矿物粉碎第一章（概述）

1、LOGO资源加工学资源加工学( (矿物粉碎工程矿物粉碎工程) )中中 南南 大大 学学资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院黄红军黄红军 2011年年4月月矿物加工工程矿物加工工程09级必修课级必修课Company Logo资源加工学与矿物粉碎工程的关系如何？资源加工学与矿物粉碎工程的关系如何？ 资源加工过程中物料的碎解、分离、富集、纯化提取、超细、改性、复合等过程，涉及矿物学、物理学、化学与化学工程、冶金工程、材料科学与工程、生物工程、力学、采矿工程及计算机技术等多学科领域，体现不同的学科基础，形成不同的研究方向：工艺矿物学、重力场、流体力场中的分离、以电磁场中的分离、浮选。矿物粉碎工

2、程：以岩石力学、断裂力学、晶体化学为基础，对所处理资源进行选择性碎解、解离或超细加工，是资源加工学的一个研究方向。 资源加工学资源加工学Company Logo第一章第一章 概述概述u粉碎是大块物料在机械力作用下粒度变小的过程。粉碎是大块物料在机械力作用下粒度变小的过程。u粉碎与破碎区别：粉碎与破碎区别： 凡用凡用机械力将大颗粒物料变成小颗粒物料的过程机械力将大颗粒物料变成小颗粒物料的过程，都叫都叫破碎破碎，所，所使用的机械叫破碎机使用的机械叫破碎机。凡用凡用机械力将小颗粒物料变成粉体物料的过程机械力将小颗粒物料变成粉体物料的过程，叫叫磨碎或粉磨磨碎或粉磨，它所使用的机械叫粉磨机械。它所使用的

3、机械叫粉磨机械。将破碎和粉磨联合起来简称将破碎和粉磨联合起来简称碎磨碎磨，即通过机械力作用使矿石块度即通过机械力作用使矿石块度减小至适于工艺选别的粒度范围，并使其解离，减小至适于工艺选别的粒度范围，并使其解离，所使用的机械简所使用的机械简称碎磨机械。称碎磨机械。 1.1 矿物粉碎定义1.1.1 什么叫粉碎?Company Logo第一章第一章 概述概述1.1 矿物粉碎定义1.1.2 矿物粉碎过程阶段？ 根据颗粒粉碎过程中所形成的产品粒度特征及这一过程中所用粉碎设备施力方式的差别，粉碎过程阶段主要：破碎、磨矿、超细粉碎、超微粉碎 。表表1-1 1-1 矿物粉碎各阶段产品粒度特征矿物粉碎各阶段产品

4、粒度特征阶段给料最大块粒度mm产品最大块粒度mm粉碎比破碎粗碎1500300350100315中碎35010010010315细碎10040305120磨矿一段磨矿301010.31100二段磨矿10.30.10.0751100超细粉碎0.10.0750.0750.000111000超微粉碎0.0750.0001-Company Logo第一章第一章 概述概述1.1 矿物粉碎定义1.1.3 粉碎比？ 粉碎过程进行的程度可以用粉碎比表示。粉碎比：被粉碎物料粉碎前的粒度与粉碎产物粒度的比值。以i表示。 粉碎比的表示形式有三种： 极限粉碎比：物料粉碎前后的最大粒度之比，i=Dm/dm； 名义粉碎比：

5、粉碎机给料口的有效宽度（0.85B）和排料口宽度（）的比值，i=0.85B/S； 真实粉碎比：粉碎前后物料的平均粒度的比值，i=D/d。 粉碎过程中，每个阶段达到的粉碎比称为部分粉碎比或阶段粉碎比，用in表示，相应地，整个粉碎过程中达到的粉碎比叫总粉碎比，显然： i=i1i2i3in=Dmax/dmax Company Logo第一章第一章 概述概述1.2粉碎工程涉及的行业及应用表表1-2 1-2 粉碎工程所涉及的行业及应用粉碎工程所涉及的行业及应用Company Logo在选矿过程中的应用概况在选矿过程中的应用概况 根据资料显示根据资料显示,每年我国需要磨碎的矿料为数十亿吨。每年我国需要磨碎

6、的矿料为数十亿吨。 全世界磨矿消耗的电能占当年发电量的全世界磨矿消耗的电能占当年发电量的34%，或高达，或高达5%。磨矿钢球消耗量约为。磨矿钢球消耗量约为0.82.0 kg/t矿石，目前矿石，目前国内每年耗于磨矿的钢材估计超过国内每年耗于磨矿的钢材估计超过200万吨。万吨。 在投资上，碎磨作业占全厂投资的在投资上，碎磨作业占全厂投资的60%左右，耗电量左右，耗电量约占全厂的约占全厂的50%左右，生产经营费用也占全厂左右，生产经营费用也占全厂4050%。在技术上，磨矿产品的质量高低直接影响着选矿。在技术上，磨矿产品的质量高低直接影响着选矿指标的高低，磨矿生产能力直接决定着选矿厂的生产能力。指标的

7、高低，磨矿生产能力直接决定着选矿厂的生产能力。 第一章第一章 概述概述Company Logo第一章第一章 概述概述1.3粉碎主要作用及意义1.3.1粉碎主要作用 粉碎作业在这些行业中应用所起的主要作用是：v原料制备原料制备：如烧结、制团、陶瓷、玻璃、粉末冶金等部门。v共生物料中有用成分的解离共生物料中有用成分的解离：使共生的有价成分与非有价成分或多种有价成分解离成相对独立的单体，然后选择合适的分离方法分离。 v增加物料的比表面增加物料的比表面：增大物料同周围介质的接触面积，提高反应速度。 v粉体的改性粉体的改性：在新材料，如用于一些功能材料，复合材料的制造。v便于贮存、运输和作用便于贮存、运

8、输和作用：如物料需要采用风力或水力输送，食品等以粉状使用。 v用于环境保护用于环境保护：如城市垃圾的处理、二次资源的利用中的预先粉碎。 Company Logo第一章第一章 概述概述 随着当代社会经济的迅速发展，各种金属、非金属、化工矿随着当代社会经济的迅速发展，各种金属、非金属、化工矿物，以及水泥、建材等物料的社会需求量和生产规模日益扩大，物，以及水泥、建材等物料的社会需求量和生产规模日益扩大，需要碎磨的物料量迅速增加。需要碎磨的物料量迅速增加。90年代以来，全世界每年经过碎磨年代以来，全世界每年经过碎磨的物料量达到的物料量达到100亿吨以上。我国脆性物料年产量已经达到亿吨以上。我国脆性物料

9、年产量已经达到15亿亿多，其中铁矿石约多，其中铁矿石约2.4亿吨，有色金属矿石亿吨，有色金属矿石1亿多吨，非金属矿物亿多吨，非金属矿物2.6亿多吨，化工矿物亿多吨，化工矿物0.3亿多吨，水泥约亿多吨，水泥约4亿多吨，建材用石灰石亿多吨，建材用石灰石4.7亿多吨。这些物料绝大部分都要经过碎磨，可见破碎和粉体亿多吨。这些物料绝大部分都要经过碎磨，可见破碎和粉体工程在国民经济中发挥着巨大的作用。工程在国民经济中发挥着巨大的作用。 1.3 粉碎主要作用及意义1.3.2粉碎工程的意义Company Logo第一章第一章 概述概述 矿物加工过程中物料的分离、富集、纯化、提取等过程，必须在之矿物加工过程中物

10、料的分离、富集、纯化、提取等过程，必须在之前对物料进行碎解，而无论是重选、磁选、浮选、电选等方法，对物前对物料进行碎解，而无论是重选、磁选、浮选、电选等方法，对物料均有粒度的相应要求，不同选矿方法，对物料进行碎磨的最终产品料均有粒度的相应要求，不同选矿方法，对物料进行碎磨的最终产品粒度要求不同，粒度要求不同， 例如：例如：1）重选：一般可大于）重选：一般可大于0.074mm的矿石，而的矿石，而处理微细粒级（小于处理微细粒级（小于0.075mm）矿石，处理能力低，分选效果差。）矿石，处理能力低，分选效果差。2）浮选：粒度上限对硫化矿一般为浮选：粒度上限对硫化矿一般为0.20.25mm，非硫化矿为

11、，非硫化矿为0.250.3mm，对一些密度较小的非金属矿如煤等，粒度上限还可提高。浮，对一些密度较小的非金属矿如煤等，粒度上限还可提高。浮选矿粒粒度小于选矿粒粒度小于0.01mm时，浮选指标显著恶化。时，浮选指标显著恶化。3）磁选：以弱磁性）磁选：以弱磁性矿石为例，粗中粒度矿石为例，粗中粒度(402mm)用干选感应辊式强磁场磁选机，小粒用干选感应辊式强磁场磁选机，小粒度度(20mm)用干选盘式或湿选辊式强磁场磁选机，细粒度用干选盘式或湿选辊式强磁场磁选机，细粒度(0.40mm，0.250mm)用湿选环式强磁场磁选机，微细粒度用湿选环式强磁场磁选机，微细粒度(0.100mm)用高梯度磁选机用高梯

12、度磁选机 。1.3 粉碎主要作用及意义1.3.3 粉碎在矿物加工中的地位因此，粉碎在矿物加工过程中具有十分重要的地位和作用。因此，粉碎在矿物加工过程中具有十分重要的地位和作用。Company Logo1 1）粉碎基础理论）粉碎基础理论，包括粉碎产品的粒度、表面物理化学性质及其表征方法；不同性质颗粒的受力变形和粉碎机理；颗粒粉碎过程的描述和数学模型；粉碎过程的粉碎效率、粒度分布、能耗规律等； 2 2）粉碎设备）粉碎设备，包括各种粉碎设备、分级设备以及与相配套的储存与输送、过滤干燥、包装等设备。 3 3）粉碎工艺）粉碎工艺，包括不同种类、不同性质物料在一定粒度、粒度分布及纯度等指标要求下的粉碎工艺

13、流程和设备选型。 4 4）粉碎过程的粒度监控技术和粉体的粒度检测技术）粉碎过程的粒度监控技术和粉体的粒度检测技术 5 5）开发非机械力粉碎技术）开发非机械力粉碎技术 第一章第一章 概述概述1.4 粉碎工程研究主要内容Company Logo矿物粉碎技术矿物粉碎技术选矿界：破碎选矿界：破碎-筛分筛分-磨矿磨矿-分级分级利用超细粉碎技术，利用超细粉碎技术，制备出多种功能材制备出多种功能材料料 粉碎工程粉碎工程发展趋势发展趋势新工艺设备的开发新工艺设备的开发高效低耗高效低耗大处理能力大处理能力人工智能技术人工智能技术其他技术发展其他技术发展粉碎粒度检测技术粉碎粒度检测技术非机械力粉碎技术非机械力粉碎

14、技术研究应用前景：研究应用前景： 粉碎工程研究内容及发展趋势在矿物加工、冶金、材料、化工、航空航天、粉碎工程研究内容及发展趋势在矿物加工、冶金、材料、化工、航空航天、生物、医学等领域均有体现。选矿届例如生物、医学等领域均有体现。选矿届例如1、2、3。第一章第一章 概述概述1.5 粉碎工程发展趋势Company Logo例例1:铝土矿添加助磨剂实现选择性磨矿铝土矿添加助磨剂实现选择性磨矿铝 硅 酸 盐 矿 物铝 硅 酸 盐 矿 物一 水 硬 铝 石 矿 物钢 球钢 球铝硅酸盐矿物一水硬铝石矿物钢 球钢 球一水硬铝石矿物屏蔽作用催化作用助磨剂:通过改变矿物表面电位绝对值，改变了矿浆的流变学特性，提

15、高了磨矿效率；同时流变性的增强，弱化了软硬矿物之间的“屏蔽”和“催化”作用，强化了铝土矿的选择性磨矿。 铝土矿磨矿中，硬度差异、晶体结构差异，粉碎时粒度减小速率不同，是铝、硅矿物选择性解离的基础。Company Logov 有中国有中国“铜都铜都”之称的铜之称的铜陵，其下最大的冬瓜山铜陵，其下最大的冬瓜山铜矿选矿厂是我国第一个采矿选矿厂是我国第一个采用半自磨机球磨机工艺用半自磨机球磨机工艺的大型选矿厂，由中国有的大型选矿厂，由中国有色工程设计研究总院设计，色工程设计研究总院设计，设计处理能力设计处理能力.万万。例例2:大型半自磨机大型半自磨机磨矿设备大型化，低能耗趋势不可忽视！Company

16、Logov 下图是我国最大的选矿厂：江西铜业公司德兴铜矿6万t/d大山选矿厂的一段闭路磨矿作业所使用的5.5m8.5m球磨机和660mm6水力旋流器机组。例例3:大型磨矿分级设备大型磨矿分级设备磨矿与分级合理组合，提高效率，降低能耗。Company Logo 超细粉末制备新技术、粉体表面改性超细粉末制备新技术、粉体表面改性分级（含筛分）分级（含筛分）粉碎（含磨矿）粉碎（含磨矿）物料的物理化学特性物料的物理化学特性粉碎新技术研究与开发粉碎新技术研究与开发了解传统工艺技术的现实应用了解传统工艺技术的现实应用熟悉工艺设备计算与设计熟悉工艺设备计算与设计掌握概念、基本理论掌握概念、基本理论 课程计划课程计划概述、基本概念概述、基本概念共32学时4学时8学时10学时6学时4学时Company Logo考试考试概念概念基本理论基本理论 专业相关知识点专业相关知识点重点章节重点章节物料的物化性质粉碎、磨矿（概论、粉碎的工艺特征、粉碎方法、粉碎理论、粉碎机械力化学、助磨）分级（筛分与水力分级）了解章节了解章节概述粉体制备平时成绩（到课率）平时成绩（到课率）30%闭卷考试闭卷考试Company Logo粉体加工技术粉体加工技术资源加工学资源加工学粉体材料粉体材料颗粒分散科学与技术颗粒分散科学与技