第2.1章 粉碎概论

1、2.1 粉碎概论粉碎概论 一、粉碎的基本概念一、粉碎的基本概念 固体物料在外力作用下克服其内聚力使固体物料在外力作用下克服其内聚力使颗粒尺寸变颗粒尺寸变 小，比表面积增大小，比表面积增大的过程称之为的过程称之为粉碎粉碎。 粉碎是一个古老的工艺过程。粉碎是一个古老的工艺过程。 如粮食粉磨；土地耕种；中药碾磨等。如粮食粉磨；土地耕种；中药碾磨等。 1、粉碎的定义、粉碎的定义 2、粉碎的分类、粉碎的分类 一般可将粉碎分为一般可将粉碎分为破碎破碎和和粉磨粉磨两个阶段。破碎又可分为两个阶段。破碎又可分为 粗碎、中碎和细碎三类。粉磨又可分为粗磨、细磨、超细粗碎、中碎和细碎三类。粉磨又可分为粗磨、细磨、超细

2、 磨三类。磨三类。 3、粉碎比、粉碎比 粉碎前物料的平均直径粉碎前物料的平均直径D D。与粉碎后物与粉碎后物 料的平均直径料的平均直径d d。之比，称为平均粉碎比，之比，称为平均粉碎比， 用符号用符号im表示：表示： (1)(1)平均粉碎比平均粉碎比 (2)(2)公称粉碎比公称粉碎比 指物料破碎前允许最大进料粒指物料破碎前允许最大进料粒 度度( (破碎机最大进料口尺寸破碎机最大进料口尺寸) )和最大和最大 出料粒度出料粒度( (破碎机最大出料口尺寸破碎机最大出料口尺寸) ) 之比，用符号之比，用符号i in n表示：表示： 二、物料粉碎的意义及目的二、物料粉碎的意义及目的 一般来讲，每生产一般

3、来讲，每生产1 1t t水泥水泥，大约需要粉磨的各种原、，大约需要粉磨的各种原、 燃材料达燃材料达4 4t t左右。左右。 在粉碎作业中所消耗的电量占整个水泥生产在粉碎作业中所消耗的电量占整个水泥生产总电耗的总电耗的 7070左右。左右。 粉碎成本占水泥生产总成本的粉碎成本占水泥生产总成本的3535以上。其中，破碎以上。其中，破碎 物料的电耗约占物料的电耗约占10101212。 1、粉碎的意义、粉碎的意义 1 1）提高物料的）提高物料的流动性流动性，便于，便于输送和储存输送和储存。 2 2）便于混合物料的均化，提高物料的）便于混合物料的均化，提高物料的均匀性均匀性。 3 3）使矿物颗粒细化，便

4、于）使矿物颗粒细化，便于分级和分选分级和分选。 4 4）增加物料的比表面积，以利于）增加物料的比表面积，以利于固相反应固相反应。 2、粉碎的目的、粉碎的目的（举例）（举例） 二、物料粉碎的意义及目的二、物料粉碎的意义及目的 三、粉碎系统三、粉碎系统 一般分为一般分为开路和闭路开路和闭路两种。两种。 凡在破碎系统中不带任何筛分设备或仅带有预筛分设凡在破碎系统中不带任何筛分设备或仅带有预筛分设 备的称为备的称为开路系统开路系统； 凡在破碎系统中带有筛分设备的称为凡在破碎系统中带有筛分设备的称为闭路系统闭路系统。 1、破碎系统、破碎系统 开路开路系统系统优点优点是工艺流程简单、设备少、工程投资小、维

5、是工艺流程简单、设备少、工程投资小、维 护管理简单；护管理简单；缺点缺点是产品粒度不均匀，效率低。是产品粒度不均匀，效率低。 闭路闭路系统系统优点优点是产品粒度较均匀，破碎效率高。是产品粒度较均匀，破碎效率高。缺点缺点是是 工艺流程复杂、设备多、一次性投资大、维护管理要求工艺流程复杂、设备多、一次性投资大、维护管理要求 高。高。 2、破碎系统的级数、破碎系统的级数 串联使用的破碎机的台数称为串联使用的破碎机的台数称为破碎级数破碎级数，有时也称为，有时也称为 破碎段数。破碎段数。 第一级破碎机的平均入料粒度和最后一级破碎机的出第一级破碎机的平均入料粒度和最后一级破碎机的出 料平均粒度之比，称为料

6、平均粒度之比，称为总破碎比总破碎比。 总破碎比也可用各级破碎总破碎比也可用各级破碎比的乘积表示比的乘积表示： 3、粉磨系统、粉磨系统 （1）开路（开流）粉磨）开路（开流）粉磨 特点：特点： 1 1）系统的流程简单，设备少，投资少，占地少。）系统的流程简单，设备少，投资少，占地少。 2 2）保证被粉磨物料全部达到细度合格后才能卸出，被粉磨物料）保证被粉磨物料全部达到细度合格后才能卸出，被粉磨物料 从入磨到出磨的流速慢，磨的时间长，从入磨到出磨的流速慢，磨的时间长，产量低，电耗高产量低，电耗高。 3 3）部分已经磨细的颗粒要等较粗的颗粒磨细后一同卸出，大部）部分已经磨细的颗粒要等较粗的颗粒磨细后一

7、同卸出，大部 分细粉不能及时排除，会出现分细粉不能及时排除，会出现“过粉磨过粉磨”现象，形成缓冲垫层，现象，形成缓冲垫层， 妨碍粗颗粒的进一步磨细。妨碍粗颗粒的进一步磨细。 （2）闭路（圈流）粉磨）闭路（圈流）粉磨 特点：特点： 1 1）能把部分已经磨细的颗粒及）能把部分已经磨细的颗粒及 时送到磨外，基本消除时送到磨外，基本消除“过粉过粉 磨磨”现象，有利于提高磨机现象，有利于提高磨机产产 量量、降低、降低电耗电耗，一般闭路系统，一般闭路系统 比开路系统比开路系统( (同规格磨机同规格磨机) )产量产量 高高15152525。 2 2）需要加一台）需要加一台分级设备分级设备，将细粉筛选出来作为

8、合格，将细粉筛选出来作为合格 生料送到下一道工序，粗粉再送入磨内重磨。生料送到下一道工序，粗粉再送入磨内重磨。 3 3）闭路粉磨系统涉及到的设备较多，工艺复杂，占）闭路粉磨系统涉及到的设备较多，工艺复杂，占 地面积大，投资大，操作、维护、地面积大，投资大，操作、维护、管理等技术要求较管理等技术要求较 高。高。 4、粉磨方式、粉磨方式 根据粉磨过程根据粉磨过程是否含水是否含水分为：分为： v干法粉磨：干法粉磨：一般是烘干兼粉磨，例如煤粉、水泥一般是烘干兼粉磨，例如煤粉、水泥 生料等，也有不需要烘干的，如水泥、面粉。生料等，也有不需要烘干的，如水泥、面粉。 v湿法粉磨：湿法粉磨：粉磨的是料浆，如湿

9、法水泥生料浆，粉磨的是料浆，如湿法水泥生料浆， 陶瓷泥浆、釉浆、涂料等。具有较好的混合效果。陶瓷泥浆、釉浆、涂料等。具有较好的混合效果。 4、粉磨方式、粉磨方式 根据根据粉磨作业工作制度粉磨作业工作制度分为：分为： v连续式粉磨：连续式粉磨：一般是加料和出料连续进行，适用一般是加料和出料连续进行，适用 于大规模工业化生产。例如水泥厂中煤粉、生料于大规模工业化生产。例如水泥厂中煤粉、生料 水泥等生产过程。水泥等生产过程。 v间歇式粉磨：间歇式粉磨：分批次加料，粉磨到一定时间后统分批次加料，粉磨到一定时间后统 一出料，然后进行下一次作业。如陶瓷生产中泥一出料，然后进行下一次作业。如陶瓷生产中泥 浆

10、、釉浆等。粉磨时间相同，成分稳定。浆、釉浆等。粉磨时间相同，成分稳定。 四、物料的易碎（磨）性四、物料的易碎（磨）性 1.1.易碎（磨）性的概念易碎（磨）性的概念 指物料被粉碎的难易程度，与物料的强度、硬度、密指物料被粉碎的难易程度，与物料的强度、硬度、密 度、晶体结构、含水量、表面粗糙程度以及形状有关。度、晶体结构、含水量、表面粗糙程度以及形状有关。 相对易碎性指数相对易碎性指数: :选用某一种标准物料，在相同的粉磨选用某一种标准物料，在相同的粉磨 条件下，粉碎标准物料的单位电耗条件下，粉碎标准物料的单位电耗( (Eb) )与粉碎风干状态下与粉碎风干状态下 该物料的单位电耗该物料的单位电耗(

11、 (E) )之比。之比。 K=Eb/E 易碎性指数越大，物料越易粉碎。易碎性指数越大，物料越易粉碎。 也可以测定物料的粉磨功指数也可以测定物料的粉磨功指数（Bond粉碎功指数）。粉碎功指数）。 常见物料的常见物料的BondBond功指数功指数(kWh/t)(kWh/t) 四、物料的易碎（磨）性四、物料的易碎（磨）性 2.2.强度强度 材料抵抗外力不被破坏的能力，如抗压强度、抗折强度、材料抵抗外力不被破坏的能力，如抗压强度、抗折强度、 抗弯强度、抗剪强度等。抗弯强度、抗剪强度等。 强度与化学键有关，离子键和共价键键能最大，金属键强度与化学键有关，离子键和共价键键能最大，金属键 次之，氢键和范德华

12、力最弱。次之，氢键和范德华力最弱。 Griffith微裂纹理论：微裂纹理论：（2 2E/a）0.5 强度越大强度越大, ,物料越不易破碎。物料越不易破碎。 四、物料的易碎（磨）性四、物料的易碎（磨）性 3.3.硬度硬度 指材料抵抗微区变形的能力。硬度与化学键指材料抵抗微区变形的能力。硬度与化学键 和内部质点堆积紧密程度有关。和内部质点堆积紧密程度有关。 无机材料一般用莫氏硬度表示。无机材料一般用莫氏硬度表示。 参见参见6262页表页表6.26.2。 硬度越大，物料越不易磨细。硬度反映耐磨性硬度越大，物料越不易磨细。硬度反映耐磨性 指标。指标。 典型矿物的莫氏硬度值典型矿物的莫氏硬度值 软质：1

13、3 中硬：46 硬质：710 四、物料的易碎（磨）性四、物料的易碎（磨）性 4.4.韧性与脆性韧性与脆性 脆性物料容易冲击破碎。脆性物料容易冲击破碎。如玻璃和混凝土。如玻璃和混凝土。 韧性指在外力作用下，塑性变形过程中吸收韧性指在外力作用下，塑性变形过程中吸收 能量的能力。一般用断裂韧性来表示。能量的能力。一般用断裂韧性来表示。 韧性物料抗压能力差，容易压碎。韧性物料抗压能力差，容易压碎。如橡胶和如橡胶和 塑料。塑料。 五、粉碎方法和破碎机械的分类五、粉碎方法和破碎机械的分类 1 1、粉碎方法、粉碎方法 1 1）击碎法）击碎法：物料在瞬间受到外来冲击力的作用被破碎。：物料在瞬间受到外来冲击力的

14、作用被破碎。 2 2）压碎法：）压碎法：在两个工作面之间的物料，受到缓慢增长的压力作用而在两个工作面之间的物料，受到缓慢增长的压力作用而 被破碎的方法称为压碎。此破碎方法适用于破碎大块硬质物料。被破碎的方法称为压碎。此破碎方法适用于破碎大块硬质物料。 4 4）折碎：）折碎：物料在受到两个相互错开的凸棱工作面间的压力作用物料在受到两个相互错开的凸棱工作面间的压力作用 而被破碎的方法。此法主要适用于破碎硬脆性物料。而被破碎的方法。此法主要适用于破碎硬脆性物料。 5 5）劈碎：）劈碎： 物料在曲个尖棱工作面之间，受到尖棱的劈裂作用物料在曲个尖棱工作面之间，受到尖棱的劈裂作用 而被破碎的方法。此法多适

15、用于破碎脆性物料。而被破碎的方法。此法多适用于破碎脆性物料。 3 3）研磨碎：）研磨碎： 物料受到两个相对移动的工作面的作用，或在各物料受到两个相对移动的工作面的作用，或在各 种形状的研磨体之间的摩擦作用而被粉碎的方法称为磨碎。种形状的研磨体之间的摩擦作用而被粉碎的方法称为磨碎。 2 2、破碎机械分类：、破碎机械分类： 1 1）颚式破碎机：）颚式破碎机： 由于活动颚板对固由于活动颚板对固 定颚板作周期性的定颚板作周期性的 往复运动，物料在往复运动，物料在 两颚板之间被压碎。两颚板之间被压碎。 2 2）圆锥式破碎机：）圆锥式破碎机： 外锥体是固定的，内外锥体是固定的，内 锥体被安装在偏心轴锥体被安装在偏心轴 套里的立轴套里的立轴带动作偏带动作偏 心回转，物料在两锥心回转，物料在两锥 体之间受到压力和弯体之间受到压力和弯 曲力的作用而破碎。曲力的作用而破碎。 3 3）辊式破碎机：）辊式破碎机： 物料在两个物料在两个 作相对旋转作相对旋转 的辊筒之间的辊筒之间 被压碎。被压碎。 4 4）轮碾机轮碾机： 物料在旋转物料在旋转 的碾盘上被的碾盘上被 圆柱形碾轮圆柱形碾轮 压碎和磨碎。压碎和磨碎。 5 5）锤式