筛分、破碎、磨矿和分级.ppt
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1、 第二章 破碎、筛分与磨矿、分级 材料工程学院 2010年9月 本次课内容提要本次课内容提要1、破碎与筛分。破碎与筛分。2、磨矿与分级。磨矿与分级。破碎作业的分类破碎作业的分类破碎作业按破碎产物的粒度不同分为粗碎中碎细碎粉碎可按不同的分类标准(方式)进行分类种破碎作业按其在选矿(煤)工艺中的作用不同可分为准备破碎(分选前)最终破碎(分选后)破碎作业按其所消耗的能量形式不同分为机械能破碎,即用机械力破碎物料非机械能破碎,即应用电能、热能等进行破碎选煤厂和选矿厂主要是采用机械能破碎。机械能破碎有五种基本方式。压碎、劈碎、折断、磨碎、击碎破(磨)碎比破(磨)碎比破碎(磨矿)机的给矿最大矿块尺寸(D)
2、与该段破碎(磨矿)机的产品中最大矿块尺寸(d)之比。i=Dd它的大小,说明矿石经破碎(磨)以后,其粒度缩小的倍数,是衡量矿石破碎前后粒度变化程度和均衡分配各段破碎(磨矿)机工作的参数。矿块的最大粒度一般以95的该物料能通过的方形筛孔尺寸来表示。作业总破(磨)碎比等于各段破(磨)碎比的乘积。如采用三段破碎,各段破碎比分别以i1、i2、i3表示,则总破碎比i总=i1i2i3一定的破碎设备,其破碎比范围一定。因此,总破碎比往往决定了破碎段数。破碎基本理论破碎基本理论 破碎理论是研究矿石在破碎过程中能量消耗与哪些因素有关,并确定外力破碎矿石时所做的功的学说,也叫破碎的功耗学说。虽然人类使用破碎工具已有
3、上千年的历史,但是,提出破碎理论还是 19 世纪的事情。在选矿厂中,40-60的动力消耗是在破碎和磨碎作业中,这必然引起人们的关注。物料块破碎是沿最脆弱的断面裂开的。这些脆弱断面在物料块被破碎后就不存在了,所以在物料破碎过程中,脆弱点和脆弱面逐渐消失。随着物料粒度的减小,物料变得越来越坚固。因而,破碎较小的物料时,消耗的能量就较多。破碎物料块所消耗的功,一部分使被破碎的物料变形,并以热的形式散失于周围空间;另一部分则用于形成新表面,变成固体的自由表面能。1 1 面积假说面积假说 破碎理论的面积假说是由德国学者P.R.雷廷格()于1867年提出的,这是最早的系统的破碎理论。事实上,物料表面上的质
4、点与其内部的质点不同,物料表面相邻的质点不能使其平衡,故物料表面存在着不饱和能。破碎过程使物料增加新的表面,为此雷廷格认为:物料破碎时,外力做的功用于产生新表面,即破碎功耗与破碎过程中物料新生成表面的面积成正比,或内力的单元功dA1与物料的破断面的面积增量 dS成正比。即:dA1=K1dS 式中K1一比例系数.2 体积假说体积假说破碎的体积假说是由俄国学者吉尔皮切夫与德国学者基克各自独立提出的。体积假说认为:将几何形状相似的同类物料破碎成几何形状也相似的产品时,其破碎功耗与被破碎物料块的体积或质量成正比,或内力的单元功dA2与破碎物料块的变形体积的微量dV成正比。根据体积假说,破碎功只与破碎比
5、的体积假说与虎克定律有关。3 3 裂缝假说裂缝假说 裂缝假说是由 F.C.榜德()在整理了破碎与磨碎的经验资料后,于 1952 年提出的介于面积假说和体积假说之间的一种破碎理论。裂缝假说认为破碎矿石时,外力首先使物料块产生变形,外力超过强度极限以后,物料块就产生裂缝而破碎成许多小块。榜德提出的个计算破碎功耗的公式为:式中 W将单位质量物料从粒度为 F 破碎到粒度为P时所用能量;F80的入料所能通过的方形筛孔宽;P80 的排料所能通过的方形筛孔宽;Wi 功指数。Wi是理论上不限定的粒度破碎到 80可以通过100m 筛孔宽(或 65可以通过 200网目筛孔宽)时所需的功,它在一定程度上表示物料粉碎
6、的难易程度,即可碎性或可磨性。4 破碎理论的评述破碎理论的评述以上所介绍的三种破碎理论都有局限性和误差。导出的公式还不能完全用于定量计算,因为在计算破碎功的绝对值时,比例系数为未知数。这些公式只能用于破碎和磨碎过程的定性研究。要准确地选择破碎机和磨矿机的电动机功率,必须在理论计算的基础上广泛地利用实验资料。三种假说都从某个角度解释了破碎的某一阶段。面积假说只注意了新生表面积所需要的能量,而忽视了物料破碎前先出现变形和实际中物料又是非均质的。体积假说只考虑了破碎时的变形能,没有考虑到新生表面积的增加,同样具有片面性。裂缝假说是介于面积假说与体积假说之间,提出破碎功耗与方形筛孔D1/2成正比,但没
7、有充足的理论根据,而且由于它是根据实际资料整理出的经验公式,所以具有一定的适用范围。根据试验研究证实:粗碎时新生表面积不多,体积假说较为准确,裂缝假说结果不可靠;细碎时(破碎到 10m 以下时)裂缝假说求得的数据过小,此时新生表面积增加,表面能是主要的,面积假说较为准确;在粗碎与细碎之间的广泛范围内,裂缝假说比较适用,因为榜德的经验公式是根据一般破碎设备得出结论,所以在中等破碎比情况下与它大致相符。各假说在适合各自的粒度范围内与实际情况的误差不大,因而在应用时,应正确加以选择。其中,裂缝假说较有实际意义与应用价值。因为面积假说及体积假说公式中的 K1与 K2分别表示单位表面积与单位体积变形所需
8、的分离与变形功,这在目前无法确定,故这两个公式的应用受到限制,只能在矿石性质相同的情况下消去比例系数而作一些相对计算分析,定性地说明一些问题。裂缝假说使用的是破碎的净功耗,公式中的各项均是可测定的,故具有广泛的实用价值。榜德公式可应用于以下几个方面:计算破碎、磨碎功耗。在测出功指数Wi的情况下,可以计算各种粒度范围内的破碎磨碎功耗。选择破碎或磨碎机械。测出矿石的功指数Wi,可以计算设计条件下的需用功率,从需用功率的容量上选择破碎或磨碎机械。比较不同破碎设备的工作效率。如:两台破碎机消耗的功率相同,但产品粒度不同,分别计算出其操作功指数,就可以看出哪一台破碎机的效率高。总的来说,破碎过程是复杂的
9、,三个假说均有许多因素未加考虑,因此,即使在各自适用的范围内,其结果也只是近似的,还须用实际资料加以校核。破碎机可按工作原理和结构特征划分为:颚式破碎机、圆锥破碎机、辊式破碎机和冲击式破碎机。以下为主要类型破碎和磨碎设备的原理示意图。颚式破碎机颚式破碎机是出现较早的破碎设备,因其构造简单、坚固、工作可靠、维护和检修容易以及生产和建设费用比较少,因此,直到现在仍然广泛地在冶金、化工、建材、电力、交通等工业部门,用于破碎抗压强度在147245MPa的各种矿石和岩石的粗、中、细碎。近年来,为满足冶金、矿山、建筑等工业部门破碎高强度、高硬度的微碳铬铁的需要,专门研制了强力颚式破碎机颚式破碎机。颚式破碎
10、机颚式破碎机一般分为复摆和简摆两种,主要用于粗、中碎。近年来,又出现用于细碎的复摆颚式破碎机颚式破碎机和破碎高强度、高硬度微碳铬铁强力破碎机破碎机。颚式破碎机主要问题是颚板寿命低。因此,要研制专用材料,为改善启动过程,避免过载损坏,还要在大型机上采用了液力偶合器,改善设备性能。颚式破碎机颚式破碎机鄂式破碎机的鄂式破碎机的规格规格用给矿口宽度(用给矿口宽度(B)和长度()和长度(L)表示。)表示。鄂式破碎机结构简单、不易堵矿、工作可靠、易于制鄂式破碎机结构简单、不易堵矿、工作可靠、易于制造、维护方便,至今仍广泛应用。造、维护方便,至今仍广泛应用。主要用于主要用于中硬以上矿石的粗碎和中碎。中硬以上
11、矿石的粗碎和中碎。与旋回破碎机相比,其与旋回破碎机相比,其缺点缺点是生产率低、破碎比、产是生产率低、破碎比、产品粒度不均。品粒度不均。使用时,一般使用时,一般啮角啮角为为 18 20。在保证产品粒度的。在保证产品粒度的要求下,适当增大排矿口,可提高生产率。要求下,适当增大排矿口,可提高生产率。适宜的偏心轴转速适宜的偏心轴转速,应保证破碎产物从容排出,且又,应保证破碎产物从容排出,且又有较高的生产能力和较低的电耗。有较高的生产能力和较低的电耗。型号型号进料口尺寸进料口尺寸(mm)最大进料粒最大进料粒度度(mm)产量产量(t/h)配用电机配用电机功率功率(kw)外形尺寸外形尺寸(mm)重量重量(t
12、)PE-1502501502501251-35.58967459351PE-2504004002502005-20151430131013403PE-40060060040035015-50301700173216537PE-60090090060048045-1105522902206237017PE-9001200900120075090-22011038003166304550PE-50075050075042515-655520351921200012PE-75010601060750630105-1959026552302311029PEX-25075075025021015-303
13、01667154510205PEX-2501000100025021015-50301550196413807PEX-2501200120025021020-60372192190019508.5颚式破碎机规格与性能参数表颚式破碎机规格与性能参数表 锤式破碎机锤式破碎机经高速转动的锤体与物料碰撞面破碎物料,它具有结构简单,破碎比大,生产效率高等特点,可作干、湿两种形式破碎,适用于矿山、水泥、煤炭、冶金、建材、公路、燃化等部门对中等硬度及脆性物料进行细碎。该设备可根据用户要求调整蓖条间隙,改变出料粒度,以满足不同用户的不同需求。锤式破碎机锤式破碎机锤式破碎机转子锤式破碎机转子 规格型号 转速 进
14、料粒度 出料粒度 产量 重量 功率 外型尺寸 PC-400300 1450 100 10 3-10 0.8 11 812982785 PC-500350 1250 100 15 5-15 1.2 18.5 120011141114 PC-600400 1000 220 15 5-25 1.5 22 105510221122 PC-800600 980 350 15 10-50 3.1 55 136013301020 PC-800800 980 350 15 10-60 3.5 75 144017401101 PC-1000800 1000 400 13 20-75 7.9 115 351422
15、301515 锤式破碎机规格与性能参数表锤式破碎机规格与性能参数表 使用范围:使用范围:反击式破碎机反击式破碎机能处理边长不超过500mm、抗压强度不超过350MPa的各种粗、中、细物料(花岗岩、石灰石、混凝土等),广泛用于水电、高速公路、人工砂石料、破碎等行业。性能特点:性能特点:反击式破碎机反击式破碎机结构独特、无键连接、高铬板锤、独特的反击衬板;硬岩破碎、高效节能;产品形状呈立方体,排料粒度大小可调,简化破碎流程。工作原理:工作原理:反击式破碎机反击式破碎机工作时,在电动机的带动下,转子高速旋转,物料进入后,与转子上的板锤撞击破碎,然后又被反击到衬板上再次破碎,最后从出料口抛出。反击式破
16、碎机反击式破碎机 型号型号规格规格进料口尺寸(进料口尺寸(mm)最大进料边长最大进料边长(mm)生产能力生产能力(t/h)功率功率(kw)重量重量(不包括电不包括电机机)PF-0608644 740320 77010010-20304000PF-0807850 700400 73030015-3030-458130PF-H-1007I1000 700400 73030030-5037-559500PF-A-1010I1000 1050400 108035050-8055-7512127PF-B-1210I1250 1050400 108035070-120110-13214000PF-B-12
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