礦物加工1-破碎篩分

選礦概論Mineral

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第一篇礦石的準(zhǔn)備作業(yè)選礦概論Mineral

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Outline破碎篩分方法；破碎篩分工藝；破碎、篩分、集塵設(shè)備機(jī)械磨礦分級(jí)

3磨礦過(guò)程；磨礦的基本原理；磨礦機(jī)械；分級(jí)設(shè)備及方法；破碎磨礦流程；磨礦分

破碎礦石準(zhǔn)

篩分備作業(yè)

2

概

述級(jí)的工藝指標(biāo)及操作因素

1

礦石準(zhǔn)備作業(yè)包含的內(nèi)容及作用；破碎與磨礦的劃分；礦石粉碎的難易程

度，影響因素及表示；破碎方法與種類；破碎的理論假說(shuō)選礦概論Mineral

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1.概述準(zhǔn)備作業(yè)包括粉碎作業(yè)(破碎篩分和磨礦分級(jí))，有時(shí)還包括洗礦和預(yù)選準(zhǔn)備作業(yè)的作用：

(1)將有用礦物與脈石礦物單體解離

(2)達(dá)到分選機(jī)械對(duì)入選粒度要求

(3)用戶對(duì)選后產(chǎn)品粒度的要求

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1

基本概念

粉碎：粉碎是用機(jī)械力的方法來(lái)克服固體物料內(nèi)部凝聚力，使其粒度由大變小的操作過(guò)程。

破碎：最終產(chǎn)品粒度>5mm的粉碎過(guò)程；

磨碎：最終產(chǎn)品粒度<5mm的粉碎過(guò)程。其不同的礦石性質(zhì)其劃分稍有差異。

篩分：利用篩子將粒度范圍較寬的混合物料按粒度分成若干個(gè)不同級(jí)別的過(guò)程，與物料的粒度或體積有關(guān)。通過(guò)篩孔的物料為篩下產(chǎn)品；留在篩上的為篩上產(chǎn)品。

破碎和磨碎使有用礦物和脈石礦物的單體解離程度，直接影響分選指標(biāo)，其生產(chǎn)費(fèi)用占總成本的40~60%，基建費(fèi)的一半以上。選擇合理的粉碎粒度和工藝流程對(duì)提高生產(chǎn)能力、減少基建投資，節(jié)約能耗，降低選礦成本和改善選礦指標(biāo)具有重要作用。消耗的能量（

KW

·

h

/

t

）345常規(guī)破碎范圍常規(guī)磨礦范圍知道很少的范圍基克（斜率-0）邦德（斜率-0.5）

雷廷格（斜率-1.0）101065101010432

11010-27

610

10

10

10

10102

1100

-110

10-410-3

-2

-1

10

10

10

粒度（μm）粉碎作業(yè)中能量輸入與顆粒粒度的關(guān)系(R.T.Hukki)

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1破碎影響因素選礦概論Mineral

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1礦石硬度、可碎性系和可磨性系數(shù)

硬度等級(jí)σb／MPa普氏硬度系數(shù)f可碎性系數(shù)可磨性系數(shù)實(shí)例很軟>20＜21.30～1.401.40～2.00石膏、無(wú)煙煤軟20～402～41.15～1.251.25～1.50頁(yè)巖、泥灰?guī)r中等硬度40～804～81.001.00硫化礦硬80～1008～100.80～0.900.75～0.85一般鐵礦很硬<100＞100.65～0.750.50～0.70玄武巖、含鐵石英巖選礦概論Mineral

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3

破碎方法及基本理論破碎作業(yè)按其在礦物加工中的作用的不同，可分為準(zhǔn)備破碎(分選前)和最終破碎(分選后)；按破碎產(chǎn)物粒度的不同可分為粗碎、中碎、細(xì)碎等；按消耗能量的形式分為機(jī)械破碎、非機(jī)械破碎等。選礦中所用的破碎一般為機(jī)械破碎

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Outline①擠壓破碎—物料在兩個(gè)工作面之間受到緩慢增大的壓力作用而破碎。主要用于堅(jiān)硬或脆性物料的粗碎。②劈裂破碎—礦石受尖劈作用。劈裂平面上的拉應(yīng)力達(dá)到或超過(guò)礦石拉伸強(qiáng)度極限時(shí)而破碎。③折斷破碎—礦石受彎曲作用而破碎。④研磨破碎—當(dāng)剪切應(yīng)力達(dá)到礦石的剪切強(qiáng)度時(shí)，礦石即被粉碎。⑤沖擊破碎—物料受到足夠大的瞬時(shí)沖擊力而破碎。其破碎效率高、破碎比大、能量消耗少。主要用于脆性物料的破碎。選礦概論Mineral

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Outline破碎效果的判斷：破碎比(i)破碎過(guò)程中，破碎機(jī)給礦粒度與產(chǎn)品粒度的比值

粒度的表示：

最大尺寸，95%的物料通過(guò)方形篩孔尺寸來(lái)表示(d95)

；

平均尺寸

，d50

一定的破碎設(shè)備，其破碎比范圍一定，總破碎比為各段破碎比的乘積

破碎循環(huán)負(fù)荷：破碎機(jī)排礦中不合格產(chǎn)品重量與破碎機(jī)新給礦量的比值

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破碎工藝選礦概論Mineral

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5

破碎機(jī)械設(shè)備1

破碎機(jī)械設(shè)備選礦概論Mineral

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顎式破碎機(jī)規(guī)格：用給礦口寬度和長(zhǎng)度表示(B×L

(mm))特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、堅(jiān)固、維護(hù)方便、高度小、工作可靠。用于破碎中硬以上礦石的粗碎和中碎；缺點(diǎn)是生產(chǎn)率低、破碎比小、產(chǎn)品粒度不均勻。選礦概論Mineral

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選礦概論旋回破碎機(jī)組成：機(jī)架、活動(dòng)圓錐、固定圓錐、主軸、大小傘輪和偏心套筒。工作過(guò)程：活動(dòng)圓錐的主軸支承在橫梁上面的固定懸掛點(diǎn)A中，主軸廠部置于偏心套筒內(nèi)。偏心套筒轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，使錐體繞中軸連續(xù)地偏心旋回運(yùn)動(dòng)?；顒?dòng)圓錐靠近固定圓錐時(shí)，礦石受到擠壓而破碎；離開(kāi)時(shí)，破碎產(chǎn)品靠自重經(jīng)排礦口排出。規(guī)格：以最大給礦口寬度表示。特點(diǎn)：工作平穩(wěn)、生產(chǎn)率高、易于啟動(dòng)、產(chǎn)品粒度均勻、輔助設(shè)備少?？蓮V泛用于各種硬度礦石的粗、中碎；缺點(diǎn)是構(gòu)造復(fù)雜、機(jī)身較高、基建費(fèi)貴。選礦概論Mineral

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Outline中、細(xì)碎圓錐破碎機(jī)

圓錐破碎機(jī)主要用于物料的中、細(xì)碎。其工作原理與旋回破碎機(jī)的工作原理基本相同，但結(jié)構(gòu)上有許多不同。

中、細(xì)碎圓錐破碎機(jī)的規(guī)格用活動(dòng)圓錐的底部直徑表示。中、細(xì)碎圓錐破碎機(jī)生產(chǎn)能力大、功率消耗低、破碎比大、產(chǎn)品粒度均勻，目前廣泛用于各種硬度礦石的中碎和細(xì)碎，但不宜處理粘性物料。

區(qū)別:(1)破碎錐體形式(2)活動(dòng)錐支撐方式(3)排料口調(diào)節(jié)方式選礦概論Mineral

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Outline輥式破碎機(jī)

輥式破碎機(jī)的工作部分是兩個(gè)相對(duì)回轉(zhuǎn)的輥?zhàn)?。輥?zhàn)颖砻婵梢詭X牙，稱為齒輥式破碎機(jī)。選煤廠常采用齒輥式破碎機(jī)，它以劈裂破碎為主兼有擠壓折斷破碎。

雙齒輥破碎機(jī)由兩個(gè)相對(duì)回轉(zhuǎn)的齒輥組成；單齒輥破碎機(jī)由一個(gè)旋轉(zhuǎn)的齒輥和一個(gè)弧形的破碎板組成。

輥式破碎機(jī)的規(guī)格以輥?zhàn)拥闹睆紻與長(zhǎng)度L表示，即D×L（mm）。齒輥式破碎機(jī)長(zhǎng)度與其直徑的關(guān)系為L(zhǎng)=（1～1．3）D。齒輥式破碎機(jī)的特點(diǎn)是能耗小，產(chǎn)品多呈立方形。選礦概論Mineral

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選礦概論沖擊式破碎機(jī)沖擊式破碎機(jī)可分為錘式破碎機(jī)和反擊式破碎機(jī)。沖擊式破碎機(jī)有一個(gè)高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子，上面裝有沖擊錘。當(dāng)物料進(jìn)入破碎機(jī)后，被高速旋轉(zhuǎn)的錘子擊碎或從高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子獲得能量，高速拋向破碎機(jī)壁或特設(shè)的硬板而被擊碎。兩種破碎機(jī)的破碎比都很大，適合于破碎脆性軟物料。

1)錘式破碎機(jī)

錘式破碎機(jī)是利用高速回轉(zhuǎn)錘子的打擊作用而進(jìn)行破碎的。工作時(shí)，鉸接的錘頭高速回轉(zhuǎn)，對(duì)給入的大塊物料進(jìn)行打擊，并使其拋向機(jī)體內(nèi)壁的承擊板上，在承擊板上物料進(jìn)一步?jīng)_擊破碎后，落到下面的蓖條上，粒度合格的產(chǎn)物從篦條縫隙中排出，蓖條上的物料繼續(xù)被錘頭打擊、擠壓或研磨，直至全部透過(guò)篦條為止。錘式破碎機(jī)又可分為兩類：?jiǎn)无D(zhuǎn)子錘式破碎機(jī)雙轉(zhuǎn)子錘式破碎機(jī)

錘式破碎機(jī)的規(guī)格用轉(zhuǎn)子工作直徑

D和轉(zhuǎn)子長(zhǎng)度L表示。

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錘式破碎機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、機(jī)器緊湊、處理能力大、破碎比大以及功率消耗小等優(yōu)點(diǎn)。其主要缺點(diǎn)是物料含水分過(guò)高時(shí)易堵塞篦條縫和錘頭磨損較快。

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2)反擊式破碎機(jī)

反擊式破碎機(jī)也是利用沖擊作用進(jìn)行破碎的。工作時(shí)，轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)，物料由給料口經(jīng)過(guò)篩板與細(xì)粒分離后，大塊通過(guò)鏈幕后進(jìn)入破碎腔，受到錘頭的沖擊，遭到第一次破碎，并以很大的速度拋向反擊板再次破碎，然后又從反擊板彈回到錘頭打擊區(qū)，繼續(xù)重復(fù)上述過(guò)程。

物料在錘頭和反擊板間的往返途中，也相互碰撞。物料經(jīng)多次沖擊，就會(huì)沿節(jié)理面破碎成小塊。當(dāng)物料粒度小于錘頭與反擊板間的間隙時(shí)，則可進(jìn)入下一個(gè)破碎腔，再經(jīng)過(guò)反復(fù)破碎，直至達(dá)到合格粒度時(shí)，便從機(jī)內(nèi)下部排出。Mineral

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反擊式破碎機(jī)具有以下優(yōu)點(diǎn)：①利用沖擊進(jìn)行破碎，使物料沿脆弱面破開(kāi)，破碎效率高，能耗小，處理能力大，產(chǎn)品粒度均勻。

②破碎比大。

③具有選擇性破碎的特點(diǎn)。④結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便。反擊式破碎機(jī)常用于脆性物料的中碎和細(xì)碎，也可用于粗碎。

反擊式破碎機(jī)的規(guī)格用轉(zhuǎn)子的直徑D（指錘頭端部繪出的圓周直徑）和長(zhǎng)度L（沿軸向排列錘頭的有效工作長(zhǎng)度）來(lái)表示。Mineral

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選礦概論6篩分及篩分機(jī)械設(shè)備1.1粒度及粒度分析1.1.1粒度及其表示方法粒度--描述單一顆粒大小的尺寸稱為粒度。球形或立方體顆粒的粒度即為直徑或邊長(zhǎng)；對(duì)于外形不規(guī)則的顆粒，其粒度以三維尺寸(長(zhǎng)a、寬b、厚c)的算術(shù)平均值d=(a十b＋c)/3或幾何平均值表示。平均粒度——描述物料群的粒度稱為平均粒度。對(duì)d1/d2小的粒級(jí)，即粒度范圍較窄的物料群，其平均粒度d=(dl+d2)/2；對(duì)于粒度范圍較寬的物料群，通常有數(shù)個(gè)粒級(jí)，要用統(tǒng)計(jì)學(xué)上求平均值的方法計(jì)算其加權(quán)算術(shù)平均粒度ds，或加權(quán)幾何平均粒度dj，或加權(quán)調(diào)和平均粒度dt：式中：γi是平均粒度為di的粒級(jí)占物料總量的質(zhì)量百分率。Mineral

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選礦概論1.1.2粒度分析方法粒度分析是一種技術(shù)操作．它的任務(wù)是測(cè)定碎散物料的粒度特性。選礦工程中常用的有以下幾種：

1)篩分分析法——此法是利用篩孔大小不同的一系列篩子對(duì)散料篩分，n層篩子可把物料分成(n+1)個(gè)粒級(jí)，各粒級(jí)的上、下限粒度通常就取相應(yīng)篩子的篩孔尺寸。篩分分析法廣泛用于測(cè)定0.04-100mm散粒的粒度組成，更大粒度的物料也可編制更大篩孔的篩子，但對(duì)于小粒度的物料，一是制作相應(yīng)篩孔的篩子較困難，二是很難篩得充分。一般干篩的分級(jí)粒度最小至0.1mm。0.1mm以下的物料須用濕篩。篩分分析法的特點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單，易于操作，但篩析結(jié)果受顆粒形狀和篩分時(shí)間的影響較大。選礦概論Mineral

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2)水力沉降分析法——此法是利用水力分析裝置，根據(jù)不同粒度的顆粒在水介質(zhì)中沉降速度不同而分成若于粒級(jí)。該法適用于測(cè)定l-75μm細(xì)粒物料的粒度組成，其特點(diǎn)是不像篩分分析法那樣嚴(yán)格按顆粒幾何尺寸分級(jí)，而是按沉降速度分級(jí)。因水力沉降過(guò)程受顆粒密度和形狀的影響，密度大的小顆粒與密度小的大顆粒有可能進(jìn)入同一個(gè)粒級(jí)。

3)顯微鏡分析法——此法是利用顯微鏡觀察微細(xì)顆粒的大小和形狀，適用于0.1-50μm的物料，可檢查分選產(chǎn)品或校正水力沉降分析結(jié)果，也可研究礦石的結(jié)構(gòu)其主要特點(diǎn)是直觀。

4)激光粒度分析法選礦概論Mineral

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Outline1.2篩分分析1.2.1篩分工具

1.標(biāo)準(zhǔn)篩標(biāo)準(zhǔn)篩是一套篩孔尺寸大小有一定比例的、篩孔邊長(zhǎng)及篩絲直徑均按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)（21/2美國(guó)、英國(guó)、加拿大；101/10法國(guó)、前蘇聯(lián)等）制造的篩子。使用時(shí)將各個(gè)篩子按篩孔大小從上至下順序疊放，上層篩孔大，下層篩孔小各篩子所處的層位次序稱為篩序。每?jī)蓚€(gè)相鄰篩子篩孔尺寸的比值稱為篩比。有的標(biāo)準(zhǔn)篩確定一系列篩子中的某個(gè)篩子作為基準(zhǔn)篩，簡(jiǎn)稱基篩。標(biāo)準(zhǔn)篩都有篩底和篩蓋，分另別用以收集篩下產(chǎn)品和防止物料濺失。選礦概論Mineral

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Outline2.非標(biāo)準(zhǔn)篩非標(biāo)準(zhǔn)篩并非是隨意制作的篩子，對(duì)某些主要特征一般都作出規(guī)定。如煤炭工業(yè)規(guī)定篩孔尺寸依次為100mm、50mm、25mm、13mm、6mm、3mm、0.5mm，必要時(shí)可以增減篩孔尺寸。很顯然，標(biāo)準(zhǔn)篩是用于細(xì)物料的篩分，而非標(biāo)準(zhǔn)篩是用于粗物料的篩分。選礦概論Mineral

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Outline1.2.2篩分試驗(yàn)篩分試驗(yàn)按篩分物料粒度的大小分為大篩分與小篩分，大篩分使用非標(biāo)準(zhǔn)篩，小篩分使用標(biāo)準(zhǔn)篩；按篩分時(shí)是否使用水介質(zhì)促進(jìn)篩分的進(jìn)行又分為干篩與濕篩。因大粒度物料容易篩分，當(dāng)試料水分與含泥量較大時(shí)，可以先晾曬，因此，大篩分一般采用干篩。對(duì)于小篩分，當(dāng)試料水分與含泥量較小且要求不甚嚴(yán)格時(shí)，可采用干篩，否則宜采用濕篩。選礦概論Mineral

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Outline篩分試驗(yàn)所用試樣的重量與試樣的粒度有關(guān)，見(jiàn)表1-1-2物料最大粒度/mm0.10.30.51351020試樣最小重量/kg0.0250.050.10.20.52520表1-1-2試樣量與粒度關(guān)系表

篩分時(shí)間對(duì)篩分結(jié)果有較大的影響，衡量篩分是否完全的方法是，采用人工篩分，如果1分鐘內(nèi)所得篩下物料量小于篩分前篩上物料量的1%，則認(rèn)為篩分完全，否則重篩。篩分試驗(yàn)后各粒級(jí)的重量和與原試樣重量的差值，不得超過(guò)原試樣的重量的1%-2.5%，否則重做。選礦概論Mineral

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Outline累積粒度特性曲線有如下用途：①可確定任何指定粒度的相應(yīng)累積產(chǎn)率；或由指定的累積產(chǎn)率查得相應(yīng)的粒度。②可求出任一粒級(jí)(d1-d2)的產(chǎn)率，它等于粒度dl及d2所對(duì)應(yīng)的縱坐標(biāo)的差值。③由曲線的形狀可大致判斷物料的粒度組成情況。對(duì)于正累積的粒度特性曲線，若曲線向左下角凹進(jìn)，表明物料中細(xì)粒級(jí)含量多；若曲線向右上角凸起，說(shuō)明粗粒級(jí)含量多；若曲線近似直線，則表示粗、細(xì)粒度分布均勻。1.2.2篩分分析結(jié)果的處理選礦概論Mineral

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Outline二、篩分機(jī)械的類型

篩分機(jī)械的種類繁多，一般按篩面的結(jié)構(gòu)形式和運(yùn)動(dòng)形式，將其分為以下幾種類型。

1．固定篩

固定篩的篩面固定，由許多平行排列的篩條構(gòu)成。篩面成水平安裝或傾斜安裝，工作