第四章 粉碎過(guò)程

1、1 1第四章第四章 粉碎過(guò)程粉碎過(guò)程l粉碎基本概念粉碎基本概念l粉碎原理粉碎原理l機(jī)械力化學(xué)機(jī)械力化學(xué)l粉碎設(shè)備粉碎設(shè)備2 2引言引言粉體的制備一般可以分為兩類：粉體的制備一般可以分為兩類：物理方法物理方法顆粒從大到小的粉碎過(guò)程顆粒從大到小的粉碎過(guò)程 機(jī)械制備法：破碎、粉磨、超細(xì)粉碎機(jī)械制備法：破碎、粉磨、超細(xì)粉碎 物理合成法：物理合成法： 蒸發(fā)冷凝、濺射法蒸發(fā)冷凝、濺射法化學(xué)合成法化學(xué)合成法顆粒從小到大的生成過(guò)程顆粒從小到大的生成過(guò)程 化學(xué)液相法、化學(xué)氣相法、化學(xué)固相法化學(xué)液相法、化學(xué)氣相法、化學(xué)固相法3 3一、粉碎一、粉碎1.1 粉碎：粉碎：固體物料在外力作用下，克服內(nèi)聚力，固體物料在外力

2、作用下，克服內(nèi)聚力， 從而使顆粒的尺寸減小，表面積增加的過(guò)程。從而使顆粒的尺寸減小，表面積增加的過(guò)程。粉碎過(guò)程的粉碎過(guò)程的實(shí)質(zhì)實(shí)質(zhì)：克服物料表面質(zhì)點(diǎn)的表面張力和：克服物料表面質(zhì)點(diǎn)的表面張力和 克服物料內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)間的內(nèi)聚力克服物料內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)間的內(nèi)聚力第一節(jié)第一節(jié) 機(jī)械制粉的基本概念機(jī)械制粉的基本概念4 4破碎破碎粉磨粉磨粗碎粗碎將物料破碎到將物料破碎到100mm左右左右中碎中碎將物料破碎到將物料破碎到30mm左右左右細(xì)碎細(xì)碎將物料破碎到將物料破碎到3mm左右左右粗磨粗磨將物料粉磨到將物料粉磨到0.1mm左右左右細(xì)磨細(xì)磨將物料粉磨到將物料粉磨到60m左右左右超細(xì)磨超細(xì)磨將物料粉磨到將物料粉磨到5m左右

3、左右粉粉碎碎l破碎：使大塊物料破裂成小塊物料的加工過(guò)程破碎：使大塊物料破裂成小塊物料的加工過(guò)程l粉磨：使小塊物料破裂成細(xì)粉末物料的加工過(guò)程粉磨：使小塊物料破裂成細(xì)粉末物料的加工過(guò)程1.2 破粉碎破粉碎5 5二、粉碎的目的和意義（粉體化）二、粉碎的目的和意義（粉體化）l減小粒徑，增大表面積減小粒徑，增大表面積l改善粉體的物理化學(xué)性能改善粉體的物理化學(xué)性能l提高粉體混合的均化效果提高粉體混合的均化效果l有利于運(yùn)輸、儲(chǔ)存有利于運(yùn)輸、儲(chǔ)存l有利于提高制品的性能有利于提高制品的性能6 6三、粉碎比三、粉碎比粉碎比粉碎比：定量描述固體物料經(jīng)某一粉碎機(jī)械粉碎后，：定量描述固體物料經(jīng)某一粉碎機(jī)械粉碎后， 顆粒

4、尺寸大小變化的參數(shù)。顆粒尺寸大小變化的參數(shù)。 粉碎比表示方法粉碎比表示方法：平均粉碎比、公稱粉碎比、：平均粉碎比、公稱粉碎比、 多級(jí)粉碎比多級(jí)粉碎比7 71、平均粉碎比、平均粉碎比 （i）粉碎前物料的平均直徑為粉碎前物料的平均直徑為D，粉碎后物料的平均直，粉碎后物料的平均直徑為徑為d ： iD/dl破碎機(jī)：破碎機(jī)：330；粉磨機(jī)：；粉磨機(jī)：5001000評(píng)價(jià)粉碎設(shè)備性能的指標(biāo)：評(píng)價(jià)粉碎設(shè)備性能的指標(biāo)：?jiǎn)挝浑姾?、粉碎比單位電耗、粉碎比l粉碎作業(yè)程序粉碎作業(yè)程序l選擇粉碎機(jī)械類型選擇粉碎機(jī)械類型l設(shè)備大小設(shè)備大小8 82、公稱粉碎比、公稱粉碎比 （ i公稱公稱） 破碎機(jī)的最大進(jìn)料口寬度與最大出料口

5、寬度之比破碎機(jī)的最大進(jìn)料口寬度與最大出料口寬度之比。 i公稱公稱= Dmax / dmax Dmax破碎機(jī)的最大進(jìn)料口寬度；破碎機(jī)的最大進(jìn)料口寬度； dmax破碎機(jī)的最大出料口寬度。破碎機(jī)的最大出料口寬度。 i=（0.70.9）i公稱公稱9 93、多級(jí)粉碎比（、多級(jí)粉碎比（ i總總）多級(jí)粉碎：多級(jí)粉碎：多臺(tái)粉碎機(jī)串聯(lián)起來(lái)的粉碎過(guò)程；多臺(tái)粉碎機(jī)串聯(lián)起來(lái)的粉碎過(guò)程；粉碎級(jí)數(shù)粉碎級(jí)數(shù)：串聯(lián)的粉碎機(jī)臺(tái)數(shù)稱為粉碎級(jí)數(shù)。：串聯(lián)的粉碎機(jī)臺(tái)數(shù)稱為粉碎級(jí)數(shù)。多級(jí)粉碎比多級(jí)粉碎比（總粉碎比）：原料粒度與最終粉碎產(chǎn)（總粉碎比）：原料粒度與最終粉碎產(chǎn) 品的粒度之比。品的粒度之比。 i總總=i1i2in【例例】今有一套

6、破碎粉磨系統(tǒng)，一破為顎式破碎機(jī)，進(jìn)料今有一套破碎粉磨系統(tǒng)，一破為顎式破碎機(jī)，進(jìn)料平均粒度為平均粒度為350mm，出料平均粒度為，出料平均粒度為80mm，從二，從二破反擊式破碎機(jī)卸出的平均粒度為破反擊式破碎機(jī)卸出的平均粒度為20mm，經(jīng)球磨，經(jīng)球磨機(jī)粉磨得細(xì)粉平均粒度為機(jī)粉磨得細(xì)粉平均粒度為0.05mm，試分別計(jì)算平，試分別計(jì)算平均粉碎比均粉碎比i1、i2、i3 和總粉碎比和總粉碎比i。104、粉碎產(chǎn)品的粒度特性、粉碎產(chǎn)品的粒度特性111212四、粉碎方法四、粉碎方法 粉碎機(jī)械的施力作用粉碎機(jī)械的施力作用壓碎壓碎劈碎劈碎折斷折斷磨碎磨碎沖擊沖擊13131、擠壓法、擠壓法將物料置于兩破碎表面之間并

7、施加壓力，使被破碎將物料置于兩破碎表面之間并施加壓力，使被破碎的物料達(dá)到它的壓碎強(qiáng)度極限而被破壞的物料達(dá)到它的壓碎強(qiáng)度極限而被破壞 適合于：適合于： 硬質(zhì)和大塊物料的粗、中碎硬質(zhì)和大塊物料的粗、中碎 擠壓磨、顎式破碎機(jī)擠壓磨、顎式破碎機(jī)14142、沖擊法、沖擊法 使物料在瞬間受到外來(lái)的沖擊力作用而破碎。使物料在瞬間受到外來(lái)的沖擊力作用而破碎。 適合于：脆性物料的中、細(xì)碎和磨碎適合于：脆性物料的中、細(xì)碎和磨碎 錘式、反擊式、沖擊式破碎機(jī)、管磨機(jī)錘式、反擊式、沖擊式破碎機(jī)、管磨機(jī)1515錘式破碎機(jī)錘式破碎機(jī)依靠高速旋轉(zhuǎn)的工件撞擊和打擊顆粒，并使其在轉(zhuǎn)依靠高速旋轉(zhuǎn)的工件撞擊和打擊顆粒，并使其在轉(zhuǎn)子與

8、定子間、物料顆粒與顆粒間產(chǎn)生高頻度的相互子與定子間、物料顆粒與顆粒間產(chǎn)生高頻度的相互強(qiáng)力沖擊、剪切而粉碎。（中、細(xì)碎中硬質(zhì)物料）強(qiáng)力沖擊、剪切而粉碎。（中、細(xì)碎中硬質(zhì)物料）16錘式破碎機(jī)錘式破碎機(jī)2.1 碰撞理論適用于沖擊機(jī)理分析碰撞理論適用于沖擊機(jī)理分析17兩物體碰撞兩物體碰撞 （粉碎體物料、物料物料）（粉碎體物料、物料物料）碰撞前：碰撞前：碰撞結(jié)束：碰撞結(jié)束： （沿質(zhì)心連線）（沿質(zhì)心連線）)( , 2121vvvv21 , uu沖量定量：設(shè)質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量為沖量定量：設(shè)質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量為 m，碰撞開(kāi)始時(shí)的速，碰撞開(kāi)始時(shí)的速度度 ，結(jié)束瞬時(shí)的速度，結(jié)束瞬時(shí)的速度 ，碰撞沖量，碰撞沖量 ，不計(jì)，不計(jì)普通力

9、的沖量，則質(zhì)點(diǎn)動(dòng)量定理的積分形式為普通力的沖量，則質(zhì)點(diǎn)動(dòng)量定理的積分形式為SvmumvuS18動(dòng)量守恒：動(dòng)量守恒：0)()(22112211vmvmumum2112vvuukl k=1 理想情況理想情況 完全彈性碰撞完全彈性碰撞：系統(tǒng)動(dòng)能守恒：系統(tǒng)動(dòng)能守恒l k=0 極限情況極限情況 非彈性碰撞或塑性碰撞：系統(tǒng)動(dòng)能不守恒非彈性碰撞或塑性碰撞：系統(tǒng)動(dòng)能不守恒 碰撞后系統(tǒng)以相同的速度運(yùn)動(dòng)碰撞后系統(tǒng)以相同的速度運(yùn)動(dòng)l 一般一般0k金屬鍵金屬鍵氫鍵氫鍵范德華鍵范德華鍵4646E）實(shí)際強(qiáng)度）實(shí)際強(qiáng)度 材料名稱材料名稱理論強(qiáng)度（理論強(qiáng)度（GPa）實(shí)測(cè)強(qiáng)度實(shí)測(cè)強(qiáng)度(MPa)金鋼石金鋼石2001800石墨石墨

10、1.415鎢鎢963000(拉伸的硬絲拉伸的硬絲)鐵鐵402000（高張力用鋼絲）（高張力用鋼絲）氧化鎂氧化鎂37100氧化鈉氧化鈉4.310石英玻璃石英玻璃1650材料的理論強(qiáng)度和實(shí)測(cè)強(qiáng)度材料的理論強(qiáng)度和實(shí)測(cè)強(qiáng)度 47F）影響因素）影響因素（1）強(qiáng)度是隨施載速度而變化的動(dòng)物理量）強(qiáng)度是隨施載速度而變化的動(dòng)物理量 （2）具有明顯的尺寸效應(yīng)）具有明顯的尺寸效應(yīng) （3）隨測(cè)試環(huán)境的改變而改變）隨測(cè)試環(huán)境的改變而改變 各組成成分對(duì)強(qiáng)度的作用各組成成分對(duì)強(qiáng)度的作用不是疊加不是疊加的，支配整個(gè)體的，支配整個(gè)體系的系的不是各組分的平均值不是各組分的平均值，而，而是最小值是最小值 48482. 硬度硬度（莫

11、氏硬度）（莫氏硬度） l表示材料抵抗其表示材料抵抗其它物體刻劃或壓它物體刻劃或壓入其表面的能力；入其表面的能力；l在固體表面產(chǎn)生在固體表面產(chǎn)生局部變形所需的局部變形所需的能量能量 礦物礦物名稱名稱莫氏莫氏硬度硬度晶格能晶格能（kcal/molekcal/mole） 表面能表面能 （erg/cmerg/cm2 2）滑石滑石1-石膏石膏262040方解石方解石364880螢石螢石4638150磷灰石磷灰石51050190長(zhǎng)石長(zhǎng)石62700360石英石英72990780黃晶黃晶834341080剛玉剛玉937401550金剛石金剛石104000-49礦物硬度的大小，礦物硬度的大小，主要取決于內(nèi)部結(jié)構(gòu)

12、中質(zhì)點(diǎn)的聯(lián)主要取決于內(nèi)部結(jié)構(gòu)中質(zhì)點(diǎn)的聯(lián)結(jié)力的強(qiáng)弱結(jié)力的強(qiáng)弱共價(jià)鍵：鍵力很強(qiáng)，如金剛石是硬度最大的晶體；共價(jià)鍵：鍵力很強(qiáng)，如金剛石是硬度最大的晶體；分子鍵：鍵力很弱，如石墨和滑石分子鍵：鍵力很弱，如石墨和滑石金屬鍵：鍵力不很強(qiáng)，金屬晶格的硬度一般不很高；金屬鍵：鍵力不很強(qiáng)，金屬晶格的硬度一般不很高；離子鍵：鍵力較強(qiáng)，隨離子半徑下降，電價(jià)上升，密度增離子鍵：鍵力較強(qiáng)，隨離子半徑下降，電價(jià)上升，密度增 加，硬度增加。加，硬度增加。在礦物中如有水分子或氫氧離子時(shí)，礦物硬度顯著下降。在礦物中如有水分子或氫氧離子時(shí)，礦物硬度顯著下降。49503. 彈性彈性 材料在外力作用下產(chǎn)生變形，當(dāng)取消外力后，能材料在

13、外力作用下產(chǎn)生變形，當(dāng)取消外力后，能完全恢復(fù)原形狀的性質(zhì)。完全恢復(fù)原形狀的性質(zhì)。4. 塑性塑性 材料在外力作用下產(chǎn)生變形，當(dāng)取消外力后，仍材料在外力作用下產(chǎn)生變形，當(dāng)取消外力后，仍保持變形后的形狀和尺寸的性質(zhì)。保持變形后的形狀和尺寸的性質(zhì)。515. 脆性脆性 材料在外力作用下，直到破壞前無(wú)明顯的塑性變材料在外力作用下，直到破壞前無(wú)明顯的塑性變 形而發(fā)生突然破壞的性質(zhì)。形而發(fā)生突然破壞的性質(zhì)。 玻璃、混凝土、水泥等玻璃、混凝土、水泥等6. 韌性韌性 材料在沖擊或震動(dòng)荷載的作用下，能吸收較大能材料在沖擊或震動(dòng)荷載的作用下，能吸收較大能量，并產(chǎn)生較大變形而不發(fā)生破壞的性質(zhì)。量，并產(chǎn)生較大變形而不發(fā)生

14、破壞的性質(zhì)。 鋼材、木材、橡膠等鋼材、木材、橡膠等52527. 易碎性和易磨性易碎性和易磨性 7.1 粉碎的難易程度粉碎的難易程度l強(qiáng)度和硬度難以表示物料粉碎的難易程度強(qiáng)度和硬度難以表示物料粉碎的難易程度l粉碎難易的決定因素是物料的粉碎難易的決定因素是物料的強(qiáng)度強(qiáng)度l物料的性質(zhì)、粉碎工藝物料的性質(zhì)、粉碎工藝l硬度大強(qiáng)度小硬度大強(qiáng)度小 的物料比的物料比強(qiáng)度大硬度小強(qiáng)度大硬度小的物料易于的物料易于破碎破碎53537.2 易碎性易碎性 表征物料對(duì)粉碎的阻抗表征物料對(duì)粉碎的阻抗（物料粉碎的難易程度）（物料粉碎的難易程度）粉碎過(guò)程所消耗能量的判據(jù)：粉碎過(guò)程所消耗能量的判據(jù)：l單位質(zhì)量物料從一定粒度粉碎至

15、某一指定粒度單位質(zhì)量物料從一定粒度粉碎至某一指定粒度所需的能量；所需的能量；l施加一定能量能使一定物料達(dá)到的粉碎細(xì)度。施加一定能量能使一定物料達(dá)到的粉碎細(xì)度。 的單位電耗粉碎干燥狀態(tài)下某物料）耗（粉碎標(biāo)準(zhǔn)物料的單位電thkWEEKbm/易碎性系數(shù)易碎性系數(shù)547.3 易磨性易磨性 表示粉磨的難易程度表示粉磨的難易程度 。相對(duì)易磨性系數(shù)相對(duì)易磨性系數(shù)量標(biāo)準(zhǔn)物料單位功率的產(chǎn)物料單位功率的產(chǎn)量標(biāo)物qqKm55易磨性系數(shù)的表示方法易磨性系數(shù)的表示方法：l干法開(kāi)路粉磨干法開(kāi)路粉磨：以一定量物料被磨到一定細(xì)度時(shí)以一定量物料被磨到一定細(xì)度時(shí) 所需的所需的粉磨時(shí)間粉磨時(shí)間t（min）；l濕法開(kāi)路粉磨：以一定量

16、物料被磨到一定細(xì)度時(shí)濕法開(kāi)路粉磨：以一定量物料被磨到一定細(xì)度時(shí) 所需試驗(yàn)?zāi)C(jī)的所需試驗(yàn)?zāi)C(jī)的千轉(zhuǎn)數(shù)千轉(zhuǎn)數(shù)Kr。l干法閉路粉磨：以系統(tǒng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，磨機(jī)每干法閉路粉磨：以系統(tǒng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，磨機(jī)每 轉(zhuǎn)動(dòng)一轉(zhuǎn)能夠磨得細(xì)度合格的產(chǎn)品質(zhì)量轉(zhuǎn)動(dòng)一轉(zhuǎn)能夠磨得細(xì)度合格的產(chǎn)品質(zhì)量GR（g/r）5656 物質(zhì)同分子間的引力（內(nèi)聚力）物質(zhì)同分子間的引力（內(nèi)聚力） 內(nèi)聚力不同內(nèi)聚力不同 不同的性能不同的性能 粉碎是利用外加機(jī)械力部分破壞物質(zhì)分子間的粉碎是利用外加機(jī)械力部分破壞物質(zhì)分子間的 內(nèi)聚力內(nèi)聚力, ,達(dá)到粉碎的目的達(dá)到粉碎的目的二、二、 粉碎過(guò)程機(jī)理粉碎過(guò)程機(jī)理5757 機(jī)械粉碎的過(guò)程：用機(jī)械方法增加表面積

17、機(jī)械粉碎的過(guò)程：用機(jī)械方法增加表面積 機(jī)械能機(jī)械能 表面能表面能轉(zhuǎn)變轉(zhuǎn)變 部分部分熱能熱能粉碎效率粉碎效率 影響影響58583PP13平面壓縮的Griffith裂紋格里菲斯：格里菲斯：脆性材料斷裂的起因是分布在材料脆性材料斷裂的起因是分布在材料 中的微小裂紋尖端有應(yīng)力集中。中的微小裂紋尖端有應(yīng)力集中。三、格里菲斯三、格里菲斯(Griffith)強(qiáng)度理論強(qiáng)度理論 593.1 應(yīng)力集中應(yīng)力集中的概念的概念由于截面的尺寸、形狀突然變化而產(chǎn)生的局部應(yīng)力由于截面的尺寸、形狀突然變化而產(chǎn)生的局部應(yīng)力顯著增大的現(xiàn)象顯著增大的現(xiàn)象59maxmaxmax6060a) 理想狀態(tài)下，所施加力沒(méi)有理想狀態(tài)下，所施加力

18、沒(méi)有超過(guò)顆粒的應(yīng)變極限，物料超過(guò)顆粒的應(yīng)變極限，物料作彈性變形，不會(huì)被破碎。作彈性變形，不會(huì)被破碎。b) 實(shí)際上，物料雖未被破碎，實(shí)際上，物料雖未被破碎，沒(méi)有增加新表面，但沒(méi)有增加新表面，但產(chǎn)生裂產(chǎn)生裂縫和擴(kuò)展原有的小裂縫縫和擴(kuò)展原有的小裂縫。c) 粒子形狀不規(guī)則，使施加力粒子形狀不規(guī)則，使施加力首先作用在粒子的突出點(diǎn)，首先作用在粒子的突出點(diǎn)，形成應(yīng)力集中形成應(yīng)力集中。d)裂縫擴(kuò)展，材料破壞裂縫擴(kuò)展，材料破壞(實(shí)線為理想狀況，虛線為真實(shí)狀況實(shí)線為理想狀況，虛線為真實(shí)狀況)613.2 格里菲斯理論格里菲斯理論： 物體內(nèi)隨機(jī)分布許多裂隙；物體內(nèi)隨機(jī)分布許多裂隙； 所有裂隙都張開(kāi)、貫通、獨(dú)立；所有裂

19、隙都張開(kāi)、貫通、獨(dú)立； 裂隙斷面呈扁平橢圓狀態(tài)；裂隙斷面呈扁平橢圓狀態(tài)； 在任何應(yīng)力狀態(tài)下，裂隙尖端產(chǎn)生拉應(yīng)力集中在任何應(yīng)力狀態(tài)下，裂隙尖端產(chǎn)生拉應(yīng)力集中 最終在本質(zhì)上都是拉應(yīng)力引起物體破壞。最終在本質(zhì)上都是拉應(yīng)力引起物體破壞。 624.1 粉碎產(chǎn)物的粒度分布具有粉碎產(chǎn)物的粒度分布具有2成分性成分性l粗粒粗粒（過(guò)渡成分過(guò)渡成分）取決于取決于粉碎機(jī)粉碎機(jī)出口間隙的大小出口間隙的大小l微粉微粉（穩(wěn)定成分穩(wěn)定成分）取決于固體原料物性取決于固體原料物性顆粒的破壞過(guò)程不是由連續(xù)單一的一種破壞形式構(gòu)顆粒的破壞過(guò)程不是由連續(xù)單一的一種破壞形式構(gòu)成，而是兩種以上不同破壞形式的組合成，而是兩種以上不同破壞形式的

20、組合。62四、四、 粉碎模型粉碎模型63634.2 4.2 粉碎模型粉碎模型l 體積粉碎模型體積粉碎模型l 表面粉碎模型表面粉碎模型l 均一粉碎模型均一粉碎模型實(shí)際的粉碎是實(shí)際的粉碎是體積和表面體積和表面兩種模型的兩種模型的疊加疊加；表面粉碎模型構(gòu)成穩(wěn)定成分表面粉碎模型構(gòu)成穩(wěn)定成分（研磨）；（研磨）；體積粉碎模型構(gòu)成過(guò)渡成分體積粉碎模型構(gòu)成過(guò)渡成分（沖擊）。（沖擊）。64粉碎理論主要是研究粉碎過(guò)程中的粉碎理論主要是研究粉碎過(guò)程中的能量消耗能量消耗問(wèn)題問(wèn)題64五、物料能耗假說(shuō)五、物料能耗假說(shuō)粉碎發(fā)生前顆粒本身產(chǎn)生的彈性變形粉碎發(fā)生前顆粒本身產(chǎn)生的彈性變形產(chǎn)生非彈性變形而導(dǎo)致粉碎產(chǎn)生非彈性變形而導(dǎo)

21、致粉碎使粉碎機(jī)械本身發(fā)生彈性扭變使粉碎機(jī)械本身發(fā)生彈性扭變克服粒子間及粒子與機(jī)件之間的摩擦阻力克服粒子間及粒子與機(jī)件之間的摩擦阻力粉碎中產(chǎn)生的噪音、發(fā)熱和機(jī)械振動(dòng)粉碎中產(chǎn)生的噪音、發(fā)熱和機(jī)械振動(dòng)粉碎機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)部分的摩擦損失粉碎機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)部分的摩擦損失能能量量消消耗耗 只有只有10的功被有效利用于破粉碎的功被有效利用于破粉碎6.1 粉碎過(guò)程熱力學(xué)基本概念粉碎過(guò)程熱力學(xué)基本概念 熱力學(xué)第一定律：能量守衡熱力學(xué)第一定律：能量守衡 U = Q + W 式中，式中，Q環(huán)境對(duì)系統(tǒng)輸入的熱能；環(huán)境對(duì)系統(tǒng)輸入的熱能； W環(huán)境對(duì)系統(tǒng)所做的功；環(huán)境對(duì)系統(tǒng)所做的功； U系統(tǒng)內(nèi)能的增量系統(tǒng)內(nèi)能的增量65六六、粉碎過(guò)程熱力

22、學(xué)粉碎過(guò)程熱力學(xué)熱力學(xué)第二定律熱力學(xué)第二定律：系統(tǒng)的熵值：系統(tǒng)的熵值S0過(guò)程中的無(wú)用功（即損失功）過(guò)程中的無(wú)用功（即損失功）WL為為 WL = TS = T（S物物 +S環(huán)環(huán)）熱機(jī)效率：熱機(jī)效率： = WE/ WT = 1- WL/ WT WT = WE + WL 式中，式中，WT設(shè)備接受的總能量；設(shè)備接受的總能量； WE設(shè)備所做的有效功設(shè)備所做的有效功 666.2 固體的比表面能固體的比表面能 使固體表面增加單位面積所需要的能量。使固體表面增加單位面積所需要的能量。外力作用于固體所做的功：外力作用于固體所做的功：克服材料的內(nèi)聚力轉(zhuǎn)化為新生表面積上的表面能克服材料的內(nèi)聚力轉(zhuǎn)化為新生表面積上的表

23、面能在恒溫恒壓時(shí)：在恒溫恒壓時(shí)： dG =dA ：比表面能為：比表面能為6768 粒徑的不斷減小是不斷施加粉碎能量的結(jié)果粒徑的不斷減小是不斷施加粉碎能量的結(jié)果七、粉碎功耗定律七、粉碎功耗定律nLdddCdE)(Lewis公式公式缺陷：初始物料尺寸的影響缺陷：初始物料尺寸的影響69697.1 7.1 表面積假說(shuō)表面積假說(shuō)(Rittinger) 粉碎粉碎能耗能耗與粉碎后物料的與粉碎后物料的新生表面積新生表面積成正比成正比)11()(1212ddCSSCSCERRR適用于排料粒度為適用于排料粒度為0.011毫米的毫米的粉磨粉磨過(guò)程過(guò)程70707.2 體積假說(shuō)體積假說(shuō)(Kick)在相同技術(shù)條件下，使幾

24、何相似的同類物體的形狀在相同技術(shù)條件下，使幾何相似的同類物體的形狀發(fā)生同一變化所需的發(fā)生同一變化所需的功功，與，與物料的體積物料的體積（質(zhì)量）（質(zhì)量）成成正比正比21lgddCEK適用于排料粒度大于適用于排料粒度大于10毫米的毫米的粗碎和中碎粗碎和中碎過(guò)程過(guò)程71717.3 裂縫假說(shuō)裂縫假說(shuō)(Bond)粉碎物料所需要的粉碎物料所需要的功功與物料的直徑或邊長(zhǎng)（正方與物料的直徑或邊長(zhǎng)（正方形的）形的）D的平方根成反比的平方根成反比（直徑（直徑D是假定物料中是假定物料中80%質(zhì)量能通過(guò)的篩孔尺寸質(zhì)量能通過(guò)的篩孔尺寸）適用于從中碎到粗粉磨作業(yè)的比較廣泛的范圍適用于從中碎到粗粉磨作業(yè)的比較廣泛的范圍)(

25、)11(1212SSCxxCEBB六六. 粉碎過(guò)程的效率粉碎過(guò)程的效率粉碎過(guò)程中直接消粉碎過(guò)程中直接消耗于被粉碎物料的耗于被粉碎物料的能量與總能耗之比能量與總能耗之比值即為粉碎效率。值即為粉碎效率。72i粉碎過(guò)程效率W w 粉碎機(jī)工作部件變形與磨損消耗的功m物料顆粒變形次數(shù) 粉碎物料的破碎應(yīng)力E粉碎物料的彈性模數(shù)V粉碎物料的體積粉碎物料每產(chǎn)生單位新表面積所消耗的能量S粉碎物料新產(chǎn)生的表面積in = (S2 /S1)nnwniiSEVmWiS22第三節(jié)第三節(jié) 粉碎機(jī)械力化學(xué)粉碎機(jī)械力化學(xué)一、機(jī)械力化學(xué)的概念一、機(jī)械力化學(xué)的概念1.1 機(jī)械力化學(xué)效應(yīng)：機(jī)械力化學(xué)效應(yīng)：73機(jī)械能機(jī)械能貯藏貯藏、作用

26、、作用物料物料結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)物理物理性質(zhì)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)1.2 機(jī)械力化學(xué)：機(jī)械力化學(xué)： 研究機(jī)械能與化學(xué)能相互轉(zhuǎn)換的學(xué)科研究機(jī)械能與化學(xué)能相互轉(zhuǎn)換的學(xué)科741.3 機(jī)械力化學(xué)作用原理機(jī)械力化學(xué)作用原理 機(jī)械激活（活化）：物理性質(zhì)改變機(jī)械激活（活化）：物理性質(zhì)改變 化學(xué)激活：組成、結(jié)構(gòu)改變化學(xué)激活：組成、結(jié)構(gòu)改變粉碎過(guò)程中物料的變化粉碎過(guò)程中物料的變化：l物理變化物理變化l結(jié)晶狀態(tài)變化結(jié)晶狀態(tài)變化l化學(xué)變化化學(xué)變化二、二、粉碎平衡粉碎平衡粉碎過(guò)程中粉碎過(guò)程中粗粗顆粒細(xì)微化過(guò)程與微細(xì)粉體凝顆粒細(xì)微化過(guò)程與微細(xì)粉體凝聚過(guò)程的平衡聚過(guò)程的平衡。75粒度、比表面積與粉碎時(shí)間的關(guān)系粒度、比表面積與粉碎時(shí)間

27、的關(guān)系2.1 影響粉碎平衡的因素影響粉碎平衡的因素（1）顆粒團(tuán)聚）顆粒團(tuán)聚（2）粉體應(yīng)力作用出現(xiàn)緩和狀態(tài)）粉體應(yīng)力作用出現(xiàn)緩和狀態(tài)（3）工藝條件、粉體特性）工藝條件、粉體特性2.2 粉碎動(dòng)態(tài)平衡粉碎動(dòng)態(tài)平衡粉碎平衡粉碎平衡 顆粒粒度大小不再變化顆粒粒度大小不再變化能量能量積聚積聚 結(jié)構(gòu)和物性改變結(jié)構(gòu)和物性改變76三、粉體產(chǎn)生活性的原因三、粉體產(chǎn)生活性的原因1. 顆粒細(xì)化，顆粒表面積、表面原子數(shù)增加顆粒細(xì)化，顆粒表面積、表面原子數(shù)增加772. 2. 顆粒細(xì)化表面能增加顆粒細(xì)化表面能增加78793. 3. 粒子細(xì)微化使粒子表面活性點(diǎn)數(shù)量增加粒子細(xì)微化使粒子表面活性點(diǎn)數(shù)量增加粉碎后的固體表面具有臺(tái)階

28、、彎折、空位等，這粉碎后的固體表面具有臺(tái)階、彎折、空位等，這些位置的質(zhì)點(diǎn)能量高，稱些位置的質(zhì)點(diǎn)能量高，稱活化點(diǎn)活化點(diǎn)。4、晶格不規(guī)則晶格不規(guī)則粉體活性的主要原因粉體活性的主要原因 顆粒表面晶格的不規(guī)則化及結(jié)晶性的下降顆粒表面晶格的不規(guī)則化及結(jié)晶性的下降。4.1 晶格畸變：晶格畸變： 晶面間距變化晶面間距變化 無(wú)定形化無(wú)定形化 密度變化密度變化804.2 4.2 晶型轉(zhuǎn)變：晶型轉(zhuǎn)變：具有同質(zhì)多晶型具有同質(zhì)多晶型礦物材料在常溫下由于機(jī)械力的礦物材料在常溫下由于機(jī)械力的作用發(fā)生晶型轉(zhuǎn)變。作用發(fā)生晶型轉(zhuǎn)變。81原因：原因：機(jī)械力作用機(jī)械力作用 晶格內(nèi)能量積聚晶格內(nèi)能量積聚舊鍵斷裂舊鍵斷裂 形成新的結(jié)合

29、鍵形成新的結(jié)合鍵 物性改變物性改變 82四、機(jī)械力化學(xué)與粉碎中的物理化學(xué)性質(zhì)變化四、機(jī)械力化學(xué)與粉碎中的物理化學(xué)性質(zhì)變化4.1 4.1 機(jī)械力活化作用機(jī)械力活化作用提高礦物的溶解性提高礦物的溶解性4.2 4.2 提高提高顆粒的顆粒的吸附能力吸附能力4.3 4.3 粉碎粉碎提高離子交換能力提高離子交換能力五、粉碎五、粉碎中的機(jī)械力化學(xué)反應(yīng)中的機(jī)械力化學(xué)反應(yīng)1. 脫水脫水效應(yīng)效應(yīng) mMg(OH)2+nSiO2 mMgOnSiO2+H2O2. 2. 固相反應(yīng)：固相反應(yīng)： 在粉磨過(guò)程中，粉體顆粒承受較大應(yīng)力或反復(fù)應(yīng)在粉磨過(guò)程中，粉體顆粒承受較大應(yīng)力或反復(fù)應(yīng)力作用的局部區(qū)域可以產(chǎn)生反應(yīng)。力作用的局部區(qū)域

30、可以產(chǎn)生反應(yīng)。 反應(yīng)與宏觀溫度無(wú)關(guān)反應(yīng)與宏觀溫度無(wú)關(guān)。分解反應(yīng)分解反應(yīng)：化合反應(yīng)：化合反應(yīng)：3232NaBrONaBrO3222522NaBrONa OOBr2223232232222313424CaOSiOCaO SiOBaOTiOBaTiOMgOSiOMgSiOAuCOAu OCNiSH ONiOH S置換反應(yīng)：置換反應(yīng)：其它反應(yīng)：其它反應(yīng)：MgCuOMgOCu3222CaCOSiOCaO SiOCO六、粉碎機(jī)械力化學(xué)活化作用成因小結(jié)六、粉碎機(jī)械力化學(xué)活化作用成因小結(jié)1、粒度、粒度 比表面積比表面積 表面能表面能 2、晶格畸變、晶格畸變 儲(chǔ)存部分能量?jī)?chǔ)存部分能量 表面能表面能 3、無(wú)定形化

31、、無(wú)定形化 儲(chǔ)存大量能量?jī)?chǔ)存大量能量 表面能表面能4、 機(jī)械能機(jī)械能 熱能熱能 物料溫度物料溫度 表面活性表面活性七、機(jī)械力化學(xué)反應(yīng)模型七、機(jī)械力化學(xué)反應(yīng)模型l摩擦等離子區(qū)模型摩擦等離子區(qū)模型l活化態(tài)熱力學(xué)模型活化態(tài)熱力學(xué)模型l質(zhì)子作用模型質(zhì)子作用模型89八、機(jī)械力化學(xué)八、機(jī)械力化學(xué) 的應(yīng)用的應(yīng)用9090 第一部分第一部分 破碎機(jī)械破碎機(jī)械顎式破碎機(jī)顎式破碎機(jī)，圓錐式破碎機(jī)，輥式破碎機(jī)，圓錐式破碎機(jī)，輥式破碎機(jī)，錘式破碎機(jī)，輪碾式和反擊式破碎機(jī)錘式破碎機(jī)，輪碾式和反擊式破碎機(jī)第四節(jié)第四節(jié) 破碎設(shè)備破碎設(shè)備9191一、顎式破碎機(jī)一、顎式破碎機(jī)1. 工作原理工作原理活動(dòng)顎板對(duì)固定鄂板作周期性的往復(fù)

32、運(yùn)動(dòng)，物料在活動(dòng)顎板對(duì)固定鄂板作周期性的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，物料在兩鄂板間被擠壓粉碎。兩鄂板間被擠壓粉碎。l 動(dòng)顎擺向定顎時(shí)，落在顎腔中動(dòng)顎擺向定顎時(shí)，落在顎腔中的物料主要受到顎板的擠壓作的物料主要受到顎板的擠壓作用而粉碎。用而粉碎。破碎過(guò)程破碎過(guò)程l 動(dòng)顎擺離定顎時(shí)，已破碎的物動(dòng)顎擺離定顎時(shí)，已破碎的物料在重力作用下經(jīng)顎腔下部的料在重力作用下經(jīng)顎腔下部的出料口卸出。出料口卸出。卸料過(guò)程卸料過(guò)程9292優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：構(gòu)造簡(jiǎn)單；破碎物料廣；：構(gòu)造簡(jiǎn)單；破碎物料廣；缺點(diǎn)缺點(diǎn)：間歇式間歇式工作（破碎和卸料過(guò)程在顎腔內(nèi)工作（破碎和卸料過(guò)程在顎腔內(nèi) 交替進(jìn)行）交替進(jìn)行）; 能耗大；破碎比小能耗大；破碎比小用途用途：各

33、種塊狀：各種塊狀硬質(zhì)硬質(zhì)物料的物料的粗粗碎和碎和中中碎碎2、顎式破碎機(jī)的特點(diǎn)、顎式破碎機(jī)的特點(diǎn)93933、顎式破碎機(jī)的類型、顎式破碎機(jī)的類型分類：按活動(dòng)顎板的運(yùn)動(dòng)特征（運(yùn)動(dòng)軌跡）分類：按活動(dòng)顎板的運(yùn)動(dòng)特征（運(yùn)動(dòng)軌跡）（1）簡(jiǎn)單擺動(dòng)式：）簡(jiǎn)單擺動(dòng)式：動(dòng)顎各點(diǎn)為半徑不等的園弧，動(dòng)顎各點(diǎn)為半徑不等的園弧， 以壓碎和擊碎的方式工作。以壓碎和擊碎的方式工作。9494（2）復(fù)雜擺動(dòng)式：）復(fù)雜擺動(dòng)式：l動(dòng)動(dòng)顎顎上部做圓周運(yùn)動(dòng)，上部做圓周運(yùn)動(dòng)，l中部做橢園曲線運(yùn)動(dòng)，中部做橢園曲線運(yùn)動(dòng)，l下部推力板做弧線運(yùn)動(dòng)下部推力板做弧線運(yùn)動(dòng)l壓碎和磨碎壓碎和磨碎9595（2）復(fù)雜擺動(dòng)式破碎機(jī)動(dòng)顎）復(fù)雜擺動(dòng)式破碎機(jī)動(dòng)顎 上各

34、點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡：上各點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡：在相同條件下，這類破碎機(jī)的在相同條件下，這類破碎機(jī)的生產(chǎn)能力比簡(jiǎn)擺型高生產(chǎn)能力比簡(jiǎn)擺型高2030%（3）破碎機(jī)規(guī)格：以進(jìn)料口的寬度和長(zhǎng)度表示）破碎機(jī)規(guī)格：以進(jìn)料口的寬度和長(zhǎng)度表示 PEJ 150250 PEF2504004. 工作參數(shù)工作參數(shù) : 鉗角鉗角 顎顎式破碎機(jī)動(dòng)式破碎機(jī)動(dòng)顎顎和定和定顎顎間的夾角間的夾角 稱為稱為鉗角鉗角P1 -P2cos-f P2sin=0 -fP1 -fP2cos+P2sin=0整理得整理得 -2fcos+(1f2)sin=0或或 tg=2f/（1f2） f=tg, 2 鉗角小于物料與顎板之間的摩擦角的鉗角小于物料與顎板之間的摩擦角

35、的2倍倍965.工作參數(shù)工作參數(shù) : 偏心軸的轉(zhuǎn)速偏心軸的轉(zhuǎn)速l出料口寬度為出料口寬度為el動(dòng)顎行程為動(dòng)顎行程為s，lBC以下的物料尺寸均小于出以下的物料尺寸均小于出料口寬度料口寬度97卸出的物料高度：卸出的物料高度：物料自由卸出所需時(shí)間：物料自由卸出所需時(shí)間：動(dòng)顎空轉(zhuǎn)行程經(jīng)歷的時(shí)間：動(dòng)顎空轉(zhuǎn)行程經(jīng)歷的時(shí)間：tgsh ght2nnt30260n偏心軸轉(zhuǎn)速，偏心軸轉(zhuǎn)速，r/min：s動(dòng)顎行程，動(dòng)顎行程，cm；鉗角（度）鉗角（度）98stgn665偏心軸轉(zhuǎn)速偏心軸轉(zhuǎn)速n：n值值經(jīng)驗(yàn)公式經(jīng)驗(yàn)公式：進(jìn)料口寬度進(jìn)料口寬度B1200mm時(shí)，時(shí)，n=310- 145B(r/min) 進(jìn)料口寬度進(jìn)料口寬度B1

36、200mm時(shí)，時(shí)，n=160 - 42B(r/min)B為破碎機(jī)進(jìn)料口寬度（為破碎機(jī)進(jìn)料口寬度（m） 6. 工作參數(shù)工作參數(shù) : 生產(chǎn)能力生產(chǎn)能力經(jīng)驗(yàn)公式經(jīng)驗(yàn)公式 Q=K1K2K3qe (t/h)q標(biāo)準(zhǔn)條件下的單位出口寬度的生產(chǎn)能力（標(biāo)準(zhǔn)條件下的單位出口寬度的生產(chǎn)能力（t/mm.h），）， e破碎機(jī)出料口寬度（破碎機(jī)出料口寬度（mm）；）； K1物料易碎性系數(shù)，物料易碎性系數(shù)， K2物料容積密度修正系數(shù)，物料容積密度修正系數(shù)，K2= s /1.6 s容積密度（容積密度（t/m3）；）； K3進(jìn)料粒度修正系數(shù)進(jìn)料粒度修正系數(shù)997.工作參數(shù)工作參數(shù) : 功率功率lL：顎口長(zhǎng)度，：顎口長(zhǎng)度，mlH

37、：顎膛高度，：顎膛高度，mlr：偏心軸的偏心距，：偏心軸的偏心距，mln：偏心軸轉(zhuǎn)速，：偏心軸轉(zhuǎn)速，r/min100簡(jiǎn)顎式：簡(jiǎn)顎式：LHsnN8 . 6復(fù)顎式：復(fù)顎式：LHrnN12101101二、二、圓錐破碎機(jī)圓錐破碎機(jī) 利用兩個(gè)錐形容器的間隙構(gòu)成一個(gè)研磨區(qū)利用兩個(gè)錐形容器的間隙構(gòu)成一個(gè)研磨區(qū)活動(dòng)圓錐沿著固定圓錐表活動(dòng)圓錐沿著固定圓錐表面作偏旋運(yùn)動(dòng)?？繑n固定面作偏旋運(yùn)動(dòng)?？繑n固定圓錐的地方，該處物料就圓錐的地方，該處物料就受到活動(dòng)圓錐的擠壓和磨受到活動(dòng)圓錐的擠壓和磨削作用而破碎削作用而破碎（中碎和細(xì)中碎和細(xì)碎各種不同硬度的物料碎各種不同硬度的物料）102特點(diǎn)：特點(diǎn)：l 粉碎比高粉碎比高l 效

38、率較高效率較高l 能耗較小能耗較小l 產(chǎn)品粒度均勻產(chǎn)品粒度均勻l 構(gòu)造復(fù)雜，費(fèi)用高構(gòu)造復(fù)雜，費(fèi)用高工作參數(shù)工作參數(shù)鉗角鉗角(中細(xì)碎圓錐破碎機(jī)中細(xì)碎圓錐破碎機(jī))鉗角鉗角 指兩錐面間的夾角指兩錐面間的夾角 = 2 12 2定錐工作表面與水平線的夾角；定錐工作表面與水平線的夾角； 1動(dòng)錐工作表面與水平線的夾角；動(dòng)錐工作表面與水平線的夾角； 物料與錐面之間的摩擦角。物料與錐面之間的摩擦角。103104104三、輥壓粉碎三、輥壓粉碎一對(duì)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的輥?zhàn)樱ɑ蛞粋€(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)的輥?zhàn)雍鸵粔K鄂一對(duì)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的輥?zhàn)樱ɑ蛞粋€(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)的輥?zhàn)雍鸵粔K鄂板），加到兩個(gè)輥?zhàn)由系奈锪?，由于與輥?zhàn)颖砻嬷澹?，加到兩個(gè)輥?zhàn)由系奈锪?，由于與輥?zhàn)颖砻?/p>

39、之間的摩擦作用而被帶入兩輥的縫隙中，受到擠壓而間的摩擦作用而被帶入兩輥的縫隙中，受到擠壓而破碎破碎（強(qiáng)制卸料）（強(qiáng)制卸料）齒輥粉碎機(jī)演示齒輥粉碎機(jī)演示動(dòng)畫(huà)動(dòng)畫(huà)類型：類型：l單輥、雙輥和多輥；單輥、雙輥和多輥；l光面和齒面光面和齒面鉗角鉗角物料與兩輥接觸點(diǎn)的切線的夾角物料與兩輥接觸點(diǎn)的切線的夾角稱為輥式破碎機(jī)稱為輥式破碎機(jī)的鉗角的鉗角 2鉗角應(yīng)小于或等于物料與輥鉗角應(yīng)小于或等于物料與輥?zhàn)又g的摩擦角子之間的摩擦角的兩倍的兩倍105工作參數(shù)工作參數(shù)生產(chǎn)能力生產(chǎn)能力106 D輥?zhàn)又睆剑祝?；輥?zhàn)又睆剑祝?L輥?zhàn)娱L(zhǎng)度（米）；輥?zhàn)娱L(zhǎng)度（米）； e兩輥間隙（米）；兩輥間隙（米）； n輥?zhàn)愚D(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)輥?zhàn)愚D(zhuǎn)

40、速（轉(zhuǎn)/分）；分）； 破碎物料的松散系數(shù)破碎物料的松散系數(shù)（對(duì)于中硬物料（對(duì)于中硬物料 =0.20.3，對(duì)粘濕性物料，對(duì)粘濕性物料 =0.40.6） 物料容積密度（噸物料容積密度（噸/米米3） Q=60 DLen （噸（噸/時(shí)）時(shí)）輥式破碎機(jī)特點(diǎn)：輥式破碎機(jī)特點(diǎn)：l 中等硬度物料的中碎和細(xì)碎作業(yè)中等硬度物料的中碎和細(xì)碎作業(yè) 破碎潮濕的粘性物料破碎潮濕的粘性物料；l 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；l 產(chǎn)品過(guò)粉碎少產(chǎn)品過(guò)粉碎少；l 破碎比和生產(chǎn)能力小破碎比和生產(chǎn)能力??；l 設(shè)備重量較大設(shè)備重量較大； 輥?zhàn)幽p輥?zhàn)幽p107108108四、錘式破碎機(jī)四、錘式破碎機(jī)依靠高速旋轉(zhuǎn)的工件撞擊和打擊顆粒，并使其在轉(zhuǎn)依靠

41、高速旋轉(zhuǎn)的工件撞擊和打擊顆粒，并使其在轉(zhuǎn)子與定子間、物料顆粒與顆粒間產(chǎn)生高頻度的相互子與定子間、物料顆粒與顆粒間產(chǎn)生高頻度的相互強(qiáng)力沖擊、剪切而粉碎。（中、細(xì)碎中硬質(zhì)物料）強(qiáng)力沖擊、剪切而粉碎。（中、細(xì)碎中硬質(zhì)物料）109109五、盤(pán)式粉碎五、盤(pán)式粉碎構(gòu)造構(gòu)造原理：擠壓和剪切原理：擠壓和剪切工作區(qū)域：工作區(qū)域：喂入?yún)^(qū)喂入?yún)^(qū)接收區(qū)接收區(qū)引入?yún)^(qū)引入?yún)^(qū)研磨區(qū)研磨區(qū)第二部分第二部分 粉磨設(shè)備粉磨設(shè)備l 球磨機(jī)球磨機(jī)l 輥磨機(jī)輥磨機(jī)l 錘擊機(jī)錘擊機(jī)l 振動(dòng)磨振動(dòng)磨l 氣流磨氣流磨1101111111、工作原理、工作原理：球磨機(jī)筒體以適宜的速度回轉(zhuǎn)，研：球磨機(jī)筒體以適宜的速度回轉(zhuǎn)，研磨體在磨體在慣性離心力

42、慣性離心力 和和摩擦力摩擦力的作用下，隨筒壁上升的作用下，隨筒壁上升到一定的高度，然后拋落到一定的高度，然后拋落 下來(lái)，使物料受到下來(lái)，使物料受到研磨研磨和和沖擊沖擊而被磨碎。而被磨碎。一、球磨機(jī)一、球磨機(jī)1121122. 特點(diǎn)特點(diǎn)：l結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可以粉磨各種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可以粉磨各種 硬度的物料，粒度可調(diào)；硬度的物料，粒度可調(diào)；l電耗大，起動(dòng)力矩大。電耗大，起動(dòng)力矩大。l一般將粒度為一般將粒度為2540mm的物的物料磨至料磨至1.50.07mm，同時(shí)具，同時(shí)具有作為配合料混合的作用有作為配合料混合的作用 1131133. 球磨機(jī)的分類球磨機(jī)的分類 1、筒體形狀（長(zhǎng)度直徑比）：、筒體形狀（長(zhǎng)度直徑比

43、）： 短形球磨機(jī)，管磨機(jī)，短形球磨機(jī)，管磨機(jī)， 錐形球磨機(jī)錐形球磨機(jī) 2、裝入的研磨體：球磨機(jī)，棒磨機(jī)、裝入的研磨體：球磨機(jī)，棒磨機(jī)3、操作方式：間歇，連續(xù)、操作方式：間歇，連續(xù) 4、卸料方式：中心，周邊、卸料方式：中心，周邊 5、傳動(dòng)方式：中心傳動(dòng)，周邊傳動(dòng)、傳動(dòng)方式：中心傳動(dòng)，周邊傳動(dòng)6、生產(chǎn)方式：干法，濕法（水份高、生產(chǎn)方式：干法，濕法（水份高, 30%左右）左右）1141151161171174、研磨體在球磨機(jī)中的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、研磨體在球磨機(jī)中的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)球磨機(jī)對(duì)物料的粉磨作用主要是球磨機(jī)對(duì)物料的粉磨作用主要是研磨體對(duì)物料的沖研磨體對(duì)物料的沖擊與研磨擊與研磨，在不同的球磨機(jī)轉(zhuǎn)速下，研磨體的運(yùn)

44、動(dòng)，在不同的球磨機(jī)轉(zhuǎn)速下，研磨體的運(yùn)動(dòng)形式有所不同形式有所不同瀉落式、拋落式、離心式瀉落式、拋落式、離心式118118（1）瀉落式運(yùn)動(dòng)狀態(tài)瀉落式運(yùn)動(dòng)狀態(tài)：當(dāng)球磨機(jī)的轉(zhuǎn)速很低時(shí)，物料主要靠介質(zhì)相互滑動(dòng)當(dāng)球磨機(jī)的轉(zhuǎn)速很低時(shí)，物料主要靠介質(zhì)相互滑動(dòng)時(shí)產(chǎn)生時(shí)產(chǎn)生研磨研磨和和壓碎壓碎作用而粉碎。作用而粉碎。棒磨機(jī)和管磨機(jī)一般在棒磨機(jī)和管磨機(jī)一般在這種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下工作這種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下工作119119（2）拋落式運(yùn)動(dòng)狀態(tài)拋落式運(yùn)動(dòng)狀態(tài)：當(dāng)球磨機(jī)的轉(zhuǎn)速適中時(shí)，：當(dāng)球磨機(jī)的轉(zhuǎn)速適中時(shí)，即以某一即以某一 適宜的轉(zhuǎn)速回轉(zhuǎn)時(shí)，對(duì)物料產(chǎn)生適宜的轉(zhuǎn)速回轉(zhuǎn)時(shí)，對(duì)物料產(chǎn)生沖擊沖擊（主）和（主）和研磨研磨（輔）作用。（輔）作用。研

45、磨體重力的徑向分力與慣性離心力平衡時(shí)，研磨體重力的徑向分力與慣性離心力平衡時(shí)，研磨體脫離筒壁研磨體脫離筒壁120120（3）離心式（周轉(zhuǎn)）運(yùn)動(dòng)狀態(tài)離心式（周轉(zhuǎn)）運(yùn)動(dòng)狀態(tài)：當(dāng)球磨機(jī)轉(zhuǎn)速很高：當(dāng)球磨機(jī)轉(zhuǎn)速很高時(shí)，所有介質(zhì)都隨筒體轉(zhuǎn)動(dòng)而不會(huì)下落，此時(shí)便稱時(shí)，所有介質(zhì)都隨筒體轉(zhuǎn)動(dòng)而不會(huì)下落，此時(shí)便稱為介質(zhì)的離心運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。對(duì)物料不產(chǎn)生任何粉碎作為介質(zhì)的離心運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。對(duì)物料不產(chǎn)生任何粉碎作用。用。將研磨體看成是一個(gè)將研磨體看成是一個(gè)“質(zhì)點(diǎn)系質(zhì)點(diǎn)系”，并假設(shè)質(zhì)點(diǎn)間無(wú)摩擦。取其并假設(shè)質(zhì)點(diǎn)間無(wú)摩擦。取其最外層的一個(gè)研磨體最外層的一個(gè)研磨體A作質(zhì)點(diǎn)作質(zhì)點(diǎn)作用在研磨體作用在研磨體A上的力上的力：研磨體的重力研磨體的

46、重力G；磨機(jī)筒體對(duì)研磨體法向力磨機(jī)筒體對(duì)研磨體法向力N；筒體對(duì)研磨體的摩擦力筒體對(duì)研磨體的摩擦力F1215 5、研磨體運(yùn)動(dòng)的本方程式、研磨體運(yùn)動(dòng)的本方程式 N+Gcos=man 脫離角脫離角：研磨體：研磨體A的中心與磨機(jī)的中心與磨機(jī)中心的連線與鉛垂線之間的夾角，中心的連線與鉛垂線之間的夾角，假設(shè)在假設(shè)在A點(diǎn)脫離筒體。點(diǎn)脫離筒體。 m研磨體研磨體A的質(zhì)量；的質(zhì)量； an研磨體研磨體A的向心加速度的向心加速度D0磨機(jī)筒體的有效內(nèi)徑（磨機(jī)筒體的有效內(nèi)徑（m）；）；磨機(jī)筒體的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度（磨機(jī)筒體的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度（rad/s）122牛頓第二定律：牛頓第二定律：研磨體運(yùn)動(dòng)的基本方程式研磨體運(yùn)動(dòng)的基本方程式：研

47、磨體脫離角研磨體脫離角l與筒體轉(zhuǎn)速與筒體轉(zhuǎn)速(n)和筒體有效內(nèi)徑和筒體有效內(nèi)徑(R0)有關(guān)有關(guān)l與研磨體的質(zhì)量和上升的高度無(wú)關(guān)與研磨體的質(zhì)量和上升的高度無(wú)關(guān)1235.3 適宜轉(zhuǎn)速適宜轉(zhuǎn)速：最外層研磨體最外層研磨體獲得最大粉碎功時(shí)的轉(zhuǎn)速獲得最大粉碎功時(shí)的轉(zhuǎn)速 K(轉(zhuǎn)速比轉(zhuǎn)速比): K=n/ nc=22.8/30=76% 12403 .32Dn 5.2 臨界轉(zhuǎn)速臨界轉(zhuǎn)速nc：研磨體出現(xiàn)離心狀態(tài)時(shí)研磨體出現(xiàn)離心狀態(tài)時(shí)球磨機(jī)筒體的最低轉(zhuǎn)速球磨機(jī)筒體的最低轉(zhuǎn)速:：磨機(jī)筒體的有效直徑03 .42Dnc5.4 磨機(jī)的磨機(jī)的實(shí)際工作轉(zhuǎn)速實(shí)際工作轉(zhuǎn)速ng： 考慮研磨體考慮研磨體沖擊沖擊和和研磨研磨綜合作用綜合作

48、用大型磨機(jī)：大型磨機(jī)： 磨機(jī)轉(zhuǎn)速低于理論適宜轉(zhuǎn)速（研磨為主）磨機(jī)轉(zhuǎn)速低于理論適宜轉(zhuǎn)速（研磨為主）小直徑磨機(jī)：小直徑磨機(jī)： 實(shí)際工作轉(zhuǎn)速較理論適宜轉(zhuǎn)速略（增加沖擊力）實(shí)際工作轉(zhuǎn)速較理論適宜轉(zhuǎn)速略（增加沖擊力）125對(duì)于干法磨的實(shí)際工作轉(zhuǎn)速對(duì)于干法磨的實(shí)際工作轉(zhuǎn)速ng(r/min)，經(jīng)驗(yàn)公式，經(jīng)驗(yàn)公式 ：)5 . 11 (,8 . 1/2 .32,28 . 12 . 0/2 .32,2000nnmDDnnmDmDDnmDggg時(shí)當(dāng)時(shí)當(dāng)時(shí)當(dāng)磨機(jī)功率計(jì)算磨機(jī)功率計(jì)算126磨機(jī)產(chǎn)量計(jì)算磨機(jī)產(chǎn)量計(jì)算1271281285、研磨體、研磨體（1）研磨體的材質(zhì)和種類）研磨體的材質(zhì)和種類研磨體：硬度大、比重大，同時(shí)

49、耐磨研磨體：硬度大、比重大，同時(shí)耐磨材質(zhì)：中碳鋼、高碳鋼或鉻鋼；非金屬材料材質(zhì)：中碳鋼、高碳鋼或鉻鋼；非金屬材料形狀：鋼球，鋼段和鋼棒形狀：鋼球，鋼段和鋼棒 129129（2） 研磨體的大小和級(jí)配研磨體的大小和級(jí)配 大?。涸谑刮锪夏軗羲榈那疤嵯?，大小：在使物料能擊碎的前提下，選用尺寸較小選用尺寸較小的研磨體的研磨體 （基本原則）。（基本原則）。 35種級(jí)配種級(jí)配（3）研磨體的磨損和補(bǔ)充）研磨體的磨損和補(bǔ)充130130（4） 研磨體的裝載量研磨體的裝載量sGLRGVV20填充系數(shù)填充系數(shù)VG研磨體的堆積體積研磨體的堆積體積 V0磨機(jī)筒體的有效體積磨機(jī)筒體的有效體積G：研磨體的重量（：研磨體的重量

50、（t）R：磨機(jī)筒體的內(nèi)半徑（：磨機(jī)筒體的內(nèi)半徑（m）L：磨機(jī)的有效長(zhǎng)度（：磨機(jī)的有效長(zhǎng)度（m）例：某水泥廠例：某水泥廠2.413m磨機(jī)筒體的有效內(nèi)徑為磨機(jī)筒體的有效內(nèi)徑為2.3米，有效長(zhǎng)度米，有效長(zhǎng)度12.41米，研磨體的容重為米，研磨體的容重為4.5噸米噸米3填充系數(shù)為填充系數(shù)為27.7，求研磨體的裝載量？，求研磨體的裝載量？解：由上題所給公式解：由上題所給公式 GR2L s知知G3. 14(2.32)212.410.2774.5 64.24（噸）（噸）答：研磨體的裝載量為答：研磨體的裝載量為64.24噸噸1311321326、影響球磨機(jī)生產(chǎn)能力的主要因素、影響球磨機(jī)生產(chǎn)能力的主要因素 l入

51、磨物料的粒度入磨物料的粒度 l入磨物料的水分入磨物料的水分 （控制在（控制在11.5） 水份大：水份大：“磨內(nèi)圈磨內(nèi)圈”、“堵塞堵塞” 水份?。核菪。骸芭苣ヅ苣ァ眑 給料量給料量 1331337、助磨劑（、助磨劑（p165） 粉磨過(guò)程中的緩沖作用：粉磨過(guò)程中的緩沖作用：細(xì)粉對(duì)磨機(jī)內(nèi)壁和研磨細(xì)粉對(duì)磨機(jī)內(nèi)壁和研磨體的粘結(jié)作用將引起粉磨效率的降低。體的粘結(jié)作用將引起粉磨效率的降低。助磨劑：助磨劑：能夠顯著提高粉碎效率或降低能耗的化能夠顯著提高粉碎效率或降低能耗的化 學(xué)物質(zhì)。學(xué)物質(zhì)。 消除細(xì)粉粘附和凝聚現(xiàn)象，消除細(xì)粉粘附和凝聚現(xiàn)象， 能夠加速物料粉磨過(guò)程，能夠加速物料粉磨過(guò)程， 提高粉磨效率的外加劑

52、。提高粉磨效率的外加劑。134134助磨劑作用機(jī)理助磨劑作用機(jī)理減弱或防止減弱或防止 “包球包球”、“緩沖墊層緩沖墊層” 作用；作用；降低物料的表面張力；降低物料的表面張力；非極性助磨劑削弱聚合作用；非極性助磨劑削弱聚合作用；減弱物料微粒裂縫的減弱物料微粒裂縫的“愈合作用愈合作用”1351358、磨機(jī)粉碎系統(tǒng)工藝流程、磨機(jī)粉碎系統(tǒng)工藝流程136尾卸提升循環(huán)烘干磨工藝流程尾卸提升循環(huán)烘干磨工藝流程137中卸提升循環(huán)烘干磨工藝流程中卸提升循環(huán)烘干磨工藝流程138139139二、高速機(jī)械沖擊式粉碎機(jī)二、高速機(jī)械沖擊式粉碎機(jī)工作原理工作原理：利用圍繞水平或垂直軸高速旋轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)：利用圍繞水平或垂直軸高速

53、旋轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)（棒、錘、葉片等），對(duì)給料加以劇烈的沖擊，（棒、錘、葉片等），對(duì)給料加以劇烈的沖擊， 使其與固定體或顆粒之間沖擊碰撞，從而使顆粒使其與固定體或顆粒之間沖擊碰撞，從而使顆粒粉碎。（沖擊、摩擦、氣流粉碎作用）粉碎。（沖擊、摩擦、氣流粉碎作用）類型：類型：高速?zèng)_擊錘式、板式粉碎機(jī)、高速棒銷式磨機(jī)高速?zèng)_擊錘式、板式粉碎機(jī)、高速棒銷式磨機(jī)按轉(zhuǎn)子的布置方式：立式、臥式按轉(zhuǎn)子的布置方式：立式、臥式140140三、氣流粉碎機(jī)三、氣流粉碎機(jī)1、工作原理工作原理氣流粉碎機(jī)利用高速噴射的氣體（壓縮空氣或過(guò)熱氣流粉碎機(jī)利用高速噴射的氣體（壓縮空氣或過(guò)熱蒸氣）作為顆粒的載體，帶動(dòng)干燥的粗物料作高速蒸氣）作為顆

54、粒的載體，帶動(dòng)干燥的粗物料作高速運(yùn)動(dòng)，高速運(yùn)動(dòng)的物料顆粒由于互相之間發(fā)生劇烈運(yùn)動(dòng)，高速運(yùn)動(dòng)的物料顆粒由于互相之間發(fā)生劇烈的碰撞和摩擦作用而被粉碎的碰撞和摩擦作用而被粉碎 。141高速氣流、顆粒間、沖擊或碰撞高速氣流、顆粒間、沖擊或碰撞142142143143n循環(huán)管式n圓盤(pán)式1441442、特點(diǎn)、特點(diǎn) l粒度?。６刃。?.23微米）；微米）；l粒度分布比較窄粒度分布比較窄 ；l產(chǎn)品純度高；產(chǎn)品純度高；l可用于熱敏性強(qiáng)，受熱變質(zhì)，熔點(diǎn)低和易爆物料可用于熱敏性強(qiáng)，受熱變質(zhì)，熔點(diǎn)低和易爆物料；l制造容易，操作簡(jiǎn)單制造容易，操作簡(jiǎn)單 1451453、分類分類 根據(jù)粉碎室形狀：分為臥式（多采用）和立式

55、兩大類根據(jù)粉碎室形狀：分為臥式（多采用）和立式兩大類 根據(jù)氣流的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)：分為順流式和逆流式根據(jù)氣流的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)：分為順流式和逆流式 空氣壓力通常為空氣壓力通常為0.60.7MPa 單位空氣消耗量一般為單位空氣消耗量一般為320m3/kg 單位功耗為單位功耗為0.52.5kW.h/kg，產(chǎn)品粒度，產(chǎn)品粒度1-5微米微米常用的主要有扁平式、循環(huán)管式、對(duì)噴式、靶式、流化床常用的主要有扁平式、循環(huán)管式、對(duì)噴式、靶式、流化床式氣流粉碎機(jī)式氣流粉碎機(jī)146146四、攪拌磨四、攪拌磨1、工作原理工作原理由筒體、螺旋攪拌器、傳動(dòng)裝置和由筒體、螺旋攪拌器、傳動(dòng)裝置和機(jī)架等組成。筒體內(nèi)填充一定的磨機(jī)架等組成。筒體內(nèi)填充一定的磨礦介質(zhì)，螺旋攪拌器作緩慢旋轉(zhuǎn)，礦介質(zhì)，螺旋攪拌器作緩慢旋轉(zhuǎn)，磨礦介質(zhì)和物料在筒體內(nèi)作整體的磨礦介質(zhì)和物料在筒體內(nèi)作整體的多維循環(huán)運(yùn)動(dòng)和自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)