第三章-粉碎及设备课件.ppt

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1、第三章第三章 粉碎及设备粉碎及设备3.1 基本概念基本概念3.2 物料的基本特性物料的基本特性3.2.1 3.2.1 强度强度强度强度3.2.2 3.2.2 硬度硬度硬度硬度3.2.3 3.2.3 易碎（磨）性易碎（磨）性易碎（磨）性易碎（磨）性3.2.4 3.2.4 脆性脆性脆性脆性3.2.5 3.2.5 韧性韧性韧性韧性13.3 基本理论基本理论3.3.1 3.3.1 粉碎模型粉碎模型粉碎模型粉碎模型3.3.2 3.3.2 粉碎功耗定律粉碎功耗定律粉碎功耗定律粉碎功耗定律3.3.3 3.3.3 粉碎过程热力学粉碎过程热力学粉碎过程热力学粉碎过程热力学3.3.4 3.3.4 粉碎过程动力学粉

2、碎过程动力学粉碎过程动力学粉碎过程动力学3.4 粉碎设备粉碎设备3.4.1 3.4.1 破碎设备破碎设备破碎设备破碎设备3.4.2 3.4.2 粉磨设备粉磨设备粉磨设备粉磨设备3.4.3 3.4.3 超细粉碎设备超细粉碎设备超细粉碎设备超细粉碎设备23.5 粉体的分级粉体的分级3.5.1 3.5.1 基本概念基本概念基本概念基本概念3.5.2 3.5.2 分级性能的评价分级性能的评价分级性能的评价分级性能的评价3.5.3 3.5.3 筛分分级原理与设备筛分分级原理与设备筛分分级原理与设备筛分分级原理与设备3.5.4 3.5.4 流体系分级原理与设备流体系分级原理与设备流体系分级原理与设备流体系

3、分级原理与设备3.6 粉碎机械力化学粉碎机械力化学3.6.1 3.6.1 机械力化学作用机械力化学作用机械力化学作用机械力化学作用3.6.2 3.6.2 机械力化学的应用机械力化学的应用机械力化学的应用机械力化学的应用思考题思考题343.1 基本概念基本概念(1)粉碎粉碎粉粉碎碎：固固体体物物料料在在外外力力的的作作用用下下，克克服服内内聚聚力力，从从而使颗粒尺寸减小，比表面积增大的过程而使颗粒尺寸减小，比表面积增大的过程破碎：使大块物料碎裂成小块物料的加工过程破碎：使大块物料碎裂成小块物料的加工过程粉磨：使小块物料碎裂成细粉末状颗粒的加工过程粉磨：使小块物料碎裂成细粉末状颗粒的加工过程相应的

4、机械设备分别称为破碎机械和粉磨机械相应的机械设备分别称为破碎机械和粉磨机械进一步的划分进一步的划分(2)粉碎比和粉碎级数粉碎比和粉碎级数若若原原始始物物料料粒粒度度为为D，经经过过某某台台粉粉碎碎机机械械粉粉碎碎后后的的粒粒度为度为d，则比值，则比值i(i=D/d)称为粉碎比称为粉碎比也也可可用用粉粉碎碎机机械械的的最最大大进进料料口口宽宽度度与与最最大大出出料料口口宽宽度之比来表示，称为公称粉碎比度之比来表示，称为公称粉碎比串串联联多多台台粉粉碎碎机机进进行行的的粉粉碎碎作作业业称称为为多多级级粉粉碎碎，粉粉碎碎机机串串联联的的台台数数称称为为粉粉碎碎级级数数，原原始始物物料料的的粒粒度度与

5、与最最后破碎产品的粒度之比称为总粉碎比后破碎产品的粒度之比称为总粉碎比各级粉碎比各级粉碎比i1,i2,in与总粉碎比与总粉碎比i0的关系为：的关系为：5(3)粉碎方式粉碎方式挤压粉碎挤压粉碎冲击粉碎冲击粉碎磨擦磨擦-剪切粉碎剪切粉碎劈裂粉碎劈裂粉碎67(4)粉碎流程粉碎流程83.2 物料的基本特性物料的基本特性3.2.1 3.2.1 强度强度强度强度指指的的是是物物料料对对外外力力的的抵抵抗抗能能力力，通通常常以以物物料料破破坏坏时时单位面积上所受的力来表示，单位为单位面积上所受的力来表示，单位为N/m2或或Pa按按材材料料内内部部的的均均匀匀性性和和是是否否有有缺缺陷陷分分为为理理论论强强度

6、度和和实际（测）强度实际（测）强度物物料料强强度度的的高高低低在在一一定定程程度度上上体体现现了了其其粉粉碎碎的的难难易易程度程度9（1）理论强度）理论强度不不含含任任何何缺缺陷陷的的完完全全均均质质材材料料的的强强度度称称为为理理论论强强度度。它相当于原子、离子或分子间的结合力它相当于原子、离子或分子间的结合力理理论论强强度度：th=(E/a)1/2，其其中中 为为表表面面能能，E为为弹弹性模量，性模量，a为晶格常数为晶格常数（2）实际（测）强度）实际（测）强度物物料料的的实实际际（测测）强强度度往往往往远远低低于于理理论论强强度度（约约为为其其1/1001/1000）。）。实际强度：实际强

7、度：=(2 E/c)1/2，其中，其中c为裂纹半长。为裂纹半长。实实际际（测测）强强度度还还与与测测定定条条件件（如如试试样样的的尺尺寸寸、加加载速率及所处环境等）有关载速率及所处环境等）有关10材料的理论强度和实测强度材料的理论强度和实测强度 典型矿物的莫氏硬度值典型矿物的莫氏硬度值113.2.2 3.2.2 硬度硬度硬度硬度指指的的是是抵抵抗抗其其他他物物体体刻刻划划或或压压入入其其表表面面的的能能力力。也也可理解为在固体表面产生局部变形所需的能量可理解为在固体表面产生局部变形所需的能量硬硬度度的的大大小小与与物物料料内内部部的的化化学学键键以以及及晶晶体体结结构构有有关关。无机材料常用莫

8、氏硬度或维氏硬度表示无机材料常用莫氏硬度或维氏硬度表示硬硬度度越越大大，耐耐磨磨性性越越好好。硬硬度度作作为为间间接接评评价价指指标标，在一定程度上体现了物料粉碎的难易程度在一定程度上体现了物料粉碎的难易程度123.2.3 3.2.3 易碎（磨）性易碎（磨）性易碎（磨）性易碎（磨）性指指的的是是在在一一定定粉粉碎碎条条件件下下，将将单单位位质质量量物物料料从从一一定定粒粒度度粉粉碎碎至至某某一一指指定定粒粒度度所所需需的的能能量量，或或施施加加一一定定能能量使物料达到的粉碎细度量使物料达到的粉碎细度易易碎碎（磨磨）性性一一般般用用相相对对易易碎碎性性系系数数来来表表示示。易易碎碎性系数越大，物

9、料越易粉碎性系数越大，物料越易粉碎3.2.4 3.2.4 脆性脆性脆性脆性与与塑塑性性相相反反的的一一种种性性质质。脆脆性性材材料料抵抵抗抗动动载载荷荷或或冲冲击的能力较差，采用冲击粉碎可使粉碎效率提高击的能力较差，采用冲击粉碎可使粉碎效率提高13143.2.5 3.2.5 韧性韧性韧性韧性指指物物料料在在外外力力的的作作用用下下，塑塑性性变变形形过过程程中中吸吸收收能能量量的的能能力力。韧韧性性物物料料的的抗抗拉拉和和抗抗冲冲击击性性能能较较好好，而而抗抗压压性能较差，采用挤压粉碎可使粉碎效率提高性能较差，采用挤压粉碎可使粉碎效率提高153.3 基本理论基本理论3.3.1 3.3.1 粉碎模

10、型粉碎模型粉碎模型粉碎模型Hting等人提出了以下三种粉碎模型等人提出了以下三种粉碎模型体积粉碎模型体积粉碎模型表面粉碎模型表面粉碎模型均一粉碎模型均一粉碎模型16粉碎产物的粒度分布有所不同：粉碎产物的粒度分布有所不同：体体积积粉粉碎碎后后的的粒粒度度分分布布较较集集中中，而而表表面面粉粉碎碎后后的的细细粉较多，粒度分布范围较宽粉较多，粒度分布范围较宽173.3.2 3.3.2 粉碎功耗定律粉碎功耗定律粉碎功耗定律粉碎功耗定律通常以粒径的函数来表示粉碎功耗通常以粒径的函数来表示粉碎功耗(1)经典理论经典理论1)Lewis公式（或综合式）公式（或综合式）提出粒径减小所耗能量与粒径的提出粒径减小所

11、耗能量与粒径的n次方成反比次方成反比数学表达式为数学表达式为式式中中，E为为粉粉碎碎能能量量，x为为粒粒径径，CL、n为为常常数数。上上式是粉碎过程中粒径与功耗关系的通式式是粉碎过程中粒径与功耗关系的通式182)雷廷格尔雷廷格尔（Rittinger）定律定律提提出出粉粉碎碎物物料料所所消消耗耗的的能能量量与与粉粉碎碎过过程程中中新新增增加加的的表面积成正比：表面积成正比：dE=CRdS数学表达式为数学表达式为将将Lewis式中的常数式中的常数n取取2并积分后也可以得到上式并积分后也可以得到上式193)基克（基克（Kick）定律）定律提提出出相相同同重重量量，相相似似物物体体粉粉碎碎时时所所需需

12、的的能能量量只只与与粉粉碎比有关碎比有关数学表达式为数学表达式为此式为此式为Lewis式中的常数式中的常数n=1时积分所得时积分所得4)邦德（邦德（Bond）定律）定律提出粉碎所需能量与颗粒粒径的平方根成反比提出粉碎所需能量与颗粒粒径的平方根成反比数学表达式为数学表达式为此式为此式为Lewis式中常数式中常数n=1.5时积分所得时积分所得20(2)粉碎功耗新观点粉碎功耗新观点1)田中达夫粉碎定律田中达夫粉碎定律提提出出比比表表面面积积增增量量对对功功耗耗增增量量的的比比与与极极限限比比表表面面积积和瞬时比表面积的差成正比和瞬时比表面积的差成正比数学表达式为数学表达式为式式中中，S为为极极限限比

13、比表表面面积积，它它与与粉粉碎碎设设备备、工工艺艺及及被粉碎物料的性质有关，被粉碎物料的性质有关，S为瞬时比表面积，为瞬时比表面积，K为常数为常数将上式积分，当将上式积分，当S远远小于远远小于S时，可得时，可得212)Hiorns公式公式假假定定符符合合雷雷廷廷格格尔尔定定律律，粒粒度度符符合合罗罗辛辛-拉拉姆姆勒勒分分布布，若固体颗粒间的摩擦力为若固体颗粒间的摩擦力为kr，则，则223)Rebinder公式公式将将基基克克定定律律和和田田中中定定律律相相结结合合，考考虑虑了了表表面面能能、热热能的变化及固体表面某些物理化学性质的变化，提出能的变化及固体表面某些物理化学性质的变化，提出233.

14、3.3 3.3.3 粉碎过程热力学粉碎过程热力学粉碎过程热力学粉碎过程热力学粉粉碎碎作作业业是是一一个个需需消消耗耗外外功功的的不不可可逆逆过过程程，S 0，根据热力学第二定律，粉碎过程的损失功为根据热力学第二定律，粉碎过程的损失功为 WL=T S若完全可逆过程的有效功为若完全可逆过程的有效功为WE则则 W总总=WL+WE粉碎效率粉碎效率=WE/W总总=1-WL/W总总只有表面能增加所消耗的外功才是有效功，即只有表面能增加所消耗的外功才是有效功，即 =A/W总总243.3.4 3.3.4 粉碎过程动力学粉碎过程动力学粉碎过程动力学粉碎过程动力学设设粗粗颗颗粒粒物物料料随随粉粉碎碎时时间间的的变

15、变化化率率为为-dQ/dt，影影响响过过程程进进行行速速度度的的因因素素及及其其影影响响程程度度分分别别为为A、B、C和和、，则粉碎速度可表示为，则粉碎速度可表示为式中式中k为比例系数。为比例系数。+之之和和为为动动力力学学级级数数，若若值值为为0、1、2，则则分分别别为为零零级级、一一级级、二二级级粉粉碎碎动动力力学学，其其中中应应用用最最广广泛泛的的是一级动力学。是一级动力学。25263.4 粉碎设备粉碎设备3.4.1 3.4.1 破碎设备（颚式破碎机）破碎设备（颚式破碎机）破碎设备（颚式破碎机）破碎设备（颚式破碎机）根根据据动动颚颚的的运运动动特特征征，颚颚式式破破碎碎机机可可分分为为简

16、简单单摆摆动动、复复杂杂摆摆动动和和综综合合摆摆动动型型。破破碎碎机机的的规规格格通通常常用用进进料料口口的宽度和长度来表示的宽度和长度来表示(1)工作原理工作原理27(2)主要工作部件主要工作部件1)机机架架和和支支承承装装置置：即即刚刚性性的的外外部部框框架架、支支承承偏偏心心轴和悬挂轴的支承装置。轴和悬挂轴的支承装置。2)破碎部件：即动颚和定颚。破碎部件：即动颚和定颚。3)传动机构：即偏心轴、连杆、推力板。传动机构：即偏心轴、连杆、推力板。4)拉紧装置：即拉杆、弹簧、调节螺母等零件。拉紧装置：即拉杆、弹簧、调节螺母等零件。5)调整装置：即出料口的调整装置。调整装置：即出料口的调整装置。6

17、)保保险险装装置置：保保护护动动颚颚、机机架架、偏偏心心轴轴等等大大型型贵贵重重部件免受损坏。部件免受损坏。7)润润滑滑装装置置：即即偏偏心心轴轴、悬悬挂挂轴轴、推推力力板板支支承承面面的的润滑。润滑。28(3)工作参数的确定工作参数的确定1)钳角钳角动颚与定颚之间的夹角动颚与定颚之间的夹角 称为钳角。称为钳角。破破碎碎机机的的钳钳角角应应有有一一定定的的范范围围，可可通通过过物物料料的的受受力力分析来确定。一般取分析来确定。一般取18 22。292)偏心轴的转速偏心轴的转速转转速速n根根据据如如下下的的条条件件确确定定：当当动动颚颚后后退退时时，破破碎碎后后的的物物料料在在重重力力的的作作用

18、用下下全全部部卸卸出出，而而后后动动颚颚立立即即返返回回破碎物料。破碎物料。n=470(tan/s)1/2经验公式：经验公式：B1200mm，n=160-42BB为进料口宽度，为进料口宽度，m。303)生产能力生产能力经验公式：经验公式：Q=K1K2K3qe。其其中中，K1为为物物料料易易碎碎性性系系数数，K2物物料料体体积积密密度度修修正正系系数数（=物物料料体体积积密密度度/1.6），K3为为进进料料粒粒度度修修正正系系数数，q为为标标准准条条件件下下（指指开开路路破破碎碎体体积积密密度度为为1.6t/m3的的中中等等硬硬度度物物料料）的的单单位位出出料料口口宽宽度度的的生生产产能能力力，

19、e为为破破碎机出口宽度。碎机出口宽度。31324)功率功率设设破破碎碎机机工工作作时时整整个个颚颚膛膛内内充充满满物物料料，且且沿沿颚颚膛膛长长度方向成平行圆柱体排列，推导可得：度方向成平行圆柱体排列，推导可得：简单摆动简单摆动NM=10.2LHSn(KW)复杂摆动复杂摆动NM=18LHrn(KW)其其中中，L为为颚颚口口长长度度（m）；H为为颚颚膛膛高高度度（m）；S为为颚颚板板行行程程（m）；r为为偏偏心心轴轴的的偏偏心心距距（m）；n为为偏心轴的转速（偏心轴的转速（r/min）。）。33常用的经验公式为：常用的经验公式为：NM=CBLB为为进进料料口口宽宽度度（cm），L为为进进料料口口

20、长长度度（cm），C为为系系数数（B250mm时时为为1/60，B=250900mm时时为为1/100，B900mm时为时为1/120）。）。例例：用用400mm 600mm复复摆摆颚颚式式破破碎碎机机破破碎碎中中硬硬石石灰灰石石，最最大大进进料料粒粒度度为为340mm。已已知知钳钳角角为为20，偏偏心心距距r=10mm，动动颚颚行行程程s=13.3mm，出出料料口口宽宽度度为为100mm，试计算偏心轴转速、生产能力及功率。，试计算偏心轴转速、生产能力及功率。34353.4.2 3.4.2 粉磨设备（球磨机）粉磨设备（球磨机）粉磨设备（球磨机）粉磨设备（球磨机）球球磨磨机机的的主主要要工工作作

21、部部分分为为一一回回转转的的圆圆筒筒，靠靠筒筒内内装装入入的的各各种种材材料料和和不不同同形形状状的的研研磨磨介介质质的的冲冲击击和和研研磨磨作作用用使使物物料料粉粉碎碎、磨磨细细。球球磨磨机机的的规规格格一一般般用用筒筒体体的的内内径和长度表示径和长度表示36(1)工作工作原理原理当当磨磨机机以以不不同同转转速速回回转转时时，筒筒体体内内的的研研磨磨体体可可能能出出现现三三种种基基本本情情况况。（a）转转速速太太快快，研研磨磨体体作作离离心心运运动动；（b）转转速速太太慢慢，研研磨磨体体作作泻泻落落运运动动；（c）转转速速比比较适中，研磨体作抛落运动较适中，研磨体作抛落运动（a）离心式（b）

22、泻落式（c）抛落式(2)构造构造1)筒筒体体：要要求求材材料料强强度度高高、冲冲击击韧韧性性高高、耐耐腐腐蚀蚀性性能强。能强。2)衬衬板板：保保护护筒筒体体，使使其其免免受受研研磨磨体体和和物物料料的的冲冲击击、摩擦作用，也能起到调整研磨体运动状态的作用。摩擦作用，也能起到调整研磨体运动状态的作用。3)隔隔仓仓板板：当当筒筒体体内内有有多多个个研研磨磨仓仓时时，能能起起到到分分隔隔研磨体、物料的作用。研磨体、物料的作用。4)主主轴轴承承：由由轴轴瓦瓦、轴轴承承座座、轴轴承承盖盖、润润滑滑及及冷冷却却系统组成。系统组成。5)进进料料、卸卸料料装装置置：根根据据生生产产工工艺艺要要求求，有有不不同

23、同的的类型。类型。6)传动系统：即高速电动机和减速机。传动系统：即高速电动机和减速机。3738(3)工作参数的确定工作参数的确定1)外层研磨体的基本运动方程外层研磨体的基本运动方程cos =R0n2/900392)磨机转速磨机转速临界转速临界转速n0以以=0代入研磨体运动的基本方程式，可得代入研磨体运动的基本方程式，可得n0为为式中式中D0为磨机筒体的有效内径，为磨机筒体的有效内径，m理论适宜转速理论适宜转速n分分析析的的出出发发点点：使使最最外外层层研研磨磨体体具具有有最最大大的的降降落落高高度，此时研磨体对物料产生最大的冲击粉碎功度，此时研磨体对物料产生最大的冲击粉碎功n=22.8/(R0

24、)1/2 32.2/(D0)1/24041实际工作转速实际工作转速ng干法磨机可按下述方法确定：干法磨机可按下述方法确定：当当D2m时，时，当当1.8D2m时，时，当当D1.8m时，时，湿法间歇球磨机则按下式计算：湿法间歇球磨机则按下式计算：当当D01.75时，时，当当1.25mD01.75m时，时，当当D01.25m时，时，式中ng为磨机的实际工作转速，r/min；n为磨机的适宜转速，r/min；D0为磨机筒体的有效内径，m；D为磨机筒体的规格直径，m423)生产能力生产能力对于连续式球磨机，可按下式计算对于连续式球磨机，可按下式计算式式中中q为为单单位位功功率率单单位位时时间间生生产产能能

25、力力（可可由由生生产产统统计计资资料料或或有有关关文文献献获获得得），kg/(kWh)；c为为流流程程系系数数，开开路路粉粉磨磨 c=1.0，闭闭路路粉粉磨磨 c=1.151.5；N0为为磨磨机机粉粉磨磨物物料料的的有有用用功功率率，不不包包括括机机械械效效率率和和运运动动物物料料以以及辅助传动装置所消耗的功率及辅助传动装置所消耗的功率434)研磨体研磨体性质性质应具有较高的硬度和密度应具有较高的硬度和密度常常用用的的有有玛玛瑙瑙，瓷瓷球球，氧氧化化铝铝，氧氧化化锆锆，钢钢球球和和硬硬质合金等质合金等填充率、尺寸与形状填充率、尺寸与形状填充率一般为填充率一般为3040适宜尺寸通常是物料粒度适宜

26、尺寸通常是物料粒度DP的函数的函数多多为为球球形形，也也有有柱柱状状、棒棒状状及及椭椭球球状状（异异形形研研磨磨体体的比表面积较大）的比表面积较大）3.4.3 3.4.3 超细粉碎设备超细粉碎设备超细粉碎设备超细粉碎设备(1)行星式球磨机行星式球磨机由球磨罐的公转自转构成。由球磨罐的公转自转构成。44(2)行星式振动磨行星式振动磨进进行行自自转转及及绕绕主主轴轴公公转转，同同时时在在偏偏心心配配重重的的影影响响下下上下振动。上下振动。45(3)搅拌球磨机搅拌球磨机通通过过搅搅拌拌器器的的高高速速回回转转，使使研研磨磨体体和和物物料料在在整整个个筒筒体内翻滚。体内翻滚。46(4)高能球磨机高能球

27、磨机是是在在行行星星式式球球磨磨机机和和振振动动式式球球磨磨机机的的基基础础上上发发展展而而来的一类新型超细粉碎设备的通称。来的一类新型超细粉碎设备的通称。无无论论设设备备采采取取何何种种驱驱动动方方式式，最最终终均均可可使使球球磨磨罐罐在在三三维维方方向向上上高高速速旋旋转转摆摆动动或或振振动动，使使其其中中的的研研磨磨体体和和物料获得很高的能量。物料获得很高的能量。473.5 粉体的分级粉体的分级3.5.1 3.5.1 基本概念基本概念基本概念基本概念分分级级：根根据据使使用用要要求求，把把粉粉体体按按某某种种粒粒径径大大小小或或不不同种类的颗粒进行分选的操作过程。同种类的颗粒进行分选的操

28、作过程。筛选：适用于粗颗粒筛选：适用于粗颗粒流流体体力力学学分分级级：适适用用于于所所有有颗颗粒粒，效效率率高高。可可分分为为重力式、离心力式、惯性力式。重力式、离心力式、惯性力式。483.5.2 3.5.2 分级性能的评价分级性能的评价分级性能的评价分级性能的评价(1)分级效率分级效率1)部分分级效率部分分级效率 d=Wb/Wa492)牛顿分级效率牛顿分级效率按按特特定定粒粒度度进进行行分分级级，分分为为细细粒粒部部分分和和粗粗粒粒部部分分时时，合格成分的收集率与不合格成分的残留率之差。合格成分的收集率与不合格成分的残留率之差。Rf：原料中实有的粗粒比率；Ra：粗粒级中实有的粗粒比率；Rb：

29、细粒级中实有的粗粒比率3)分级精度分级精度用用部部分分分分级级效效率率为为75和和25的的颗颗粒粒粒粒径径比比值值来来表表示：示：K=d75/d25（或或K=d25/d75）503.5.3 3.5.3 筛分分级原理与设备筛分分级原理与设备筛分分级原理与设备筛分分级原理与设备(1)筛分机理筛分机理1)颗粒通过概率颗粒通过概率筛孔尺寸越大，筛丝和筛孔尺寸越大，筛丝和颗粒直径越小，则颗粒颗粒直径越小，则颗粒通过概率越大。通过概率越大。512)筛分效率筛分效率即即筛筛分分过过程程中中，实实际际得得到到的的筛筛下下物物质质量量与与原原料料中中小小于筛孔的物料质量之比：于筛孔的物料质量之比：式中，E为筛分

30、效率（），C为筛下产品质量（g），Q为入筛原料质量（g），为入筛原料中小于筛孔的级别的含量（）。实际使用时实际使用时、分别表示入筛原料、筛下物及筛上物中小于筛孔的物料含量（）。52533)影响筛分的影响筛分的因素因素物料物料因素因素堆积密度、粒度分布堆积密度、粒度分布、含水、含水率等率等筛分机械筛分机械孔孔隙隙率率、筛筛孔孔大大小小、筛筛孔孔形形状状、筛筛面面的的长长宽宽比比、筛筛子子的运动的运动状态等状态等操作操作方式方式加料的均匀性、加料速度等加料的均匀性、加料速度等(2)筛分设备筛分设备振动筛、摇动筛、回转筛、固定筛。振动筛、摇动筛、回转筛、固定筛。543.5.4 3.5.4 流流流流体

31、体体体系系系系分分分分级级级级原原原原理与设备理与设备理与设备理与设备(1)重力分级重力分级利利用用空空气气阻阻力力和和重重力力之之间间的的平平衡衡关关系系，调调整整颗粒粒径进行分级。颗粒粒径进行分级。重重力力场场中中，设设颗颗粒粒为为球球形形，且且在在介介质质中中自自由由沉降，其沉降末速为沉降，其沉降末速为55(2)离心力分级离心力分级56水平方向的离心力为水平方向的离心力为垂直方向气流给颗粒的作用力为：垂直方向气流给颗粒的作用力为：合力方向决定颗粒走向：合力方向决定颗粒走向：分级极限粒径为：分级极限粒径为：57(3)惯性力惯性力分级分级主主气气流流通通过过喷喷射射口口携携带带颗颗粒粒喷喷射

32、射至至分分级级室室，辅辅助助气气流流使使气气体体及及颗颗粒粒运运动动方方向向发发行行偏偏移移，粗粗细细颗颗粒粒由由于于惯惯性性不不同同，随随气气流流沿沿不不同同的的运运动动轨轨迹迹进进入入相相应应的的装装置置被被分分别收集。别收集。58593.6 粉碎机械力化学粉碎机械力化学固固体体物物质质在在各各种种形形式式的的机机械械力力作作用用下下所所诱诱发发的的化化学学变化和物理化学变化称为机械力变化和物理化学变化称为机械力化学效应。化学效应。3.6.1 3.6.1 机械力化学作用机械力化学作用机械力化学作用机械力化学作用物理变化：尺寸、裂纹、密度、比表面积的变化物理变化：尺寸、裂纹、密度、比表面积的

33、变化结结晶晶状状态态变变化化：晶晶格格缺缺陷陷、结结晶晶程程度度变变化化、晶晶型型转转变变化学变化：脱水、形成合金或固溶体、固相反应化学变化：脱水、形成合金或固溶体、固相反应(1)粉碎平衡粉碎平衡粉粉碎碎过过程程中中颗颗粒粒微微细细化化过过程程与与微微细细颗颗粒粒的的团团聚聚过过程程达到平衡。达到平衡。与与工工作作条条件件、物物料料的的物物理理化化学学性性质质有有关关，是是相相对对的的、有条件的。有条件的。6061(2)晶格畸变晶格畸变在在机机械械力力的的作作用用下下，物物料料的的晶晶格格发发生生畸畸变变，有有序序结结构被破坏，形成非晶体，发生无定形化。构被破坏，形成非晶体，发生无定形化。晶晶

34、格格畸畸变变常常导导致致物物料料的的密密度度发发生生变变化化，同同时时使使物物料料的反应活性提高。的反应活性提高。(3)晶型转变晶型转变由由于于机机械械力力的的反反复复作作用用，晶晶格格内内积积聚聚的的能能量量不不断断增增加加，使使结结构构中中某某些些结结合合键键发发生生断断裂裂并并重重新新排排列列形形成成新新的结合键。的结合键。(4)化学变化化学变化脱水效应脱水效应固相反应固相反应等等等等62633.6.2 3.6.2 机械机械机械机械力化学的应用力化学的应用力化学的应用力化学的应用(1)化学改性化学改性有有目目的的地地改改变变其其表表面面的的物物理理化化学学性性质质，使使其其晶晶格格结结构

35、及晶型发生变化，内能增大，增强构及晶型发生变化，内能增大，增强表面活性表面活性(2)制备制备纳米金属、非晶态金属及纳米金属、非晶态金属及合金合金(3)制备新型材料制备新型材料制备纳米陶瓷、功能材料、纳米复合材料等制备纳米陶瓷、功能材料、纳米复合材料等(4)在水泥、混凝土生产中的应用在水泥、混凝土生产中的应用助磨剂的应用、硅酸盐矿物的合成等助磨剂的应用、硅酸盐矿物的合成等64第三章思考题第三章思考题1、与粉碎有关的基本概念？、与粉碎有关的基本概念？2、粉碎方式与粉碎流程有哪些？、粉碎方式与粉碎流程有哪些？3、物料的性质对粉碎的影响？、物料的性质对粉碎的影响？4、不不同同粉粉碎碎功功耗耗定定律律及及其其区区别别？不不同同粉粉碎碎模模型型及及其其区别？区别？5、破碎机及球磨机工作参数的确定？、破碎机及球磨机工作参数的确定？6、粉体分级的、粉体分级的类别及原理？类别及原理？7、机械力化学及其作用？、机械力化学及其作用？