华北理工选矿学课件01破碎与磨矿

资源与环境学院破碎与磨矿课程设置的目的及要求《碎矿与磨矿》是矿物加工工程专业最重要也是最基础的一门专业课程。课程的目的是使学生掌握破碎、磨矿和筛分理论；熟悉所用设备，学会必要实验技能，为选矿厂设计和后续课程学习打下基础。本课程对学生有如下要求：掌握基本理论及工艺知识，并用以初步能解决破碎与磨矿过程的工艺问题。熟悉所用破碎与磨矿设备的构造工作原理、性能及工艺参数，能进行合理的设备选型。通过实验及有关实习，培养有关工艺过程的测定、操作等相关技能。目录绪论第一章粒度特性及筛分分析第二章筛分设备第三章破碎与破碎设备第四章磨矿与磨矿设备绪论选矿的概念选矿的分类特点选矿的工艺指标选矿的应用范围选矿的概念青铜时代石器时代铁器时代材料时代在人类历史发展过程中，矿产资源的开发利用与之密切相关。①金属矿产②非金属矿产③能源矿产矿产资源①石油②煤炭③天燃气矿产资源从其分类上讲，主要包括如下几类：这些矿产资源的体现形式，我们称之为岩石或矿石。

在通常条件下，我们把在现有技术、经济条件下，可以开采、加工和利用的岩石，称之为矿石。

金矿石银矿石钻石矿选矿的概念对有价值岩石的开发利用，大致要经过三个环节或过程：采矿（OreExtraction）选矿MineralExtraction冶金MetalExtraction选矿的概念

选矿（Oredressing）：利用物理、化学的方法，对天然矿产资源进行破碎分离、选别富集其中有用矿物的科学技术，其目的是为冶金、化工等行业提供合格原料。

矿物加工（MineralProcessing

）：利用物理、化学、生物等的方法，对天然矿产资源及二次资源进行破碎分离、选别富集、深加工及直接提取其中有用矿物的科学技术。OredressingOreProcessingMineralProcessing选矿（早期的，传统的）矿石加工矿物加工正式的，国际的选矿的概念

中共中央政治局常委、国务院副总理李克强在北京人民大会堂会见来华出席国际矿物加工大会的外方代表。

中国是世界上重要的矿产资源生产国和消费国，人均资源量相对较少，现代化建设中对矿产资源的需求还会增加。中国将进一步健全体制机制，推进技术创新，强化资源节约，优化资源开发，不断提高资源利用效率，全面建设资源节约型、环境友好型社会。中国愿与国际社会进一步加强矿产资源领域的交流与合作，实现互利共赢，促进全球矿业可持续发展。IMPC2008BEIJING李克强国际矿物加工理事会主席赛瑞尔·奥康纳本人和理事会愿为推动本领域的合作继续作出努力。第二十四届国际矿物加工大会中方组委会名誉主席、中国工程院院长徐匡迪致开幕词。IMPC2008BEIJING选矿的分类特点

选矿是根据矿石中有用矿物和脉石矿物之间的性质差异进行的。因其分类不同而具有如下特点：（1）从选矿深度上分初级加工；深加工；制品加工。（2）从选矿方法上分物理选矿：重选、磁选、光电选、风选、摩擦等化学选矿：焙烧、浸出、离子交换和化学沉淀等其它选矿：浮游选矿、生物选矿、微波选矿等。（3）从选矿过程上分准备作业：洗矿、破碎、筛分、磨矿；选别作业：单一选别或联合流程；产品处理：浓缩、过滤、脱水、干燥。选矿工艺流程示意图选矿的分类特点选矿的工艺指标①品位——是指产品或原矿中金属或有用成分的质量与该产品质量之比，常用百分数表示，贵重金属如金、银通常用g/t表示。通常用a表示原矿品位；β表示精矿品位；θ表示尾矿品位。②产率——产品质量与原矿质量之比，叫该产品的产率，通常以γ表示。

③回收率——精矿中有用成分的质量与原矿中该有用成分质量之比，称为回收率，常用ε表示。回收率可用下式计算：式中：ε——回收率，%；

a——原矿品位，%；

β——精矿品位，%；

γ——精矿产率，%。

选矿的工艺指标④选矿比——原矿质量与精矿质量的比值用它可以确定获得1t精矿所需处理原矿石的吨数。常以K表示。⑤富集比——精矿品位与原矿品位的比值，常用E表示，E=β/a，它表示精矿中有用成分的含量比原矿中该有用成分含量增加的倍数，即选矿过程中有用成分的富集程度。选矿的工艺指标选矿的工艺指标

产品名称作业产率品位TFe作业回收率

精矿31.0556.4159.40尾矿68.9517.3640.60计算原矿100.0029.49100.00某矿石选别试验结果，%品位产率回收率选矿比富矿比金属量选矿的应用范围

随意各学科的不断发展和研究对象的日益复杂，选矿的应用较早期只是为为冶金、化工行业服务的单一目标来言发生较大变化，其主要应用领域如下：（1）粉体材料与纳米材料超微细硫酸钙晶须“纳米级硫酸钙晶须的制备及其应用研究”项目已获得国家“863”高技术研究发展计划项目的资助，并且通过系统的研究工作，已制备出直径为200nm左右的硫酸钙晶须。硫酸钙晶须可用作增强组元、摩擦材料、环境工程、提高沥青的软化温度以及轻质建材、隔热材料、涂料、油漆、陶瓷、难燃纸张的制造等方面。纤维状硬硅钙石中空二次粒子

具有纳米直径的硬硅钙石纤维相互缠绕成空心的球状二次粒子，在压虑过程中形成硬质支撑的骨架。具有封闭的纳米孔结构的气凝胶，有非常低的导热系数，但是强度太低，不能单独作为绝热材料。但二者复合能得到具有较高强度和超低导热系数的具有实用价值的绝热材料(0.029W/m.K,本课题被国家自然科学基金(50172009)和国家高技术研究发展计划（编号：2003AA302610）所支持)。复合纳米孔超级绝热材料纳米硬硅钙石纳米气溶胶选矿的应用范围（2）海洋多金属结核

多金属结核分布在世界大洋底部水深3500—6000米海底表层。它的外形是暗褐色，形如土豆的结核状软矿物体，直径一般为3—7厘米。多金属结核含有锰、铁、镍、钴、铜等几十种元素。据科学家们分析估计，世界洋底多金属结核资源为3万亿吨，其中锰的产量可供世界用18000年，镍可用25000年。

铁锰结核和铁锰结壳锰结核选矿的应用范围（3）三废处理与综合利用固体废弃物资源化水处理技术粉尘污染与防治选矿的应用范围（4）其它领域食品行业精细化工医药保健生物生化药剂开发设备研制选矿的应用范围第一章粒度特性及筛分分析1.1粒度概念1.2粒度分析及特性方程1.3筛分基础1.4筛分动力学及其应用1.1粒度概念粒度：矿块或矿粒大小的量度，一般用mm或μm表示。计算松散矿料平均粒度直径的三种方法所得结果大小顺序：

加权算术平均法＞加权几何平均法＞调和平均法粒度的表示方法单个矿块：d=(a+b+c)/3

用于测定大矿块。加权算术平均法加权几何平均法调和平均法松散矿料:平均粒度粒级：将松散矿料借用某种方法分成若干级别，一般用-b1+b2表示矿料的粒度介于b1和b2之间。粒度组成：用称量的方法计算出矿料各粒级的重量的百分率，从而确定该矿料是由含量各为多少的粒级组成的方法。粒度分析：确定粒度组成的试验。通常有以下三种方法：粒度分析筛分分析：-100mm+0.043mm，筛子测定水力沉降：-75μm+1.0μm，沉降天平显微分析：-0.5μm+20μm，显微镜，电镜1.1粒度概念离心沉降电沉积筛丝网筛重力沉降1.1粒度概念离心沉降库尔特计数器显微镜透过法1.1粒度概念1.2粒度分析及特性方程（1）粒度分析曲线

通常粒度分析曲线是反映矿料中任何粒级与产率之间的关系。按照绘图方法分：

①算术坐标法；②半对数坐标法；

③全对数坐标法。算术坐标法不足在于如果粒度范围很宽，由于细粒级在横坐标上的间距特别短，点很密集，曲线难于绘制，因此，可采用对数坐标表示颗粒级别尺寸来加大细级别横坐标间距。使用全对数坐标，则在于寻找可能存在的一种规律性的关系（方程式）。按照产率不同分：①部分粒度分析曲线；②累积粒度分析曲线（正累积和负累积）1.2粒度分析及特性方程

与部分粒度特性曲线相比，累积粒度特性曲线在生产考查和流程计算上获得了更为广泛的应用，它具有如下特点：正、负累积粒度特性曲线是互相对称的，若绘在一张图纸上，必交于物料产率为50％的点上。正累积粒度特性曲线必交于纵坐标轴上物料产率为100%的点；负累积粒度特性曲线必交于纵坐标轴上物料产率为0的点(坐标原点)。1.2粒度分析及特性方程累积粒度特性曲线有如下用途：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。可求出两粒级(d1-d2)的产率，它等于粒度d1

及d2

所对应的纵坐标的差值。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、细粒度分布均匀如后图所示。1.2粒度分析及特性方程1.2粒度分析及特性方程ABC各种形状粒度正累积特性分析曲线筛孔尺寸,mm级别累积产率,100%在正累积粒度特性曲线中A曲线示为粗粒级占多数B示为粒度均匀C示为细粒级占多数.（2）粒度特性方程1.2粒度分析及特性方程

用数学的语言描述筛分分析的数据，所得到的数学式称为粒度特性方程式。

①高安舒粒度特性方程式

式中y——筛下产物的负累积产率，%；

K——粒度模数，即理论最大粒度（x最大），当筛孔宽（x）与它相等时，全部矿料皆进入筛下，y=100%；

a——于物料性质有关的参数，破碎产物的a值常介于0.7~1.0之间。②罗莱粒度特性方程式1.2粒度分析及特性方程式中R——大于x粒级的累积产率%；

x——矿粒直径或筛孔宽；

b——与产物细度有关的参数；

n——与物料性质有关的参数。

早期的研究工作中就曾用上述粒度特性方程来计算比表面积，求平均粒度和推导计算部分筛分效率的公式等，近些年来又用这些粒度特性方程和破碎所耗的功相联系，成为研究碎矿和磨矿过程的重要手段之一。1.3筛分基础（1）筛分和筛析

筛分：利用筛分器将粒度不同的固体颗粒混合物分离成若干部分的单元操作。筛析：利用筛孔大小不同的一套筛子进行粒度分级，测定和分析粉碎产物的粒度组成特性。标准筛：泰勒标准筛德国、英国、美国标准日本标准中国标准非标准筛：筛孔大小一般为150mm、120mm、…

…3mm、2mm和1mm等。1.3筛分基础1.3筛分基础

标准筛主要用于实验室细粒物料的筛分试验研究。一般是由一套筛孔大小有一定比例的筛子组成。在标准筛中，每两个相邻的筛子的筛孔尺寸之比叫筛比，有些标准筛有一个作为基准的筛子叫基筛。以泰勒标准筛为例，这种筛制是用筛网每一英寸（25.4mm）长度上所占有的筛孔数目作为各个筛子的名称。如200目，即一英寸（25.4mm）长度上所占有的筛孔数目为200个。其基筛为200目，筛孔尺寸为0.074mm，筛比为。1.3筛分基础

筛析：按物料粒度大小可分为粗料筛析（+6mm）和细料筛析（-6mm+0.043mm）；按照筛分方法可分为干法、湿法和干湿联合法。对于干法筛析，事先将标准筛按顺序套好，把样品倒入最上层筛面上，盖好上盖，放到振筛机上筛分10~15分钟。然后依次将每层筛子取下，用手在橡皮布上筛分，如果以每种内所的筛下物料量小于筛上物料量的1%，则认为已达到终点，否则就要继续进行筛析。

1.3筛分基础

对于湿法筛析，先将试样倒入细孔筛（如200目的筛子）中，在盛水的盆内进行筛分，每隔一、二分钟，将盘内的水更换一次，筛分终点同干法。将筛上物料进行干燥并将干燥后的物料用干法检查筛析，并对筛上物料称重记录。筛析结束后，将各粒级物料用天平（精确度0.01克）称重，各粒级总重量与原样品重量之差不得超过原样品重量的1%，否则应该重做。

1.3筛分基础（2）筛分过程：穿越过程和透筛过程穿越过程：易于穿过筛孔的颗粒通过不能穿过筛孔的颗粒所组成的物料层到达筛面。透筛过程：易于穿过筛孔的颗粒透过筛孔。

根据颗粒透筛难易程度分为：易筛粒（d＜0.75L）和难筛粒（d＞0.75L）。为进一步便于研究矿料筛分过程，常以单个颗粒通过筛孔的概率来研究这一过程。

假定直径为d的单个球形颗粒在重力作用下向水平布置的筛面自由落下，筛丝直径为a，方形筛孔的边长为L(L≥d),如图1-2-3所示。

如果颗粒能够透过筛孔，则必须是球形颗粒的中心位于图中的阴影面积(L-d)2

之内，否则，它将碰到筛丝被弹回。而整个过程(可称为事件A)发生在面积(L+a)2

之内。不难想像，颗粒透过筛孔的概率P(A)(又称或然率)与面积(L-d)2成正比，与面积(L+a)2成反比，即：1.3筛分基础1.3筛分基础（3）筛分效果

对于矿用筛分而言，一般有两个重要工艺指标：处理能力和筛分效率；而我国煤用筛分设备工艺性能评定标准（GB/T15716-1995）中规定以筛分效率、平均分配误差和总错配物含量作为评定指标。

筛分效率：指实际得到的筛下产物重量与入筛物料中所含粒度小于筛孔尺寸的物料的重量之比。筛分效率用百分数或小数表示。1.3筛分基础式中E——筛分效率，%；

C——筛下产品重量；

Q——入筛原物料重量；

a——入筛原物料重小于筛孔的级别的含量，%。β——入筛原物料重小于筛孔的级别的含量，%。1.3筛分基础

筛分效率的测定方法如下：在入筛的物料流中和筛上物料流中每隔15~20分钟取一次样，应连续取样2~4小时，将取得的平均试样在检查筛里筛分，检查筛的筛孔与生产上用的筛子的筛孔相同。分别求出原料和筛上产品中小于筛孔尺寸的级别的百分含量α和θ，即可求出筛分效率E。总筛分效率大于部分筛分效率（难筛粒）总筛分效率小于部分筛分效率（易筛粒）1.3筛分基础影响筛分效率的因素：

1）入筛原料性质的影响粒度特性原料含水量和含泥量物粒颗粒形状密度特性

2）筛子性能的影响筛面运动形式筛面结构参数

3）操作条件1.3筛分基础（4）筛分顺序

碎散物料筛分产物的级别超过两种时，分出物料的顺序由筛面的安装位置来决定。筛分流程可以分为：由粗到细的流程，由细到粗的流程以及联合流程。由于筛面是多层重叠的，所以筛分装置的布置比较紧凑粗级别的物料在筛分过程中的破碎现象较少，因为粗级别的物料很快地从筛分中分出，这对煤的筛分具有重要意义；细级别的物料筛分效率较高，因为加到细孔筛面上的物料数量较少；筛面的磨损较小，虽然全部物料及其中的最大块加到筛孔最大的筛面上，但这个筛面往往由钢棒组成，不易磨损，并可保护下面的细孔筛网；这种流程的优点是：1.3筛分基础1.3筛分基础（5）筛分的分类根据筛分的目的不同，筛分作业可以分为五类：独立分筛其目的是得到适合于用户要求的最终产品。辅助筛分这种筛分主要用在选矿厂的破碎作业中，对破碎作业起辅助作用。一般又有预先筛分和检查筛分之别。准备筛分其目的是为下一作业做准备。如重选厂在跳汰前要把物料进行筛分分级，把粗、中、细不同的产物进行分级跳汰。选择筛分如果物料中有用成分在各个粒级的分布差别很大，则可以筛分分级得到质量不同的粒级，把低质量的粒级筛除，从而相应提高了物料的品位，有时又把这种筛分称为筛选。脱水筛分筛分的目的是脱除物料的水分，一般在洗煤厂比较常见。

筛分过程动力学主要研究筛分过程中，筛分效率与筛分时间的关系。在碎散物料的筛分过程中，普遍存在这样一种规律：筛分刚开始，易筛粒就很快透筛，随后是难筛粒缓慢透筛，到筛分结束时，几乎没有颗粒透筛。显然，如果把整个筛分时间分成若干等份．那么每一等份内所得到的筛下物的量是不同的，而且是时间越靠后筛下量越少。对于一定的筛分作业，筛分原料中小于筛分粒度的物料的质量是常量，它不随筛分时间，变化；筛下产物的质量是变量．它的初值为零，随着时间的增长而增长，直到筛分结束为止。因此，筛分效率是时间的函数。1.4筛分动力学及其应用

设dw是在时间微元量山内所产出的筛下物微元质量，则dw/dt

代表单位时间内筛下物的产量，称为筛下物产出速率，它与筛面上料层中小于筛分粒度的物料的质量、成正比

当筛分时间相同(t1=t2)、筛子负荷分别为Q1和Q2

时，相应的筛分效率为η1和η2，代入式(1-2-18)得

1.4筛分动力学及其应用1.4筛分动力学及其应用1.4筛分动力学及其应用第二章筛分设备2.1筛分设备的分类2.2振动筛主要部件及工作参数2.3圆振动筛2.4直线振动筛2.5共振筛2.6其它筛分机械2.1筛分设备的分类根据结构和工作特点，大体可分为如下几类：①固定筛：格筛和条筛，用于选矿厂大块矿石筛分；②滚轴筛：大块煤和石灰石等筛分；③平面摇动筛：用于煤和非金属矿石的筛分和脱水；④筒形筛：洗选厂脱泥和建筑行业清洗砂石等；⑤振动筛：⑥概率筛：细粒物料的干、湿筛分；⑦细筛：细粒物料的干、湿筛分。2.1筛分设备的分类滚轴筛固定筛筒形筛平面摇动筛2.2振动筛主要部件及工作参数

振动筛包括圆振动筛、直线振动筛和共振筛，其实前两者又称为惯性振动筛。（1）振动筛主要部件隔振装置：分为螺旋弹簧、板弹簧和橡胶弹簧。传动装置：分为三角带传动、联轴器直接驱动和高性能齿轮传统；筛箱：由筛框、筛面和紧固装置组成；振动器：纯振动式、轴承偏心式和皮带轮偏心式自定中心振动器；2.2振动筛主要部件及工作参数（2）振动筛的运动学参数和工艺参数1）运动学参数

①振幅A：圆振动筛2.5~4mm；直线振动筛：3~4mm；共振筛：6~15mm②振动次数n：圆振动筛800~1200r/min；直线振动筛：700~900r/min；共振筛：400~800r/min

③筛面倾斜角：圆振动筛12.5~25°；直线振动筛：0~10°

④振动筛倾斜角：

30~60°，通常用45°

⑤物料运动速度：一般为0.12~0.4m/s，最大可达1.2m/s2）工艺参数

①筛面长度和宽度：一般矿用筛面为4m，长宽比为2；煤用长为6m，长宽比1.5~2.5

②生产率：

2.2振动筛主要部件及工作参数式中：

B—筛宽；

h—料层厚度；

v—物料运动速度；

r—物料松度平均法：式中：

F—筛面工作面积；

q—单位筛面生产率；

r—物料松度；

K、L、M、N、O、P—校正系数流量法：2.2振动筛主要部件及工作参数3）筛分效率2.3圆振动筛

圆振动筛：特征是筛箱的运动轨迹为圆形或椭圆形，振动器只有一个轴，又称为单轴振动筛。2.3圆振动筛不定中心振动筛：带轮中心与轴承中心位于同一直线上，结果是振动筛运转时，带轮便随筛箱一起振动，三角带会因反复伸缩而损坏，且需采用较小振幅（一般小3mm），较少应用自定中心振动筛：带轮中心位于轴承中心和偏心块重心之间，并使带轮中心线位于偏心块与振动机体合成的质心上，因此振动时，带轮不随筛箱一起振动，只作旋转运动，从而可以有较大振幅。目前我国生产的圆振动筛主要有：YA、SZZ、DD、ZD型矿用单轴振动筛和DDM、ZDM型煤用单轴振动筛，YK大型圆振动筛，SZ型惯性座式圆振动筛，H、YH、YAH重型振动筛共100种规格。除SZ型外均属于自定中心振动筛。2.4直线振动筛

直线振动筛：特征是筛箱的运动轨迹为定向直线，振动器只有二个轴，又称为双轴振动筛。直线振动筛原理：振动器的两个主轴上都装有相同的偏心距相等的偏心质量。两轴之间用一对速比为1的齿轮相连。由于两轴的旋转方向相反，速度相等，故两偏心质量产生的离心惯性力（激振力）在一个方向上互相抵消，而在与些相垂直的方向上离心惯心力的合力使筛箱沿直线方向振动。由于直线振动筛的筛面是直线往复运动，上面的料层在向前运动的同时，还在跳起和下落过程中受到压实作用，因而特别适合于脱水、脱泥、脱液和脱介作业，在选煤厂应用较多。2.4直线振动筛2.5共振筛共振筛也称弹性连杆式振动筛。3传动装置1上筛箱2下机体5板簧6支承弹簧4共振弹簧共振筛原理示意图部队过桥梁，特别是软连接桥时，禁止步伐整齐。2.5共振筛共振筛原理

电动机通过皮带带支下机体上的偏心轴转动，轴上的偏心使连杆作往复运动。连杆通过其端部弹簧将作用力传给筛箱，同时下机体受到相反方向的作用力，使筛箱和下机体沿倾斜方向振动，但它们的运动方向相反。筛箱和弹簧装置自成一个弹性系统，该弹性系统有自己的自振频率，传统装置的强迫振动频率接近弹性系统的自振频率，使筛子在接近共振状态下工作。优点：功耗小，处理能力大，结核紧凑缺点：制造工艺复杂，振幅难稳定，橡胶弹簧易老化适合：选煤厂的洗矿分级、脱水脱介，选矿厂很少使用。2.5其它筛分机械（1）概率筛始于上个世纪80年代，利用颗粒透筛概率原理，特点是筛孔尺寸与实际筛分粒度的比值为2~4，筛面倾斜角较大且由下到下层层递增，筛面上不易形成料层，大大加快了筛分过程。适合处理湿、黏物料，缺点是筛下产品中会有一定量的粗料颗粒，不适合于精确筛分作业。按照运动形式分为直线振动式概率筛（摩根森筛）和旋转概率筛。主要应用于煤炭工业。2.5其它筛分机械（2）弛张筛始于上个世纪80年代，特别是筛网由可以伸缩的聚氨酯橡胶材料制成，在工作时，筛网交替拉紧和松弛，有效防止物料堵塞网孔。主要应用于煤炭、化肥、矿渣、砂砾和城市垃圾等筛分作业。（3）振网筛吸收美国技术制造，特点是筛箱不动，只有筛网振动。适合于非金属矿细粒物料的分级作业。（4）曲面振动筛和可翻转弧形筛煤炭科学研究总院唐山研究院研制，主要用于细粒级煤泥的脱水、脱介作用。2.5其它筛分机械（5）无网孔振动筛清华同天以清华大学科技为依托，其特点是利用层析原理，物料在振动的槽体中不断被抛起，形成上层颗粒大、下层小的现象，再加这水平振动，使分层的物料不断跳跃前进，现实颗粒沿导板分别导出。

优点：是根除了筛网堵塞和筛网磨破等问题。实现多粒级同时筛分，节能环保。成本低，易维护。

不足：涉及离散体动力学、振动理论、多相流等多学科和学科交叉问题，理论和技术研究尚有很大空间。第三章破碎与破碎设备3.1碎矿和磨矿的工艺特征3.2矿石碎磨性能指标3.3破碎功耗学说3.4破碎机械发展概述3.5颚式破碎机3.6圆锥破碎机3.7其它破碎机械3.1碎矿和磨矿的工艺特征

解离度和破碎比是碎矿磨矿过程中常见的工艺特征，对其充分理解和认识是选矿工作者首要任务。（1）解离度

岩矿鉴定结果表明，自然界多数矿物都是和其它一种或几种矿物伴生存在，如磁铁矿和石英，黄铁矿、黄铜矿和石英等。同时这些矿物（有用矿物和脉石矿物）之间通常都是紧密连生在一起的。铁矿石偏光显微照片石英磁铁矿3.1碎矿和磨矿的工艺特征

选矿的前提之一就是实现有用矿物和脉石矿物之间尽可能地单体分离。那么如何去表征矿物单体分离的情况呢？

在破碎的矿石中，有些颗粒只含一种矿物，叫单体解离粒；另外一颗粒还是几种矿物连生着的，叫连生粒。那么在该破碎的矿石中，某种矿物的单体解离情况是怎么样的呢，常采用该矿物的单体解离度来表示。A矿物单体解离度=A矿物单体解离粒的颗数A矿物单体解离粒的颗数+含A矿物的连生粒的颗数×100%例：某破碎的矿石中，磁铁矿单体颗粒数为18个，石英单体颗粒数12个，石英和磁铁矿连生颗粒数60个，石英和赤铁矿连生颗粒数50个，磁铁矿和赤铁矿连生颗粒数30个，问磁铁矿单体解离度是多少？3.1碎矿和磨矿的工艺特征单体解离度和选矿指标的关系如何？

某种矿物的单体解离度低，则相应该矿物的选矿精矿品位偏低，尾矿品位偏高，中矿产率偏大。

一般而言，应该尽可能高的获得某种矿物的单体解离度！但同时也要注意不能过度追求单体解离度，正所谓“过犹不及，中庸之道”，应该把握好一个“度”。浮选：大于5~10微米重选：大于19微米3.1碎矿和磨矿的工艺特征过粉矿的危害：①难以控制的微细粒子增多；②精矿品位和回收率变差；③机器磨损增大；④设备处理能力降低；⑤破碎矿石无益功率消耗增大。

发生过粉碎的原因：①破磨细度超过最佳粒度；②破磨设备与矿石性质不适应，易将其泥化；③操作条件不好；④破磨流程不合理。3.1碎矿和磨矿的工艺特征（2）破碎比破碎比：原矿物料粒度与产物粒度的比值，是衡量破磨过程的数量指标。因计算方法不同通常分为三类：①极限破碎比；②名义破碎比；③真实破碎比。①极限破碎比i——破碎比；D最大——破碎前物料最大块直径，mmd最大——破碎后物料最大块直径，mm最大块直径可由筛下累积重量百分率曲线找出，中国、俄罗斯等取5%相对应的粒度，英美等国则取20%对应的粒度。3.1碎矿和磨矿的工艺特征极限破碎比主要在设计中采用，根据最大块直径确定破碎机给矿口宽度。②名义破碎比i——破碎比；B——破碎机的给矿口宽度，mmS——破碎机的排矿口宽度，mm0.85B——破碎机给矿口的有效宽度，约等于最大块矿直径，mm名义破碎比主要在实际生产中采用，根据破碎机给矿口宽度和排矿口宽度估算破碎比。3.1碎矿和磨矿的工艺特征③真实破碎比i——破碎比；D平均——破碎前物料的平均粒径，mmD平均——破碎后物料的平均粒径，mm真实破碎比主要在理论研究中采用。分段破碎：总破碎比=分段破碎比的乘积3.2矿石碎磨的性能指标（1）矿石的力学性能静载下主要有矿石强度测定数值大小顺序：抗压强度＞抗剪强度＞抗弯强度＞抗拉强度

普罗托吉亚可诺夫以抗压强度为基础，对矿石力学性能作了深入研究，其数值约等于抗压强度的1%，以f表示，简称普氏系数。分为十级，f=0.3~20。萤石方，滑石长，石英黄玉刚金刚萤石、石膏、方解石、滑石、石灰石、长石、石英、黄玉、刚玉、金刚石（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）（8）（9）（10）3.2矿石碎磨的性能指标（2）可碎性和可磨性

可磨度：标准矿石与待测矿石在同一磨矿机操作条件下进行磨细，用200目标准筛测定细度，绘制曲线作相关对照即可求得。当磨矿细度为-200目占40.8%时，试验矿石相对于棒磨山矿石的可磨度系数为K=T0/T=5.0/13.0=0.38可见，该矿石属于极难磨矿石。可磨度曲线示意图3.2矿石碎磨的性能指标（3）破碎机械施力情况

破碎机械的施力情况通常较力复杂，往往是以某种力为主，配合上其它力的共同作用，为便于分析和研究，一般认为其施力情况有五种形式：

①压碎；

②劈开；

③折断；

④磨剥；

⑤冲击。3.3破碎功耗学说

破碎功耗的理论实质是阐明破碎过程的输入与破碎前后矿石的潜能变化之间的关系，从而明确输入功是怎样耗去的。百年来，有三个公认的，最主要的学说。（1）面积学说（雷廷格学说，德国学者，1867年提出）

该学说认为外力破碎矿石所作之功，转化为新生表面积上的表面能，故破碎过程所消耗的功与新生表面积成正比。面积学说只能近似地计算破碎比很大时的破碎总功耗，也就是只能近似地用在磨矿机的磨矿中，因为它只考虑了生成新表面所需的功。（2）体积学说（俄国学者吉尔皮切夫1874年和德国学者基克1885年提出）

该学说认为外力破碎矿石所作之功，完全用于使矿石发生变形，到了形变能储至极限，矿石即被破坏，也就是说将几何形状相同的同类物料破碎成几何形状也相同的产品时，其破碎功耗与被破碎物料块的体积或质量成正比。体积学说只能近似地计算粗碎和中碎时破碎总功耗，因为它只考虑了变形功。3.3破碎功耗学说（3）裂缝学说（美国学者榜德1950年提出）

该学说认为外力破碎矿石所作之功先是使矿石变形，当变形超过一定极限后生成裂缝，储存在矿石内的变形能促使裂缝扩展并生成断面。裂缝学说是介于面积学说和体积学说之间的一种破碎理论。适用于粗碎和细碎，中等破碎比情况下的功耗计算。3.3破碎功耗学说裂缝学说具体应用的关键是测定功指数，可以计算出各种粒度范围内的破碎磨矿功耗；可以计算设计条件下破磨设备需用功率；可以比较不同破磨设备之间的工作效率。3.4破碎机械发展概述

破碎机械是与人类的生活、生产和工艺技术进步同步发展的和相互促进的。从古代到现在再到未来，从衣食住行到各行各业，破碎机械无一不在发挥着极其重要的作用。3.4破碎机械发展概述（1）破碎设备的分类按照使用粒度范围：破碎机和磨矿机。

破碎机：破碎部件在工作中不直接接触，破碎面之间总有一个间隙，破碎物料就夹在这些间隙中，产品粒度相对较大；

磨矿机：磨矿机工作部件（或介质）直接接触，产品粒度较细。按照工作原理：颚式破碎机、圆锥破碎机、辊式破碎机、冲击式破碎机。3.4破碎机械发展概述3.4破碎机械发展概述（2）破碎设备的应用范围目前，国内大多数选矿厂，主要采用颚式破碎机、圆锥破碎机等常规破碎设备。选矿行业：处理中等硬度以上矿石，粗碎采用颚式破碎机或旋回圆锥破碎机；中硬以下或片状、易脆性矿石，采用冲击式破碎机；选矿厂规模大、山坡建厂，旋回圆锥破碎机；选矿厂规模小、平地建厂以及矿石中粘性物料多，颚式破碎机；中细破碎多采用菌形圆锥破碎机；少数采用辊式破碎机；3.4破碎机械发展概述煤炭行业：高硬度，特别是含矸石和黄铁矿较多的原煤，采用挤压为主的颚式破碎机；大块原煤，采用齿辊式破碎机；中煤破碎，采用锤式破碎机和反击式破碎机；原煤中净煤和矸石跌碎性差别较大时，采用滚筒式破碎机。（3）破碎设备的发展历史

1806年辊式破碎机

1858年颚式破碎机

1864年单辊式破机

1878年旋回式破碎机

1895年冲击式破碎机

1905年筒型磨矿机

1920年圆锥破碎机

1924年反击式破碎机3.4破碎机械发展概述3.5颚式破碎机（俗称老虎口

特点结构简单、工作可靠、使用和维护方便工作原理破碎作用是靠动颚板周期性的靠近和离开定颚板。将两颚板间的矿石块压碎(以压碎为主，兼有研磨作用)并靠矿料本身自重排出，属间断破碎。分类按照可动颚板的运动特性分为：简单摆动颚式破碎机：动颚的运动受到两个肘板机构支持复杂摆动颚式破碎机：动颚的运动受到一个肘板机构支持悬挂轴偏心轴定颚动颚连杆前肘板后肘板定颚动颚偏心轴

推力板简摆式颚式破碎机示意图复摆式颚式破碎机示意图3.5颚式破碎机简摆式特点：动颚水平行程上部小，下部大，因此在矿石破碎时，上部矿石没有得到足够的压缩量，破碎负荷主要集中在下部，导致整机生产能力降低。但由于动颚垂直行程小，矿石对颚板磨损作用较轻，因此产品过粉碎现象少。同时由于颚板受力可以有一大部分分配在悬挂轴上，而提供动力的偏心轴上受力相对较小，因此可以简摆式一般都做成大、中型的。复摆式特点：动颚水平行程下部小，上部大，上部约为下部行程的1.5倍，因此上部矿石得到足够的压缩量，同时动颚向下运动时有促进排矿作用，提高了生产能力，约为同规格上简摆式的130%。但由于动颚垂直行程大，矿石对颚板磨损作用严重，因此产品过粉碎现象加重。复摆式与简摆式相比，具有结构紧凑、生产能力高、机器重量轻等特点，但由于磨损和受力情况，一般都做成中、小型的。3.5颚式破碎机规格及主要参数规格表示：给矿口宽度BX

给矿口长度L，如1500X2100，600X900

根据给矿口宽度B可以分为大型（大于600mm）；中型（300mm~600mm）和小型（小于300mm）

PEXFJ：P——破碎机；E——颚式；X——细碎（粗碎不标）；F——复摆；

J——简摆常见的几种表示方法：

PEX150X750;PJ900X1200;PEFX0207(250X750);PEJ0609(600X900)3.5颚式破碎机主要参数：

给矿口宽度B：简摆式（D=0.85B）；复摆式（D=0.75D）。最大给矿块度D是由破碎机啮住矿石的条件决定的。

啮角a:指钳住矿石时动颚和定颚之间的夹角。一般为20°~24°

偏心轴转数n：指单位时间内动颚摆动的次数。一般B＞1200mm

时，n=160-42B；B≤1200mm时，n=310-145B。

生产率：电动机功率：3.5颚式破碎机颚式破碎机的发展现状颚式破碎机虽有百年历史，但在我国生产也仅是几十年的事，由最初的以仿制为主，到自行设计、创新，我国的颚式破碎机已具备规模化和系列化。河南群英机械制造有限责任公司（焦作）：冲击型颚式破碎机沈阳黄金学院（东北大学）：双动颚颚式破碎机中南大学：回转颚式破碎机北京矿冶研究总院：PA低矮型和PD型大破碎比耐磨外动颚颚式破碎机3.5颚式破碎机

圆锥破碎机：相对颚式破碎机而言，其起破碎作用不再是板状，而转换成为了圆锥形状。故名圆锥破碎机。以其使用范围的不同分为粗碎圆锥破碎机和中细碎圆锥破碎机两类。其中粗碎圆锥破碎机又称为旋回破碎机，中细碎圆锥破碎机又称为菌形圆锥破碎机。

工作原理：

基本上颚式破碎机相同，不同之处在于任一瞬间，都有一部分物料受到压碎，而它对面的那一部分物料则同时向下排出，因此其工作是连续的。3.5颚式破碎机（1）旋回破碎机两个圆锥形状为急倾斜状，动锥是正立的，定锥是倒立的截头圆锥。排矿口调整装置：调节时，首先用起重设备将主轴和破碎锥一起往上稍稍提起，将主轴悬挂装置上的锥形螺母旋出或旋入，从而带动主轴和可动锥上升或下降，实现排料口调整。旋回破碎机原理示意图定锥定锥3.5颚式破碎机3.6圆锥破碎机（2）旋回破碎机规格及主要参数规格：给矿口宽度/排矿口宽度B表示。1200/180PXZ（QF）：P——破碎机；X——旋回；Z（QF）——重型（轻型、富勒型）

PX500/75；PXZ900/90；PXQ1215（1200/150）；PXF7293（1829/178）主要参数：给料口B：D=0.85B；啮角a：22°~27°；动锥转速n：n=175-50B

生产率：电动机功率：（3）菌形圆锥破碎机两个圆锥形状为缓倾斜状，正立的截头圆锥。动锥定锥定锥菌形圆锥破碎机原理示意图按照破碎腔型式分为：标准型（中碎用）、中间型（中细碎）和短头型（细碎）三种。如Φ2200破碎机平行带长度：标准型175mm，短头型350mm，中间型250mm。3.6圆锥破碎机按照排矿口调整装置不同分为：弹簧圆锥破碎机：调整排矿口时，将锁紧缸卸载，使锯齿形螺纹放松，然后操作液压系统，使推动缸动作，从而带动调整环向右或向左转动，借助锯齿形螺纹传动，使得固定锥上升或下降，以实现排矿口的调整。液压圆锥破碎机：排矿口的调整，是利用手动换向阀，使通过油缸中的油量增加或减小，致使可动锥上升或下降，从而达到排矿口的调整。3.6圆锥破碎机（4）圆锥破碎机规格及主要参数规格：动锥下部的最大直径D表示。1200PYT（Y，S）-B（Z，D）T（D，C）：P——破碎机；T（Y，S）——弹簧式（液压式，西蒙斯式）；B（Z，D）——标准型（中间型、短头型）；T（D，C）——单缸（多缸，超重型）

PYT-B600；PYT-D1200主要参数：给料口B：B=（1.2~1.25）D；啮角a：21°~23°；动锥转速n：n=320/

平行带长度：中碎L=0.085D;细碎L=0.16D3.6圆锥破碎机（5）圆锥破碎机的优缺点：优点：1）破碎腔深度大，工作连续，生产能力高，单位电耗低。它与给矿口宽度相同的颚式碎矿机相比，生产能力比后者要高一倍以上，而每吨矿石的电耗则比颚式低0.5~1.2倍；2）工作比较平稳，振动较轻，机器设备的基础重量较小。旋回碎矿机的基础重量，通常为机器设备重量的2~3倍，而颚式碎矿机的基础重量则为机器本身重量的5~10倍；3.6圆锥破碎机（5）圆锥破碎机的优缺点：优点：3）可以挤满给矿，大型旋回碎矿机可以直接给入原矿石，无需增设矿仓和给矿机。而颚式碎矿机不能挤满给矿，且要求给矿均匀，故需要另设矿仓（或给矿漏斗）和给矿机，当矿石块度大于400毫米时，需要安装价格昂贵的中型板式给矿机；4）旋回碎矿机易于启动，不像颚式碎矿机启动前需用辅助工具转动沉重的飞轮（分段启动颚式碎矿机例外）；5）旋回碎矿机生成的片状产品较颚式碎矿机要少。3.6圆锥破碎机缺点：

1）旋回的机身较高，比颚式碎矿机一般高2~3倍，故厂房的建筑费用较大；

2）机器重量较大，它比相同给矿口尺寸的颚式碎矿机要重1.7~2倍，故设备投资费较高；

3）它不适宜于破碎潮湿和粘性矿石；

4）安装、维护比较复杂，检修亦不方便。3.6圆锥破碎机（6）圆锥破碎机的发展现状圆锥破碎机的初型可追溯到石器时代的石碾石磨，1017年英国出版的选矿工艺一书中即有类似图片。第一代圆锥破碎机：弹簧式Symons型（1920年，Symons兄弟发明），持续到20世纪40年代；标定排矿粒度为25~30%第二代圆锥破碎机：液压型，持续到60年代；标定排矿粒度为40~45%第三代是在第二代基础上发展的高能破碎，由美国Nordberg公司推出的旋盘式破碎机和超重型短头圆锥破碎机；（1960~1970年间世界性的能源危机，引起矿山碎磨节能降耗受到重视）；标定排矿粒度为55~60%第四代略作改进，使检修、更换零件更加方便；标定排矿粒度为60~70%第五代20世纪90年代由美国Cedarapids公司推出MVP型滚动轴承圆锥破碎机，代替了原来的滑动轴承。使用寿命可达15~20年。标定排矿粒度为70~85%，3.6圆锥破碎机3.7其它破碎机——锤式破碎机（1）锤式破碎机相对于鄂式破碎机的颚析、圆锥破碎机的圆锥，锤式破碎机的主要工作部件为锤头，故此而得名。具有破碎比大（10~40），排料粒度均匀，过粉碎现象少、能耗低、设备造价低和容易维修特点。

1924年在国外问世，我国于20世纪50年代开始试制。但总体发展缓慢。锤式破碎机示意图工作原理：

当矿石进入破碎腔后，受高速回转的锤头的冲击而破碎，同时，矿石在冲击过程中也获得动能，以高速冲向破碎板和筛条而得到进一步破碎和高速运动的矿石相互碰撞也产生破碎作用。规格表征：用转子直径D和长度L表示。其中D为锤头端部所绘出的圆周直径；L指沿轴向排列的锤头的有效长度。转子是由主轴、圆盘和锤头组成。按转子数量可分为单转子和双转子，其中单转子又分为可逆式和不可逆式，我国应用最多的是单转子不可逆式、多排头锤式破碎机。锤头形状主要有块状（块度、硬度和长度较长的物料破碎）和板状。近年我国又研制了圆环状锤头，环锤装在十字转盘上，可以公转又可自转，对物料破碎充分，能耗低。主要用于煤炭破碎。3.7其它破碎机——锤式破碎机（2）反击式破碎机

1946年问世，总体发展较快，我国1958年由北矿院生产，目前其技术性能已接近国际先进水平。除具有锤式破碎机的特点外，还具有产品粒度调整范围大，能选择性破碎等特点。因此在我国曾一度试图用它代替锤式破碎机。3.7其它破碎机——锤式破碎机

工作原理：与锤式破碎机基本相同，但在过程上却不尽相同。矿石在进入破碎腔后受到高速回转的锤头冲击而进行选择性破碎，矿石从冲击过程中获得巨大的动能，并以高速抛向第一级反击板，被反击板弹回后再次受到锤头冲击，之后矿石又同样以高速被抛向第二级反击板，进一步得到破碎。直到破碎粒度合格被排出。规格与锤式破碎机相同：DXL

转子区别较大：锤式是靠绞接悬挂锤头，反击式的锤头与转子则是刚性联接。根据用途，反击式破碎机分为PF（普通型）和PFD或PFM煤用两种。3.7其它破碎机——锤式破碎机（3）辊式破碎机辊式破碎机按辊子的特点可分为光辊破碎机和齿辊破碎机。不辊破碎机辊子表面光滑，靠挤压破碎，兼有研磨作用，主要用于选矿厂硬度较大矿石的中碎或细碎。在选煤厂，一般采用齿辊破碎机，它以劈裂破碎为主。优点很多，缺点是生产能力低，占地面积大。3.7其它破碎机——锤式破碎机工作原理：以双辊为例，两个辊相向旋转，当矿石进入两个辊之间时，由于摩擦力的作用，矿石被带入两辊之间的破碎空间，受挤压而被破碎，物料在自重作用下，从两辊之间的间隙处排出。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）。与其它破碎机不同的是，辊式破碎机是以层压破碎理论为基础的。物料在被破碎的同时，会在颗粒内部结构产生大量的裂纹，从而使后续的磨矿能力大大提高。因此，辊式破碎机是“多碎少磨”、“以碎代磨”的节能降耗型破碎机。如美国Sierrita铜选厂安装1台2450X1400的辊式破碎机用作中碎后产品破碎，生产能力为1800t/h，产品粒度为-250um（60目）80%；东北大学与沈阳机器厂开发的1000X630辊式破碎机在唐钢棒磨山铁选厂试用，生产能力为120t/h，给矿粒度为-40mm，排矿粒度为-5mm为55%。3.7其它破碎机——锤式破碎机（4）特殊破碎机FJP系列新型分级破碎机——煤科总院唐山研究院研制辊式筛分破碎机——蒂森克虏伯采矿物料搬运技术有限公司齿轮式筛分破碎机——英国MMD矿山机械发展集团公司空中打击旋筒细碎机——徐州万和机械制造公司旋筛子细碎机——徐州双马破碎机械厂立式静压细碎机——大华重机剪刀式粉碎机——上海建设路桥建设设备有限公司3.7其它破碎机——锤式破碎机第四章磨矿与磨矿设备4.1磨矿机械概述4.2球磨矿4.3棒磨机4.4其它磨矿机械4.5影响磨矿过程的因素4.6磨矿循环4.7碎矿与磨矿流程4.1磨矿机械概述（1）概述在选矿实践中，除了极少数矿石在破碎筛分后直接送去冶炼外，大多数矿石都必须经过磨矿。因此破碎磨矿又称为“大块变小块，小块变粉末”。磨矿是实现矿物单体解离的最后一段工序，也是所有选矿生产中的一个最重要的工序。用于实现磨矿作业的机械称为磨矿机械设备。4.1磨矿机械概述（1）概述我国的磨矿设备大体经历了三个阶段：解放初期的仿制；1958年进入自行设计，1966年实现真正有效的系列设计；1970年以来，我国的磨矿设备制造达到新的水平，一些新的技术开始得到采用，如气动离合器、动静压轴承、加铬耐磨钢衬板、橡胶衬板和自动控制装置等。（2）磨矿机分类4.1磨矿机械概述按磨矿方式分：湿式磨矿机；干式磨矿机。按研磨介质分：

球磨机；钢球、铸铁球；

棒磨机：钢棒；自磨机：矿料本身砾磨机：砾石或自磨机中排出的“顽石”按排矿方式分：溢流型磨矿机：磨矿产品经排矿端空心轴颈自由溢出；格子型磨矿机：筒体排矿端装有排矿格子板，磨矿产品经过格子板边缘的孔隙排出。（3）磨矿机的用途

1）球磨机：可以破碎各种硬度矿石，破碎比为200~300，常用于细磨，适宜给矿粒度6mm以下，粒度粒度在0.074mm~1.5mm2）棒磨机：多用于粗磨，给矿粒度20~25mm，产品粒度为-3mm。此两种磨矿机均为干湿两用，湿磨效率高，约高于干磨30%，过粉碎现象小，选矿厂几乎为湿磨，水泥厂采用干磨。（4）磨矿机规格圆筒内直径（除去衬板）DX筒体长度L（5）磨矿机主要参数

1）磨矿机生产率；2）磨机转速；3）磨矿机介质充填率和装入量；4）磨矿机功率。4.1磨矿机械概述（6）磨矿机工作原理磨矿机主要由前后空心轴颈、空心圆筒、前后端盖组成。

圆筒内装有磨矿介质（球、棒或砾石），当圆筒以一定转速回转时，筒内介质和矿石在离心力和摩擦力作用下随筒体达到一定高度，当其自重力超过离心力时，便脱离筒体内壁抛落或滚落，由于冲击力而击破矿石，同时磨矿介质相互间滑动产生的研磨力也使矿石受力破碎。粒度合格的矿石被强制或溢出。湿磨时，矿石被水流冲走；干磨时，则靠气流带走。磨矿机工作原理示意图4.1磨矿机械概述4.2球磨机

球磨机：因其介质形状是球形而得名。因排矿装置不同而分为格子型和溢流型。（1）格子型球磨机筒体：内装有可更换衬板，衬板与筒内壁之间有胶合板，以缓冲钢球对筒体冲击，为便于更换衬板和观察筒内状况，筒体上部开有人孔（350~550mm）。给料器：用螺栓固定在端部，按工艺不同分为鼓式（开路磨矿）；蜗式（第二段磨矿）和联合式（闭路磨矿的第一段）。衬板：按材质分有锰钢、橡胶、磁性衬板；按形状分有搭接形、波形、平凸形、平滑形、阶梯形等等。其中搭接形、波形、平凸形直接采用螺栓固定在筒体上，更换容易，但要求螺孔密封性好；平滑形、阶梯形为条形衬板，一般采用楔形压条固定，并用端盖压紧。优点是增加了筒体的强度和刚度，得到广泛应用。传统方式：一般都采用边齿轮传动，大型球磨机采用低速同步电机，小型采用异步电机及减速器国外大型已开始采用无齿轮传动（2）溢流型球磨机构造与格子型基本相同，只是在筒体内排料端无排料格子和在中空轴颈衬套的内表面装有反螺旋叶片，可将矿浆中溢出的小球和粗矿粒返回磨机内。与溢流型球磨机相比，格子型优点是：排料口矿浆面低，矿浆能快速通过，可减少过磨；装球多，大球小球均可装入，且小球不会被排出，还能形成良好的工作条件，生产能力高，电耗低，不足是结构复杂。4.2球磨机球磨机规格表示：

筒体直径X筒体长度MQG（Y）：M——磨矿机；Q——球磨机；G——格子型；Y——溢流型。发展趋势：大型化格子型球磨机直径达到5.2m和4m，长度达到6.4m和6.7m溢流型球磨机直径达到5.03m和5m，长度达到8.0m和8.53m建议球磨机直径控制在4mm，这是和火车车箱最大宽度有关。自动化电耳技术：用声音控制给料的声转电信号装置，它与给料系统联机，可将磨机控制在最佳状态。4.2球磨机

棒磨机：研磨介质形状为棒形而得名。棒磨机工作原理：与球磨机点接触不同，棒磨机为线接触，当棒磨机转动时，钢棒在筒体内的位置是不断的相互转移，矿石一方面受到研磨作用，同时也会受到整个棒体的压碎作用。按排料方式可分为：溢流型、开口型和周边型三种，以溢流型为主。干式棒磨机采用风力排料，但国内不生产。溢流型棒磨机的构造与溢流型球磨机基本相同，区别是棒磨机的锥形端盖曲率较小，内侧面装有平滑衬板，而筒体上一般不使用平滑衬板；排矿中空轴颈大。其目的是使钢棒能在磨机内规则地运动，不会发生歪斜，因而在下落时不致相互打击变弯曲；排矿口直径较大是为了便于装装棒以及进去检修和检查，同时也可降低矿浆水平，使矿浆能迅速排出。

4.2球磨机4.3棒磨机棒磨机特点及应用：棒的直径为40~100mm，棒的长度比筒体长度短25~50mm。棒磨机转速率较低：60%~70%（球磨机为76%~88%）介质充填率也较低：35%~40%（球磨机为40%~50%）大块磨碎之前，细粒很少受到棒的研压，过粉碎现象少，产品粒度均匀。给矿粒度不宜过大，否则易造成棒弯曲、折断。适合于一段开路磨矿的细碎和粗磨，特别适合处理脆性物料。如钨、锡或其它金属矿的重选厂、磁选厂。在许多场合，球磨机可以替代棒磨面，但棒磨机却不一定能代替球磨机，应用范围受限。球磨机规格表示：

筒体直径X筒体长度MBS（Y）：M——磨矿机；B——棒磨机；S——湿式；Y——溢流型。4.4其它磨矿机（1）自磨机自磨机：又称无介质磨机，仅依靠物料本身进行磨碎。按磨矿方式分为干式自磨（缺水地区）和湿式自磨干式自磨的缺点主要有工作系统不易控制；能耗大；粉尘污染大；设备费用高。因此干式自磨机在大型化的过程中都改为湿式自磨。自磨机缺点：衬板磨损较快且更换困难，硬度大的矿石不易处理优点是可以处理粗碎矿石，省去中、细碎作业，不消耗金属介质，有选择性粉碎作用，破碎比大，达到3000~4000（给料粒度300~400mm，产品粒度-0.1mm）。为了提高处理能力，磨碎难磨矿石，有时在自磨机中加少量钢球（占磨机容积的6%左右），此时自磨机又称“半自磨”。中重专门设计了Φ4000X6700半自磨机，石人沟选矿厂有一台。自磨机工作原理（以干式自磨为例）：韦斯顿对干式自磨过程的理论进行了较长时间的研究。它对于干式自磨机种矿石粉碎过程的运动情况作了如下的描述：在自磨机中使矿石粉碎的主要原因有三方面：（1）自由落下时的冲击力；（2）由压力状态突然改变至张力状态的瞬时应力；（3）颗粒之间的相互摩擦。新给矿中的小粒，由给料端进入，沿A面均匀的落于筒体底部中心，然后向两侧扩散。大块具有较大的动能，总是趋向较远的一侧，但其中有一部分必然要和AB面相碰，然后向另一侧返回，因之，也使大块得到均匀分布。A-A、B-B在这里的作用是防止给入物料有害的偏析。自排矿端沿下面返回的颗粒如同新给料中的细粒一样，均匀的落于筒体底部的中心，然后向两边扩散。大块和细粒在筒体底部沿轴向运动，方向正好相反，于是产生磨剥作用。4.4其它磨矿机自磨机（以湿式自磨机例）与球磨机相比，其结构特点为：（1）中空轴颈短，筒体长度小而直径大，直径约为长度的5左右；（2）给矿瑞盖侧壁上有两圈环状波形衬板，衬板面呈锥角，锥角约为150度，这种衬板具有破碎和侧向反击作用。（3）筒壁上还有断面为凹形的提升衬板，主要作用是提升矿石。（4）主轴承的长度比球磨机的轴承短而直径大。自磨机转速率低，为70~80%。（5）采用移动式给矿漏斗，进料端装有积料衬垫，可防止矿石直接冲击、磨损端部。（6）采用排矿“自返装置”自行闭路磨矿，从格子板排出的物料通过锥形筒筛，筛下物料由排矿口排出，筛上物料则经螺旋自返装置返回磨机。自磨机规格：直径X长度MZS：M——磨矿机；Z——自磨；S——湿式4.4其它磨矿机（2）砾磨机以砾石或自磨机的顽石为介质介质粒度为40~80mm；介质充填率比球磨机高一些，磨矿浓度比球磨机低一些。自磨机转速率较度，为80~90%。主要规格目前只有二种：3600X5500和4600X6000（3）特殊磨矿机高压辊磨机;振动磨矿机;悬辊式盘磨机;柱磨机;搅拌磨;广义磨(湖南广义科技有限公司制造)等。4.4其它磨矿机4.5影响磨矿过程的因素（1）磨机生产率一般用磨机单位容积的处理量来表示。常用的方法为按-0.074mm新生级别含量的比值来计算。q0=Q0(β2-β1)/VQ0——生产中使用的磨机原矿处理量Β1——磨机给矿中小于0.074mm的粒级含量Β2——磨机产品中小于0.074mm的粒级含量V——磨机有效容积（不含衬板）磨机的生产率和矿石硬度、介质充填率、磨机结构和磨机工作条件有关（2）待磨物料性质可磨性：将矿石由某一粒度磨碎至规定粒度的难易程度有相对表示法：测定矿石的可磨度。我国和俄罗斯多采用有绝对表示法：磨机每转一周所产生的产物克数或用磨机每升容积每分钟产生的产物的克数来表示。即磨矿功指数法。欧美国家多采用此法。矿石的矿物组成，构成矿石的几种矿物的机械力学性质差异越大，越有利于磨碎，特别是有利于选择性磨矿。（3）磨机的结构影响通常情况下，格子型磨矿效率高，溢流型低10~15%，棒磨机格子型球磨机小15%，比溢流型球磨机小5%。同类型的磨矿机，磨矿机的直径影响矿浆的流动路线和通过能力，长度则影响磨矿时间（达到相同的磨矿细度）国产球磨机长度与直径比：0.78~2棒磨机：1.5~2自磨机：3.34.5影响磨矿过程的因素（4）磨机的工作条件磨机工作条件包括：磨机转速；介质充填率；介质补加制度、磨矿浓度和分级机工作情况等。1）磨机转速磨机转速：磨机单位时间内运转的速度，用Vc表示，单位为转/分；磨机转速当中，临界转速和转速率是应该重点掌握的两个基本概念。在了解这些概念之前，我们首先要知道磨矿机内介质的运动状态。虽然磨矿机介质多种多样，但其运动状态具有许多相似之处，此处研究其运动状态以钢球为例。关于介质在磨机内的运动状态，许多人做过研究，但以Davis的研究最为突出。他认为钢球在磨机内的运动状态主要有三种：泻落式：磨矿机在低速运转时，介质顺筒体旋转一定的角度，自然形成的各层介质基本上按同心圆分布，并沿同心圆的轨迹上升，当介质超过自然休止角后，便如雪崩一样泻落下来，这样不断反复循环。泻落时，矿料主要受介质互相滑动时的压碎力和研磨力，受冲击力较小；棒磨机和水泥行业的管磨机通常是在泻落状态下工作。4.5影响磨矿过程的因素抛落式：磨矿机高速运转时，任何一层的介质的运动轨迹都可以分为两段：上升时，介质从落回点到脱离点是按圆形轨迹运动，下落时，从脱离点到落回点则是按抛物线轨迹下落，如此往复。抛落时，矿料主要靠介质群下落时产生的冲击力而破碎，同时也有部分研磨力。球磨机就是在抛落状态下工作。离心式：当磨机转速进一步提高，超过一定值时，介质就在离心力的作用下附着在筒壁上随磨矿机一起运动而不在落下。尽可能地避免磨矿机在离心状态下运动，因为没有研磨力。并不是所有的磨矿机工作时都会发生这三种运动，研究表明，只有当介质充填率达到40%时才会发生，低于此值，介质滑动现象比较明显。4.5影响磨矿过程的因素临界转速Vc：当磨矿机的转速达到一定数值时，作用在介质上的离心力等于介质本身的重力，此时介质开始随筒体一起转动，这时的磨矿机转速称为临界转速。4.5影响磨矿过程的因素今m为球的质量，g为重力加速度，N为介质对筒壁的正压力，R为球的中心到磨机中心的距离，α为脱离角。当磨机的线速度为V，钢球升到A点时，

C=N或

因G=mg，代入上式，得到

将,代入上式，得到

取，则，钢球不脱离筒壁的临界条件则为

n为磨机转速为V时的实际转数。

4.5影响磨矿过程的因素当a=0时，也就是因筒体转动而产生的离心力恰好能将钢球带到筒体的最高点而不致下落时，筒体的临界转速为：

设n为磨机的实际转速，它和nc的比值用百分率来表示，叫做转速率(ψ)，即

用磨机内最外层球具有最大落下高度来推导磨机转速，可以导出a=54°44′。此时其转速率为76%，如果假设所有球层的质量集中在一层上面，则可以导出最大转速率为88%一般球磨机规定的转速率在66%~85%；从单位能耗具有最大生产能力的观点则认为转速率在65%~78为宜。粗磨时，由于机内的物料粒度较大，需要更多的冲击力，此时磨机的转速率应该高；细磨时，则相反，有利于发挥研磨作用。4.5影响磨矿过程的因素2）介质充填率和料球比介质充填率是指磨机静止时磨机内介质的几何容积（包括介质空隙）占磨机有效容积的百分数。DbφΦ=50-127b/D通常球磨机的装球率为40%~50%，棒磨机为35~45%，自磨机为25%~40%，砾磨机为43%左右。装球过少，效率低；装球过多，则会出现“涨肚”，中心部位的球只作蠕动。4.5影响磨矿过程的因素料球比：磨机内矿料的体积V与介质体积V介之比。料球比小，不能完全发挥磨机处理量，增加能耗；料球比大，也会影响矿料在磨机内流通，降低处理量。通常球磨机为0.8~1.6，棒磨机略高3）合理配球与最初加球、补球球荷量一定时，直径小则个数多，球落下的打击次数多，研磨面积也大，但每个球的打击力小；直径大则个数少，球落下的打击次数少，研磨面积也小，但每个球的打击力大。一般而言，矿粒直径d与其所需要的钢球直径D之间的关系可用邦德公式计算：可根据粒级筛析结果，选择不同直径的钢球。4.5影响磨矿过程的因素最初加球步骤①测定分级机返砂比，并将磨机新给矿和返砂进行筛析，计算出球磨机的全给矿粒度组成，作为计算钢球直径的原始资料；②从全给矿的粒度组成中扣除不需要磨细的粒级，再把余下的粒级换算成新的百分率。然后把新换算出的百分率适当地分为几组，每一组都按邦德公式计算出相应的钢球直径，并确定各种球的比例；③根据已求出的各种球的比例和应装入的球的总质量，计算各种球的装入量。实际确定最初加球时和理论上计算的有一定的出入，如东北某选矿厂经计算确定了七种球，但实际上只装入三种球或四种球其综合效果更好，因为球的种类多了增加了管理和操作的复杂性。合理补球：4.5影响磨矿过程的因素4.6磨矿循环磨矿循环中常用的分级设备概述开路磨矿和闭路磨矿磨矿动力学磨矿循环中常用的分级设备概述在磨矿循环中，需要