.1筛分分级筛分分级本讲稿第三十四页，共五十一页筛分效率筛分效率 :实际得到的筛下产物量与入筛物料中所含粒度小于筛孔实际得到的筛下产物量与入筛物料中所含粒度小于筛孔的物料量的比的百分数的物料量的比的百分数 。筛上产物，筛上产物，原料，原料，筛下产物，筛下产物，筛筛分分效效率率，；CC筛筛下下产产物物重重量量；入入筛筛原原物物料料重重量量；入入筛筛原原物物料料中中小小于于筛筛孔孔级级别的物料含量，别的物料含量，用小于筛孔的所有物料来计算筛分效率，其结用小于筛孔的所有物料来计算筛分效率，其结果称总筛分效率；只用小于筛孔物料的个别粒果称总筛分效率；只用小于筛孔物料的个别粒级或几个粒级计算，则称为部分筛分效率级或几个粒级计算，则称为部分筛分效率 （2 2）筛分效率筛分效率3.2.1筛分分级筛分分级本讲稿第三十五页，共五十一页某一时刻存在于筛面上但比筛孔小的物料重量t筛分时间；k为比例系数；负号表示物料量是随筛分时间增长而减少的(3)(3)筛分动力学筛分动力学3.2.1筛分分级筛分分级本讲稿第三十六页，共五十一页水水力力分分级级，又又称称为为湿湿式式分分级级，是是利利用用颗颗粒粒在在液液体体介介质质流流中中沉沉降降的的速速度度差差，或运动轨迹的不同进行分级的过程。或运动轨迹的不同进行分级的过程。水力分级中分级介质的运动有三种形式：水力分级中分级介质的运动有三种形式：一是介质的流动方向与颗粒沉降方向相反的垂直上升介质流一是介质的流动方向与颗粒沉降方向相反的垂直上升介质流(a)(a)；二是水平介质流（二是水平介质流（b b）；）；三是旋转介质运动流（三是旋转介质运动流（c c）。）。3.2.2水力分级水力分级本讲稿第三十七页，共五十一页1 1）淘析）淘析 法法基本原理基本原理沉降分析法中最简单而又比较准确沉降分析法中最简单而又比较准确的一种方法。的一种方法。利用渐进缩短沉降时间的方法，由利用渐进缩短沉降时间的方法，由细至粗的逐步将各粒级物料自试料细至粗的逐步将各粒级物料自试料中淘析出来。中淘析出来。7445382010t5t4t3t2t13.2.2水力分级水力分级本讲稿第三十八页，共五十一页2）上升水流法）上升水流法优优 点点 可以连续地分出各个粒级产物，可以连续地分出各个粒级产物，结果准确。结果准确。工作原理根据矿粒在上升水流中的自由沉降规根据矿粒在上升水流中的自由沉降规律，利用上升水流，在相同的流量下，律，利用上升水流，在相同的流量下，在不同直径的分级管中，产生不同的在不同直径的分级管中，产生不同的上升水速，使粒度不同的矿粒按其不上升水速，使粒度不同的矿粒按其不同的沉降速度分成若干粒度级别同的沉降速度分成若干粒度级别。3.2.2水力分级水力分级本讲稿第三十九页，共五十一页 气气流流介介质质分分级级主主要要用用于于超超细细粉粉碎碎粉粉体体的的分分级级，由由于于气气流流介介质分级时物料是干的，也称为干式分级质分级时物料是干的，也称为干式分级 。分级介质的运动有三种形式：分级介质的运动有三种形式：一逆流平衡分级一逆流平衡分级(a)(a)；二横切气流式分级（二横切气流式分级（b b）；）；三离心分级（三离心分级（c c）。）。3.2.3 3.2.3 气流介质分级气流介质分级1 1）干式分级机理）干式分级机理本讲稿第四十页，共五十一页3.2.3 3.2.3 气流介质分级气流介质分级2.2.气流介质分级应具备的基本条件气流介质分级应具备的基本条件（1 1）物料充分分散；物料充分分散；（2 2）分离作用力既瞬时作用于点或线上，又持久作用）分离作用力既瞬时作用于点或线上，又持久作用于整个分级区域内；于整个分级区域内；（3 3）对气流作整流处理，避免产生局部涡流；）对气流作整流处理，避免产生局部涡流；（4 4）分离出的颗粒应立即卸出，避免再混合。）分离出的颗粒应立即卸出，避免再混合。本讲稿第四十一页，共五十一页粒度分配曲线粒度分配曲线:以粒度为横坐标，各粒级在粗粒级或细粒级中的分配以粒度为横坐标，各粒级在粗粒级或细粒级中的分配率为纵坐标，绘出的表示分级效果的曲线率为纵坐标，绘出的表示分级效果的曲线 。分级粒度分级粒度:分配率分配率50%50%所对应的粒度所对应的粒度利用分离曲线确定分离粒度，并可用偏差利用分离曲线确定分离粒度，并可用偏差E EP P表示分级效率表示分级效率 3.2.4 3.2.4 分级效果的评价分级效果的评价1.1.粒度分配曲线粒度分配曲线本讲稿第四十二页，共五十一页 2.2.分级效率分级效率 f f：分级效率，：分级效率，%：入料中小于规定粒度的粒子含量，：入料中小于规定粒度的粒子含量，%；：细粒级产物中小于规定粒度的粒子含量，：细粒级产物中小于规定粒度的粒子含量，%；：分级后细粒级产物中的固体产率，：分级后细粒级产物中的固体产率，%；：粗粒级产物中小于规定粒度的粒子含量，：粗粒级产物中小于规定粒度的粒子含量，%；3.2.4 3.2.4 分级效果的评价分级效果的评价本讲稿第四十三页，共五十一页3.2.4 3.2.4 分级效果的评价分级效果的评价本讲稿第四十四页，共五十一页粒粒度度分分布布粒度特性分析方法粒度特性分析方法粒度分布即粉体中各粒度区间的颗粒含量占总量的比例粒度分布即粉体中各粒度区间的颗粒含量占总量的比例.累积分布和分布密度累积分布和分布密度粒度分布的表示方法粒度分布的表示方法列表法列表法图示法图示法特性函数法特性函数法筛分分析筛分分析沉降分析沉降分析显微分析显微分析比表面分析比表面分析形状分析形状分析3.2.5粉碎产品粒度特征粉碎产品粒度特征1.1.粒度分布粒度分布本讲稿第四十五页，共五十一页1 1）累积分布和分布密度）累积分布和分布密度则则函函数数F(DF(Dp p)称称为为随随机机变变量量d dp p的的累累积积分分布布函函数数，函函数数f(Df(Dp p)称称为为d dp p的的分分布布密度或频率分布函数。密度或频率分布函数。在在粒粒度度分分析析中中，通通常常以以累累积积筛筛余余（大大于于某某一一筛筛孔孔尺尺寸寸的的颗颗粒粒质质量量百百分分数数）或或累累积积筛筛下下（小小于于某某一一筛筛孔孔尺尺寸寸的的颗颗粒粒质质量量百百分分数数）来来表表示示累积分布。累积分布。若将粒径若将粒径d dp p作为随机变量，当其取值小于任意指定的作为随机变量，当其取值小于任意指定的D Dp p这一事这一事件具有概率件具有概率PdpDpPdpDp，且此概率仅与，且此概率仅与D Dp p值有关，即它是值有关，即它是D Dp p的函数的函数F F(D(Dp p)，则可表示为：，则可表示为：PdpDpPdpDpF(DF(Dp p)如果在如果在DDp p区间里有区间里有3.2.5粉碎产品粒度特征粉碎产品粒度特征本讲稿第四十六页，共五十一页将粉体粒度分析数据列成表格，分别计算出各粒级的百分将粉体粒度分析数据列成表格，分别计算出各粒级的百分数和累积筛下数和累积筛下(或累积筛余或累积筛余)百分数。百分数。3.2.5粉碎产品粒度特征粉碎产品粒度特征2 2）粒度分布的表示方法粒度分布的表示方法 列表法列表法本讲稿第四十七页，共五十一页每个矩形的每个矩形的面积表示相面积表示相应粒度级别应粒度级别的含量百分的含量百分数。数。DDp p00时，时，F(DF(Dp p)的极限值为的极限值为f f(D(Dp p)，且，且f(Df(Dp p)关于关于D Dp p连续，那么连续，那么上面的矩形图就变为粒度分布密上面的矩形图就变为粒度分布密度曲线。度曲线。图示法图示法 3.2.5粉碎产品粒度特征粉碎产品粒度特征本讲稿第四十八页，共五十一页高登高登舒曼（舒曼（Gaudin-SchuhmanGaudin-Schuhman）分布函数（）分布函数（G-SG-S分布函数）分布函数）RosinRosinRammlerRammler分布函数（分布函数（R RR R分布函数）分布函数）对数正态分布函数对数正态分布函数(3)(3)特性函数法特性函数法 (3)(3)特性函数法特性函数法(3)(3)特性函数法特性函数法3.2.5粉碎产品粒度特征粉碎产品粒度特征本讲稿第四十九页，共五十一页4.4.粒度特性分析方法粒度特性分析方法（1 1）筛分分析筛分分析（2 2）沉降分析）沉降分析（3 3）显微分析）显微分析（4 4）比表面分析）比表面分析（5 5）形状分析）形状分析3.2.5粉碎产品粒度特征粉碎产品粒度特征本讲稿第五十页，共五十一页参考书籍参考书籍1 1徐秉权徐秉权 编著编著.粉体工程学粉体工程学.长沙长沙:中南工业大学教材科中南工业大学教材科,1997,1997年年2 2李启衡李启衡 主编主编.破碎与磨矿破碎与磨矿.北京北京:冶金工业出版社冶金工业出版社,1980,1980年年3 3陆厚根陆厚根 编著编著.粉体技术导论粉体技术导论.上海上海:同济大学出版社同济大学出版社,1998,1998年年4 4杨小生杨小生 编编.选矿学选矿学(上上).).长沙长沙:中南大学教材科中南大学教材科,1998,1998年年5 5郑水林郑水林 编著编著.超细粉碎超细粉碎.北京北京:中国建材工业出版社中国建材工业出版社,1999,1999年年6 6段希祥段希祥 编著编著.球磨机介质工作理论与实践球磨机介质工作理论与实践.北京北京:冶金工业出版社冶金工业出版社,1999,1999年年7 7盖国胜盖国胜 主编主编.超细粉碎分级技术超细粉碎分级技术.北京北京:中国轻工业出版社中国轻工业出版社,2000,2000年年8 8 卢寿慈卢寿慈 主编主编.粉体加工技术粉体加工技术.北京北京:中国轻工业出版社中国轻工业出版社,2000,2000年年本讲稿第五十一页，共五十一页