【采矿课件】第3章粉碎与分级eim.docx

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1、第3章粉碎碎与分级级习题解答答1粉粉碎作用用在工业业中的主主要作用用是什么么？什么么是粉碎碎比？部部分粉碎碎比和总总粉碎比比的关系系如何？【解解】粉碎碎作业在在这些行行业中应应用所起起的主要要作用是是： 原料制制备 如烧结结、制团团、陶瓷瓷、玻璃璃、粉末末冶金等等部门，要要求把原原料粉碎碎到一定定粒度供供下一步步处理、加加工之用用。 共生物物料中有有用成分分的解离离 使使共生的的有价成成分与非非有价成成分或多多种有价价成分解解离成相相对独立立的单体体，然后后选择合合适的分分离方法法分离成成各自单单独的产产品。 增增加物料料的比表表面 增大物物料同周周围介质质的接触触面积，提提高反应应速度，如如

2、催化剂剂的接触触反应、固固体燃料料的燃烧烧与气化化、物料料的溶解解、吸附附与干燥燥以及强强化粉末末颗粒流流化床的的大接触触面积传传质与传传热效率率等。 粉体的的改性 在新新材料，如如一些功功能材料料，复合合材料的的制造中中，就利利用了粉粉碎过程程中所产产生的机机械化学学效应, 引起起的粉末末材料的的晶体变变形和性性变来进进行表面面改性。 便便于贮存存、运输输和作用用 如如物料需需要采用用风力或或水力输输送，食食品等以以粉状使使用。 用于于环境保保护 如城市市垃圾的的处理、二二次资源源的利用用中要将将它们预预先粉碎碎。 粉碎碎比：被被粉碎物物料粉碎碎前的粒粒度与粉粉碎产物物粒度的的比值。以以i表

3、示示 i=ii1i2i3in=Dmaax/ddmaxx。 22粉碎碎为什么么要分段段进行？其各段段的产品品特性如如何？ 【解解】矿石石从开采采出来到到达到选选矿要求求，其粉粉碎比在在300001150000；如如果是由由矿物原原料制备备超细粉粉体材料料，其粉粉碎比就就更大。由由于目前前采用的的粉碎设设备结构构上的原原因，单单靠一台台粉碎设设备是不不可能达达到最终终粉碎目目的的。因因此，将将原料粉粉碎到最最终产品品粒度要要通过不不同的设设备完成成，即通通常都是是分阶段段进行的的。粉碎碎各阶段段产品粒粒度特征征如表11所示。 表1 粉碎各阶段产品粒度特征阶段给料最大块粒度mm产品最大块粒度mm粉碎

4、比破碎粗碎1500300350100315中碎35010010010315细碎10040305120磨矿一段磨矿301010.31100二段磨矿10.31100超细粉碎0.10.0750.0750.000111000超微粉碎0.0750.0001-0.000111000 3什么是是选择性性粉碎？它与产产品的粒粒度有何何关系？它在矿矿物加工工过程中中有什么么意义？ 【解解】力学学性质不不均匀的的物料在在细磨过过程中强强度小的的被磨细细，强度度大的则则残留下下来，这这种现象象称选择择性粉碎碎。 随磨矿矿时间的的延长，矿矿物颗粒粒变细，软软硬两种种矿物的的平均粒粒度差变变小，磨磨碎时间间足够长长时，

5、二二者粒度度可达到到相同；软硬两两种矿物物小于00.0774mmm产率差差随磨矿矿时间的的延长而而减少，而而且时间间愈长产产率差值值愈小，即即粗磨下下选择性性磨碎现现象显著著，而细细磨下选选择性磨磨碎现象象逐渐减减弱。 4什么是是可碎系系数？如如何用可可碎系数数判断颗颗粒的可可碎性？【解解】可碎碎性系数数 实践中中常以石石英作为为标准的的中硬矿矿石，将将其可碎碎性系数数定为11，硬矿矿石的可可碎性系系数都小小于1，而而软矿石石则大于于1。 在矿矿物加工工实践中中，通常常按普氏氏硬度将将岩石分分为五个个等级，以以此来表表示岩石石破碎的的难易程程度。详详见表22。 表2 岩石石破碎难难易程度度分类

6、硬度等级p(kg/cm2)普氏硬度系数可碎性系数可磨性系数岩石实例很软2002000200.650.750.5硬花岗岩、含铁石英岩 5物料机机械粉碎碎过程中中粉碎机机械对物物料施力力的方式式有那些些？【解解】物料料粉碎是是在机械械力作用用下进行行的，任任何一种种粉碎机机械都不不只用一一种力来来完成粉粉碎过程程。根据据粉碎机机械施力力方式差差异，粉粉碎施力力种类有有挤压、弯弯曲、剪剪切、劈劈碎、研研磨、打打击或冲冲击等，如如图。对对于某一一种粉碎碎设备，多多数情况况下是以以一种施施力方式式为主，若若干种施施力方式式同时存存在，这这样有利利于提高高粉碎效效率。 6简简述三种种粉碎模模型的特特征【解

7、解】(11) 体体积粉碎碎模型 如图图（a），整整个颗粒粒均受到到破坏，粉粉碎后生生成物多多为粒度度大的中中间颗粒粒。随着着粉碎过过程的进进行，这这些中间间颗粒逐逐渐被粉粉碎成细细粒。冲冲击粉碎碎和挤压压粉碎与与此模型型较为接接近。 (22) 表表面粉碎碎模型 如图图（b），在在粉碎的的某一时时刻，仅仅是颗粒粒的表面面产生破破坏，被被磨削下下微粉成成分，这这一破坏坏作用基基本不涉涉及颗粒粒内部。这这种情形形是典型型的研磨磨和磨削削粉碎方方式。 (33) 均均一粉碎碎模型 如图图（c），施施加于颗颗粒的作作用力使使颗粒产产生均匀匀的分散散性破坏坏，直接接粉碎成成微粉成成分。7简简述三个个粉碎功功

8、能理论论的基本本内容。【解】Rittinger的“表面积假说”认为“碎磨过程中所消耗的有用功与表面积成正比，与产品粒度成反比”。这种假说不太符合实际过程。Kick提出“体积假说”认为：“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与它的体积大小有关”。这种假说适合于解释物料的粗碎过程。 综合以上两种假说Bond推出了“裂纹假说“，他认为：“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

9、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面积的几何平均值成正比”。该假说接近于符合一般的粉碎过程，长期以来用于指导粉磨工艺和设备的研究，但至今没有从粉体特性和能量输入方面作出合理的科学解释。 8什么是功指数？【解】 （1） 式中，F、P 给料及产品中80%通过的方形筛孔的宽度（微米） W 将一短吨（907.185kg）给料粒度为F的物料粉碎到产品粒度为P时所消耗的功； Wi 功指数，即将“理论上无限大的粒度”粉碎到80%通过0.01mm筛孔宽（或65%通过0.075mm筛孔宽）时所需的功。9什么是助磨剂？对助磨剂有什么要求？简述助磨

10、剂的助磨机理。【解】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称为助磨剂。 从化学结构上来说，助磨剂应具有良好的选择性分散作用；能够调节料浆的粘度；具有较强的抗Ca2、Mg+2的能力;受pH的影响较小等等。也即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。 对于助磨剂的助磨作用机理，主要提出了两种学说。一是“吸附降低硬度”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：二是“料浆流变学调节”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

11、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。 10什么叫分级？分级的方式有那些？【解】分级是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。因此分级是物料按粒度分离的一种形式。根据分级的原理、设备及分级介质的不同，分级的方式有筛分分级、水力分级和气流分级。 11.筛分作业的形式或作用有那些？ 独立筛分当筛分产品作为最终产品供给用户使用时；准备筛分当筛分作业是为下一道工序提供不同粒级的原料时； 辅助筛分当筛分与粉碎设备配合使用时； 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出时； 检查筛分筛分作业用于控制粉碎产品粒度

12、时。 筛分作业还可用于物料的脱水或分离矿浆，如选煤和洗矿的脱水及重介质选矿产物脱除介质等。在某些情况下，由于筛分物料的性质差别，筛分还可起到分选某些有用成分的作用，这种筛分称为选择筛分。 12什么是筛分分析、标准筛、基筛、筛比筛序?【解】筛分分析是将物料样品通过一系列不同筛孔的标准筛，筛分成若干个粒级，求得以重量百分数表示的粒度分布。标准筛是由一套筛孔大小有一定比例的、筛孔孔径和筛丝直径都按标准制作的筛子。标准筛筛孔尺寸有规律按一定比例逐渐变化构成筛序。各国都制定了不同的标准筛系列，常用的是国际标准筛和泰勒标准筛。标准筛由“基筛”和“筛比”两个参数决定，基筛是指作为基准的筛子，13.工业用筛的

13、种类有那些？各有和特点？ 工业用筛大致上分振动筛和摆动筛两类。前者筛面有垂直振动运动，振动数在600r/min以上。后者的摆动方向沿筛面，摆动数在400r/min以下。图3-6为典型的振动形式。通常，附着性较差的毫米级粗料用振动筛，附着性较强0.5m以下的物料用摆动筛。 14何谓难筛粒，易筛粒？他们在筛分过程中的行为如何？【解】物料粒度小于筛孔的3/4的颗粒容易透过筛孔，被称为易筛粒；而大于筛孔3/4的颗粒，因透筛困难，称为难筛粒。在松散物料的筛分过程中，筛分开始后，易筛粒很快通过筛孔，此时筛分效率很高；随着筛分时间的延长，筛面上的易筛粒愈来愈少，以至只有难筛粒存在时，筛分效率就愈来愈低了 1

14、5什么是总筛分效率、部分筛分效率？如某一单层筛按原料计的生产能力为8吨/小时，该原料的粒度-15mm+0mm，其中-6mm+0mm粒级含量为68，-2mm+0mm粒级含量为38，当用筛孔为6mm的筛网筛分后，筛上产品中-6mm粒级含量为4，-2mm粒级含量为0.3，求这两个粒级的筛分效率。【解】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级或几个粒级计算，则称为部分筛分效率。 由筛分效率计算式：对于-6mm+0mm粒级的筛分效率： 168、1100、14 代入计算式，可求得：E198.03% 对于-2mm+0mm粒级的筛分效率： 238、2未知、20.3 由

15、筛分过程筛下产物产率不变之关系，即可求得：256.85 代入计算式，可求得：E299.73%。 16什么是水力分级，它有哪几种形式？【解】水力分级中分级介质的运动有三种形式： （1）介质的流动方向与颗粒沉降方向相反的垂直上升介质流； （2）水平介质流； （3）旋转介质运动流。 17什么是粒度分布曲线？如何用粒度分布曲线确定分级粒度和评判分级效果？【解】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称为分配曲线。分配率50%所对应的粒度即为分级粒度，称为d50。曲线越陡表示分级效率越高 利用分离曲线确定分离粒度是国内外广泛使用的方法，并可用偏差EP表示分级效率

16、 （1） 式中d75，d25分别为分配率75%和25%所对应的粒度。显然，EP值越小，表明分级效率越高。 18简述分级效率及其意义。【解】综合分级效率f反映了产物在质（纯度）、量（回收率）两方面提高的幅度。f 被定义为：实际被有效分级的细颗粒量P与理想条件下被分离的细颗粒量P0之比，用百分数表示。 式中第一项是细粒级产品中细粒的回收率，第二项是粗粒在细粒级产品中的回收率。可见，综合分级效率f也可以说是细粒级产品中细粒的回收率与细粒级产品中粗粒回收率的差值。细粒级产品中粗粒的回收率表示粗颗粒的混入对溢流产物质量降低的影响。19粉碎产品粒度特性主要有那些内容？【解】粉碎产品的粒度大小及其分布是粉碎

17、产品的重要性能指标；所谓粒度分布即粉体中各粒度区间的颗粒含量占总量的比例。20描述产品粒度分布有那些方式？【解】累积分布和分布密度。列表法；图示法；(3) 特性函数法21在相同条件下用同一磨机分别磨细同样重量的标准矿石和待测矿物，已知待测矿石的F11000微米，P1120微米，标准矿石为：F21130微米，P2133微米，Wi219.5kWh/st，试求待测矿石的功指数。【解】根据BOND磨矿能耗模型：式中，F、P 给料及产品中80%通过的方形筛孔的宽度（微米）W 将一短吨（907.185kg）给料粒度为F的物料粉碎到产品粒度为P时所消耗的功；Wi 功指数，即将“理论上无限大的粒度”粉碎到80

18、%通过0.1mm筛孔宽（或65%通过0.075mm筛孔宽）时所需的功。在相同条件下用同一磨机分别磨细同样重量的标准矿石和待测矿物时，消耗的总能量相同，即W1W2已知：待测矿石的F11000微米，P1120微米，标准矿石为：F21130微米，P2133微米，Wi219.5kWh/st，将以上数据代入上式，可求待测矿石的功指数Wi1=18.6 kWh/st。2试根据某矿石可碎矿产品的筛析结果（如下表），绘制正累积和负累积粒度曲线，并根据所绘曲线查出：-5mm的重量百分含量，+3mm的重量百分含量，-7 mm+5mm粒级的重量百分率，产品的最大粒度。粒级/mm重量/g频率分布/%累积分布累积筛余累积

19、筛下-10+83015.01585-8+64020.03565-6+46030.06535-4+23015.08020-2+04020.01000合计200100/ 【解解】将计计算结果果填入表表中，并并以粒度度为横坐坐标，累累积产率率为纵坐坐标，可可得该物物料的累累积粒度度分布曲曲线，如如图。根据累累积粒度度分布曲曲线，可可求得各各粒度或或粒级下下的分布布率：-5mmm的重重量百分分含量为为50%，+3mmm的重量量百分含含量755%，-7 mm+5mmm粒级级的重量量百分率率755%550%25%，产产品的最最大粒度度为累积积筛下分分布955%时所所对应的的粒度，从从图中可可以看出出，此物物料的最最大粒度度为9.2mmm。