华北理工选矿学教案01破碎与磨矿-1绪论.docx

课程名称：破碎与磨矿第1讲次摘要绪论授课题目（章、节）本讲目的要求及重点难点：【目的要求】通过本讲课程的学习，了解选矿的一些基本知识，理解碎矿与磨矿在选矿中的作用。【重 点】选矿基本概念、破碎、磨矿特点【难 点】碎矿与磨矿的作用及特点内容【本讲课程的引入】在正式讲课前，选矿究竟是做什么的之前，我先问一下同学们，你们当中有谁知道“选 矿”是做什么的，或者说谁知道什么和选矿有关呢。【本讲课程的内容】绪论一、选矿的概念r金属矿矿产资源j非金属矿j煤_、可燃性矿物1石油这些矿产资源在长 1天然气对富集的矿物集体合体，通常我们把在 现有技术条件下可以开采、加工、利用的到薪来宣体叫做矿石；相反不能在现有技术条件下 利用的矿物集合体称做岩石。在通常条件下，我们把在现有技术、经济条件下，可以开采、加工和利用的岩石，称之 为矿石。岩石矿石和岩石的划分，需要从技术、经济等多方面进行综合分析，因为随着科学技术的发 展和经济条件的许可，岩石可能成为矿石，同样，矿石由于受到市场或其它因素的制约而成为 岩石。侑用矿物：目前状况下能为国民经济利用的矿物矿产脉石矿物：目前状况下不能为国民经济利用的矿物所谓选矿就是将矿石中的有用矿物与脉石矿物分离、除去有害杂质、使之富集和纯化的 一门科学技术。在国外,选矿一词的英文词汇是：“Ore Dressing （矿石提取）”或“Mineral Dressing （矿物提取）”。随着矿石或矿物提取分离技术的发展，“选矿”一词已不能完全涵盖 众多涌现出来的技术和方法所依赖的学科基础和学科领域，其研究的对象比传统的选矿学科 更广、更深。这一点从目前国际通用的“Mineral Processing”可以体现出来，也就是“矿物加工”。 在人类历史发展过程中，矿产资源的开发利用与之密切相关。石器时代,> 青铜时代,> 铁器时代> 材料时代一、选矿的方法选矿方法是指将矿石中有用矿物和脉石矿物进行分离与富集所采用的方法。"机械选矿法：重选、磁选、浮选、电选、拣选化学选矿法：化学沉淀法、离子交换吸附法、焙烧法选矿方法 <浸出法、溶剂萃取法、离子浮选法活性炭吸附法、电沉积法、其它选矿法：摩擦洗矿法、形状选矿法、硬度选矿、油可选矿、 磁流体选矿另外，还有联合选矿法，即：将多种选矿方法联合在一起处置些大型复杂的选矿方法。二、选矿的指标为衡量选矿过程进行的好坏，常采用产品的品位、产率、选矿比、富矿比、回收率和选 别效率等指标表示。（1）品位指矿物原料及选矿产品中有用成分含量的质量百分比。原矿、精矿和尾矿品位的高低 分别用a、3三个希腊字母表示。（2）产率指产品质量与原矿质量之比的百分数，以希腊字母Y表示。尾矿产率与精矿产率的关 系为：y尾矿=100% - y精矿（3）选矿比指原矿质量与精矿质量之比。它表示选出I吨精矿需处理几吨原矿。（4）富矿比指精矿品位（0）和原矿品位（a）之比。它表示精矿中有用成分含量比原矿中有用成 分含量提高的倍数。（5）回收率把原矿或给矿中所含被回收的有用成分在精矿中回收的质量百分数称为回收率，用希 腊字母£表示。精矿的实际回收率：分际=第便a工a精矿的理论回收率：£实际二。（一）xlOO%式中：。原矿或给矿品位；P原矿质量；6精矿质量；Qk尾矿品位；Qa精矿品位。回收率包括选矿作业回收率和选矿最终回收率。由于取样、分析及矿浆机械流失等原因， 计算出的理论【口 I收率和实际归I收率往往不一致。（6）选别效率用精矿中有用成分回收率与脉石回收率之差来衡量选别服作业的好坏，称作选别效率, 以V来表示。喉牝410期或V，纯"）x00% aa（4一纯一 a）万纯式中：。纯有用矿物的纯矿物品位；Yk精矿产率。理想的选矿就是将原矿中的有用矿物全都回收到精矿中去而不回收脉石矿物，然而实际 过程是做不到的，选别效率则是表示选别效果好坏的综合指标。三、选矿的应用范围I、材料具有纳米直径的硬硅钙分纤维相互缠绕成空心的球状二次粒子，在压滤过程中形成硬质 支撑的骨架。具有封闭的纳米孔结构的气凝胶，有非常低的导热系数，但是强度太低，不能 单独作为绝热材料。但二者复合能得到具有较高强度和超低导热系数的具有实用价值的绝热 材料2、海洋多金属结核多金属结核分布在世界大洋底部水深35006000米海底表层。它的外形是暗褐色，形 如土豆的结核状软矿物体，直径一般为37厘米。多金属结核含有锦、铁、银、钻、铜等 几十种元素。据科学家们分析估计，世界洋底多金属结核资源为3万亿吨，其中钵的产量可 供世界用18000年,镇可用25000年。3、三废处理与综合利用利用固体废弃物可制备得到一些新型的材料，如利用尾矿等制备地质聚合物，可代替普 通硅酸盐水泥制品，不仅原料价格低廉，而且制品性能良好，最重要的是节能、环保。同时, 还可以用在废水、废气处理等方面。4、其它领域食品行业；精细化工；医药保健；生物生化；药剂开发；设备研制四、破碎与磨矿的概念和特点所谓破碎，是指利用外力(包括人力、机械力、风力、热力、磁电及核能等)克服固体 物料内部分子间凝聚力，将大块固体物料颗粒分裂成小块物料颗料的作业。破碎作业具体划分如下表所示。破碎作业划分表作业名称粒度范围破碎粗碎将 1500-1000mm 处理到 mm 350200 mm中碎将 350200 mm 处理到 100mm80mm 之间细碎将00mm80mm处理到10mm和3mm之间粉磨(磨矿)粗磨将物料磨细到3mm7mm细磨将物料磨细到0.08mm().()l mm微磨将物料磨细到0.050.001mm以下超微磨将物料磨细到5pm以下五、破碎与磨矿的技术经济参数(1)单位产品电耗单位产品电耗是破碎单位产品质量所消耗的电量，简称单位电耗。它是衡量破碎机的动 力消耗是否经济的基本技术经济指标，单位电耗与破碎比、台时产量直接相关。(2)产量、质量系数和综合指标破碎机械在单位时间内的排料量称为产量，它是评价破碎机经济效益的重要指标，由于 破碎机的产量随破碎比变化，故采用质量系数K作为对破碎机技术评价和对比的指标之一。K=Qi式中：K破碎机的质量系数，t/h：Q破碎机的小时产量，Uh；i破碎比20世纪70年代又提出了一个反映破碎机械破碎效果的综合指标Kt：k.K_QN N式中：N破碎机所需功率的平均值，kWo(3)单位钢耗和单位球耗单位钢耗和单位球耗是指每吨物料破碎时所消耗的钢材量或所消耗的介质球量，因此必 须研究破碎和磨矿机械的零部件如衬板、齿板和钢球的磨损规律，提高钢材的耐热、耐磨、 抗腐蚀性能，因地制宜地研究和生产耐磨材料，降低破碎磨矿机械的单位钢耗和单位球耗。(4)破碎比破碎比是指物料在经过破碎过程后，破碎前物料的粒度D和破碎后物料的粒度d的比值, 根据破碎比表述和用途的不同，破碎比主要有以下几种表示方法：I）用物料在破碎前最大的粒度和破碎后物料的最大粒度的比值计算，即极限破碎比。d最大式中：i破碎比；D最大破碎前物料的最大粒度，mm；dw、破碎后物料的最大料度，mm。最大粒度分别用原料及产品中95%或80%的物料能通过的正方形筛孔宽度表示。由于各 国技术习惯的不同，我国、俄罗斯及独联体国家均采用物料的95%能通过的筛孔宽度来表示 物料的最大粒度，而一些英美国家则取用80%能通过的筛孔宽度作为最大物料的粒度直径。 极限破碎比在设计中常用，以此来确定破碎机的给矿口宽度。2）用破碎机的给矿口宽度和排矿口宽度的比值计算，即名义破碎比。.0.858i =S式中：i破碎比；B破碎机给矿口宽度，mm；S破碎机排矿口宽度，mm。工程实践表明，通常进入破碎机的最大物料粒度的直径应当比破碎机给矿口宽度约小 15%时，物料才能被顺利破碎，因此，就采用0.85B来表示破碎机的有效宽度。由于名义破 碎比可大致地反映破碎机的破碎能力和物料破碎前后的粒度的变化，这种计算方法常用于实 际工程生产中。3）用破碎前后物料粒度平均值的比值计算，即真实破碎比。 _。平均值I - 平均值式中：i破碎比；D平均值破碎前物料粒度的平均值，mm：D Wa破碎后物料粒度的平均值，mm。破碎前后物料的粒度都是由若干个粒级组成的统计总体，只有用粒度的平均值才能真实 反映。用这种方法计算得到的破碎比，能较为真实地反映出物料破碎的程度，因此在理论研 究中常采用这一计算方法来表示破碎机的破碎比。其中，整个流程的破碎比被称为总破碎比（i）,各阶段的破碎比in）称为分破 碎比。总破碎比（i）和分破碎比（iI,i2,in）的关系如下：i= in六、碎矿与磨矿在选矿厂中的重要性将矿石充分破碎是为了实现矿物有效分选，但过度破碎，又达到选矿的效果，因为粒度 破碎的过于细时，这些矿粒接近胶体状态，用现在选矿方法还难以控制。例如重力选矿难以 回收小于19微米的矿粒，浮选对于510微米以下的颗粒也难以回收。同时由于选矿中破碎与磨矿的生产费用（能耗）大约占全选厂的4065%以上，其相应的投资也占总投资的60% 左右，碎矿与磨矿工段设计与操作的好坏，都会直接影响到选厂的经济指标的，或者说经济 效益。刚才讲到了矿石的过粉碎，不仅影响了后续选别效果，同时也加大了能耗，增大了选 矿成本。正是由于这些原因，才显出碎矿与磨矿在选矿厂中具有相当重要的地位。碎矿与磨矿不 仅是选厂不可打缺失的环节，更是影响选厂经济效益的根源。典型破碎磨矿工艺流程图七、碎矿一磨矿流程以及其中各作业的作用1、碎矿与磨矿是分阶段进行的；2、破碎机和筛子通常配合使用；3、磨矿机和分级设备通常配合使用；4、各作业要采用适当的设备。对筛子的作用进行讲授，其作用主要有四个:（1）预先筛分（2）检查筛分（3）准备筛分（4）最终筛分八、碎矿和磨矿车间工作情况二者的工作情况是不相同的，与磨矿车间工作情况不同的是，破碎车间的工作制度是和 采石场一样的，一般是两班制或三班制。两班制则每班工作67小时，三班制则56小时。其余时间则用于设备的开车、停车和设备维修上。磨矿车间工作制度，除了规定的检修时间外，应当每天24小时运转。因为磨矿机时开 时停的，则会造成生产过程不稳定，指标波动和有用矿物流失增多。因此一般用磨矿机的年 作业率（设备年作业率=%备全年运转?数X100%）。设备年作业率的好坏，反映了选矿厂 全年日历总时数技术水平和管理水平。它与回收率、精矿品位及磨机利用系数共称为选厂四大指标。如何将这两个车间的工作制度相统一呢，也就是说破碎车间必须在生产时间内，破碎出 足够的矿石来满足磨矿车间的24小时运转所需的矿最。【例】一个口处理5000吨的选矿厂，破碎车间每周6天生产，每天生产13小时，磨矿 车间每周工作7天，每天24小时运转，那么，磨矿车间的生产能力是多少呢（5000/24=208.3 吨），而破碎车间的生产能力又是多少呢？【解】5000x7/6x13=450 吨 在设备配置方面：磨矿机通常都可以成列配置在一个台阶上破碎机、筛子和附属设备等，常常配置在儿个 台阶上，较为分散。在设备操作和控制方面：(1)各部机器必须按工艺过程规定的程序，以一定的间隔时间相继启动，启动次序与 矿料运行方向相反；(2)各部机器可以单独启动，又可以成组启动；可以远程操纵，也可以在现场人工操 纵；停止时，与(1)要求的相反；(3)当生产线上的某一机器被迫停车时，应当对所有供给该机器矿料的其它机器也必 须停止运转，但它以后的机器可以继续工作。(4)此外，应当规定出各种信号，以便指挥和通知分散在全车间内的工作人员。虽然破碎和磨矿分别在两个车间进行，它们的工作情况又有许多不同，但二者之间有着十分 密切的关系。因此，在考虑技术和经济的问题的同时，必须对二者进行综合考虑，才能使破 碎和磨矿总的效果最好。【本讲课程的小结】今天我们主要讲了选矿的基本知识，涉及到一些基本概念如矿物加工、品位、选矿回收率和 常用的一些选矿方法。第二我们讲解了破碎与磨矿在选厂中的重要性、破碎与磨矿流程和作 业情况以及破碎与磨矿的车间工作制度。【本讲课程的作业】(1)几个要记住的概念：选矿；品位；选矿回收率。(2)简述破碎与磨矿在选厂中的重要性？(3)掌握破碎和磨矿车间的生产能力计算方法。