矿物加工1-破碎筛分

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第一篇矿石的准备作业选矿概论Mineral

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Outline破碎筛分方法；破碎筛分工艺；破碎、筛分、集尘设备机械磨矿分级

3磨矿过程；磨矿的基本原理；磨矿机械；分级设备及方法；破碎磨矿流程；磨矿分

破碎矿石准

筛分备作业

2

概

述级的工艺指标及操作因素

1

矿石准备作业包含的内容及作用；破碎与磨矿的划分；矿石粉碎的难易程

度，影响因素及表示；破碎方法与种类；破碎的理论假说选矿概论Mineral

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1.概述准备作业包括粉碎作业(破碎筛分和磨矿分级)，有时还包括洗矿和预选准备作业的作用：

(1)将有用矿物与脉石矿物单体解离

(2)达到分选机械对入选粒度要求

(3)用户对选后产品粒度的要求

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1

基本概念

粉碎：粉碎是用机械力的方法来克服固体物料内部凝聚力，使其粒度由大变小的操作过程。

破碎：最终产品粒度>5mm的粉碎过程；

磨碎：最终产品粒度<5mm的粉碎过程。其不同的矿石性质其划分稍有差异。

筛分：利用筛子将粒度范围较宽的混合物料按粒度分成若干个不同级别的过程，与物料的粒度或体积有关。通过筛孔的物料为筛下产品；留在筛上的为筛上产品。

破碎和磨碎使有用矿物和脉石矿物的单体解离程度，直接影响分选指标，其生产费用占总成本的40~60%，基建费的一半以上。选择合理的粉碎粒度和工艺流程对提高生产能力、减少基建投资，节约能耗，降低选矿成本和改善选矿指标具有重要作用。消耗的能量（

KW

·

h

/

t

）345常规破碎范围常规磨矿范围知道很少的范围基克（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）粉碎作业中能量输入与颗粒粒度的关系(R.T.Hukki)

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1破碎影响因素选矿概论Mineral

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1矿石硬度、可碎性系和可磨性系数

硬度等级σb／MPa普氏硬度系数f可碎性系数可磨性系数实例很软>20＜21.30～1.401.40～2.00石膏、无烟煤软20～402～41.15～1.251.25～1.50页岩、泥灰岩中等硬度40～804～81.001.00硫化矿硬80～1008～100.80～0.900.75～0.85一般铁矿很硬<100＞100.65～0.750.50～0.70玄武岩、含铁石英岩选矿概论Mineral

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3

破碎方法及基本理论破碎作业按其在矿物加工中的作用的不同，可分为准备破碎(分选前)和最终破碎(分选后)；按破碎产物粒度的不同可分为粗碎、中碎、细碎等；按消耗能量的形式分为机械破碎、非机械破碎等。选矿中所用的破碎一般为机械破碎

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Outline①挤压破碎—物料在两个工作面之间受到缓慢增大的压力作用而破碎。主要用于坚硬或脆性物料的粗碎。②劈裂破碎—矿石受尖劈作用。劈裂平面上的拉应力达到或超过矿石拉伸强度极限时而破碎。③折断破碎—矿石受弯曲作用而破碎。④研磨破碎—当剪切应力达到矿石的剪切强度时，矿石即被粉碎。⑤冲击破碎—物料受到足够大的瞬时冲击力而破碎。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。选矿概论Mineral

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Outline破碎效果的判断：破碎比(i)破碎过程中，破碎机给矿粒度与产品粒度的比值

粒度的表示：

最大尺寸，95%的物料通过方形筛孔尺寸来表示(d95)

；

平均尺寸

，d50

一定的破碎设备，其破碎比范围一定，总破碎比为各段破碎比的乘积

破碎循环负荷：破碎机排矿中不合格产品重量与破碎机新给矿量的比值

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破碎工艺选矿概论Mineral

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破碎机械设备1

破碎机械设备选矿概论Mineral

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颚式破碎机规格：用给矿口宽度和长度表示(B×L

(mm))特点：结构简单、坚固、维护方便、高度小、工作可靠。用于破碎中硬以上矿石的粗碎和中碎；缺点是生产率低、破碎比小、产品粒度不均匀。选矿概论Mineral

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选矿概论旋回破碎机组成：机架、活动圆锥、固定圆锥、主轴、大小伞轮和偏心套筒。工作过程：活动圆锥的主轴支承在横梁上面的固定悬挂点A中，主轴厂部置于偏心套筒内。偏心套筒转动时，使锥体绕中轴连续地偏心旋回运动。活动圆锥靠近固定圆锥时，矿石受到挤压而破碎；离开时，破碎产品靠自重经排矿口排出。规格：以最大给矿口宽度表示。特点：工作平稳、生产率高、易于启动、产品粒度均匀、辅助设备少。可广泛用于各种硬度矿石的粗、中碎；缺点是构造复杂、机身较高、基建费贵。选矿概论Mineral

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Outline中、细碎圆锥破碎机

圆锥破碎机主要用于物料的中、细碎。其工作原理与旋回破碎机的工作原理基本相同，但结构上有许多不同。

中、细碎圆锥破碎机的规格用活动圆锥的底部直径表示。中、细碎圆锥破碎机生产能力大、功率消耗低、破碎比大、产品粒度均匀，目前广泛用于各种硬度矿石的中碎和细碎，但不宜处理粘性物料。

区别:(1)破碎锥体形式(2)活动锥支撑方式(3)排料口调节方式选矿概论Mineral

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Outline辊式破碎机

辊式破碎机的工作部分是两个相对回转的辊子。辊子表面可以带齿牙，称为齿辊式破碎机。选煤厂常采用齿辊式破碎机，它以劈裂破碎为主兼有挤压折断破碎。

双齿辊破碎机由两个相对回转的齿辊组成；单齿辊破碎机由一个旋转的齿辊和一个弧形的破碎板组成。

辊式破碎机的规格以辊子的直径D与长度L表示，即D×L（mm）。齿辊式破碎机长度与其直径的关系为L=（1～1．3）D。齿辊式破碎机的特点是能耗小，产品多呈立方形。选矿概论Mineral

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选矿概论冲击式破碎机冲击式破碎机可分为锤式破碎机和反击式破碎机。冲击式破碎机有一个高速旋转的转子，上面装有冲击锤。当物料进入破碎机后，被高速旋转的锤子击碎或从高速旋转的转子获得能量，高速抛向破碎机壁或特设的硬板而被击碎。两种破碎机的破碎比都很大，适合于破碎脆性软物料。

1)锤式破碎机

锤式破碎机是利用高速回转锤子的打击作用而进行破碎的。工作时，铰接的锤头高速回转，对给入的大块物料进行打击，并使其抛向机体内壁的承击板上，在承击板上物料进一步冲击破碎后，落到下面的蓖条上，粒度合格的产物从篦条缝隙中排出，蓖条上的物料继续被锤头打击、挤压或研磨，直至全部透过篦条为止。锤式破碎机又可分为两类：单转子锤式破碎机双转子锤式破碎机

锤式破碎机的规格用转子工作直径

D和转子长度L表示。

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选矿概论

锤式破碎机具有结构简单、机器紧凑、处理能力大、破碎比大以及功率消耗小等优点。其主要缺点是物料含水分过高时易堵塞篦条缝和锤头磨损较快。

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选矿概论

2)反击式破碎机

反击式破碎机也是利用冲击作用进行破碎的。工作时，转子高速旋转，物料由给料口经过筛板与细粒分离后，大块通过链幕后进入破碎腔，受到锤头的冲击，遭到第一次破碎，并以很大的速度抛向反击板再次破碎，然后又从反击板弹回到锤头打击区，继续重复上述过程。

物料在锤头和反击板间的往返途中，也相互碰撞。物料经多次冲击，就会沿节理面破碎成小块。当物料粒度小于锤头与反击板间的间隙时，则可进入下一个破碎腔，再经过反复破碎，直至达到合格粒度时，便从机内下部排出。Mineral

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选矿概论

反击式破碎机具有以下优点：①利用冲击进行破碎，使物料沿脆弱面破开，破碎效率高，能耗小，处理能力大，产品粒度均匀。

②破碎比大。

③具有选择性破碎的特点。④结构简单，制造方便。反击式破碎机常用于脆性物料的中碎和细碎，也可用于粗碎。

反击式破碎机的规格用转子的直径D（指锤头端部绘出的圆周直径）和长度L（沿轴向排列锤头的有效工作长度）来表示。Mineral

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选矿概论6筛分及筛分机械设备1.1粒度及粒度分析1.1.1粒度及其表示方法粒度--描述单一颗粒大小的尺寸称为粒度。球形或立方体颗粒的粒度即为直径或边长；对于外形不规则的颗粒，其粒度以三维尺寸(长a、宽b、厚c)的算术平均值d=(a十b＋c)/3或几何平均值表示。平均粒度——描述物料群的粒度称为平均粒度。对d1/d2小的粒级，即粒度范围较窄的物料群，其平均粒度d=(dl+d2)/2；对于粒度范围较宽的物料群，通常有数个粒级，要用统计学上求平均值的方法计算其加权算术平均粒度ds，或加权几何平均粒度dj，或加权调和平均粒度dt：式中：γi是平均粒度为di的粒级占物料总量的质量百分率。Mineral

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选矿概论1.1.2粒度分析方法粒度分析是一种技术操作．它的任务是测定碎散物料的粒度特性。选矿工程中常用的有以下几种：

1)筛分分析法——此法是利用筛孔大小不同的一系列筛子对散料筛分，n层筛子可把物料分成(n+1)个粒级，各粒级的上、下限粒度通常就取相应筛子的筛孔尺寸。筛分分析法广泛用于测定0.04-100mm散粒的粒度组成，更大粒度的物料也可编制更大筛孔的筛子，但对于小粒度的物料，一是制作相应筛孔的筛子较困难，二是很难筛得充分。一般干筛的分级粒度最小至0.1mm。0.1mm以下的物料须用湿筛。筛分分析法的特点是设备简单，易于操作，但筛析结果受颗粒形状和筛分时间的影响较大。选矿概论Mineral

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2)水力沉降分析法——此法是利用水力分析装置，根据不同粒度的颗粒在水介质中沉降速度不同而分成若于粒级。该法适用于测定l-75μm细粒物料的粒度组成，其特点是不像筛分分析法那样严格按颗粒几何尺寸分级，而是按沉降速度分级。因水力沉降过程受颗粒密度和形状的影响，密度大的小颗粒与密度小的大颗粒有可能进入同一个粒级。

3)显微镜分析法——此法是利用显微镜观察微细颗粒的大小和形状，适用于0.1-50μm的物料，可检查分选产品或校正水力沉降分析结果，也可研究矿石的结构其主要特点是直观。

4)激光粒度分析法选矿概论Mineral

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Outline1.2筛分分析1.2.1筛分工具

1.标准筛标准筛是一套筛孔尺寸大小有一定比例的、筛孔边长及筛丝直径均按有关标准（21/2美国、英国、加拿大；101/10法国、前苏联等）制造的筛子。使用时将各个筛子按筛孔大小从上至下顺序叠放，上层筛孔大，下层筛孔小各筛子所处的层位次序称为筛序。每两个相邻筛子筛孔尺寸的比值称为筛比。有的标准筛确定一系列筛子中的某个筛子作为基准筛，简称基筛。标准筛都有筛底和筛盖，分另别用以收集筛下产品和防止物料溅失。选矿概论Mineral

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Outline2.非标准筛非标准筛并非是随意制作的筛子，对某些主要特征一般都作出规定。如煤炭工业规定筛孔尺寸依次为100mm、50mm、25mm、13mm、6mm、3mm、0.5mm，必要时可以增减筛孔尺寸。很显然，标准筛是用于细物料的筛分，而非标准筛是用于粗物料的筛分。选矿概论Mineral

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Outline1.2.2筛分试验筛分试验按筛分物料粒度的大小分为大筛分与小筛分，大筛分使用非标准筛，小筛分使用标准筛；按筛分时是否使用水介质促进筛分的进行又分为干筛与湿筛。因大粒度物料容易筛分，当试料水分与含泥量较大时，可以先晾晒，因此，大筛分一般采用干筛。对于小筛分，当试料水分与含泥量较小且要求不甚严格时，可采用干筛，否则宜采用湿筛。选矿概论Mineral

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Outline筛分试验所用试样的重量与试样的粒度有关，见表1-1-2物料最大粒度/mm0.10.30.51351020试样最小重量/kg0.0250.050.10.20.52520表1-1-2试样量与粒度关系表

筛分时间对筛分结果有较大的影响，衡量筛分是否完全的方法是，采用人工筛分，如果1分钟内所得筛下物料量小于筛分前筛上物料量的1%，则认为筛分完全，否则重筛。筛分试验后各粒级的重量和与原试样重量的差值，不得超过原试样的重量的1%-2.5%，否则重做。选矿概论Mineral

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Outline累积粒度特性曲线有如下用途：①可确定任何指定粒度的相应累积产率；或由指定的累积产率查得相应的粒度。②可求出任一粒级(d1-d2)的产率，它等于粒度dl及d2所对应的纵坐标的差值。③由曲线的形状可大致判断物料的粒度组成情况。对于正累积的粒度特性曲线，若曲线向左下角凹进，表明物料中细粒级含量多；若曲线向右上角凸起，说明粗粒级含量多；若曲线近似直线，则表示粗、细粒度分布均匀。1.2.2筛分分析结果的处理选矿概论Mineral

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Outline二、筛分机械的类型

筛分机械的种类繁多，一般按筛面的结构形式和运动形式，将其分为以下几种类型。

1．固定筛

固定筛的筛面固定，由许多平行排列的筛条构成。筛面成水平安装或倾斜安装，工作