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1、碎矿与磨矿,学习情境二：碎矿,主要内容： 任务一：碎矿的理论与工艺 任务二：碎矿机械 任务三：碎矿筛分流程,兰州资环,掌握碎矿的基本理论与工艺 掌握各种碎矿机械的类型和结构特点 掌握各种碎矿机械的操作与维护方法 能够掌握简单的碎矿筛分流程设计,兰州资环,教学目标,任务一：碎矿的理论及工艺,教学目标： 掌握破碎段数的划分 掌握碎矿比的表示和计算方法 掌握破碎施力的方法 了解破碎功耗学说,兰州资环,一、基本概念 1、为什么要碎矿、磨矿? 使有用矿物和脉石矿物分开，达到单体解离的目的。 有用矿物：我们需要的矿物，磁铁矿，黄铜矿、方铅矿，闪锌矿等。 脉石矿物：我们暂时不需要或无价值的矿物，粘土矿物，石
2、英、方解石等。 生活中的例子：吃饭嚼细、消化 吃排骨骨头与肉分离,碎矿的理论及工艺,兰州资环,2、单体颗粒 只含有一种矿物的颗粒。例如锡石（SnO2）、磁铁矿（Fe3O4）、黄铜矿（CuFeS2） 3、连生颗粒 几种矿物连在一起的颗粒。如黄铜矿嵌布在石英中。 4、单体解离度 单体颗粒数占颗粒总数的百分比。 (在显微镜下观察计数),碎矿的理论及工艺,兰州资环,5、过粉碎 矿石被过度的粉碎，使得微细颗粒增多，主要是在磨矿环节产生。 过粉碎产生的原因： （1）磨矿细度超过最佳粒度 （2）所用设备与矿石性质不适应，易将其泥化 （3）操作条件不好 （4）碎矿与磨矿工艺流程不合理,碎矿的理论及工艺,兰州资
3、环,过粉碎的危害： （1）浪费能源，能耗增高 （2）影响选矿回收率和精矿品位 （3）精矿、尾矿处理困难 （4）增加矿石处理成本,碎矿的理论及工艺,兰州资环,碎矿的理论及工艺,6.破碎的目的：使原矿石进行初步破碎，达到下一步作业（磨矿）的粒度要求。 7.类型：粗碎、中碎、细碎 8.碎矿比：指原料粒度与产物粒度的比值。,兰州资环,破碎前 破碎后,碎矿的理论及工艺,兰州资环,二、破碎比 1.破碎比的计算方法 （1）最大破碎比最大块粒度相比 （2）公称破碎比破碎机给、排矿口尺寸之比 （3）平均破碎比平均粒度之比,兰州资环,破碎的理论及工艺,2、分段破碎与总破碎比 从最大块到适应选别要求的颗粒，粒度破碎
4、比可达上万倍，一次破碎不能完成任务，需经过碎矿和磨矿配合完成相应的作业。 碎矿根据粒度情况可分为一三段，粗碎 i1，中碎i2，细碎i3。 总破碎比i等于各段破碎比的乘积。 i = i1i2i3in = Dmax/dmax,兰州资环,破碎的理论及工艺,兰州资环,三、碎矿与磨矿阶段的划分 各阶段原矿及产品的粒度范围：,原矿（mm） 产品 （mm） 粗碎 1500400 400125 中碎 400125 10025 细碎 10025 255 粗磨 255 10.3 细磨 10.3 0.10.075,破碎的理论及工艺,1、破碎处理量 用单位时间处理矿量的大小来表示，t/h，从数量上评价破碎过程。 2、
5、破碎效率 用破碎矿石的单位能耗来表示，kw.h/t，从能耗上评价破碎过程。 3、破碎技术效率 用破碎后新生成的细粒级含量与破碎前大于细粒级含量的百分比表示，从新生细粒级的数量来评价破碎过程。,兰州资环,四、破碎过程的评价指标,破碎的理论及工艺,兰州资环,五、机械能破碎矿石的五种施力方法,a压碎 b劈裂 c折断 d磨剥 e冲击,破碎的理论及工艺,兰州资环,不同破碎机械对矿石的施力方法：,破碎的理论及工艺,六、岩矿破裂的微观过程,岩矿在外力的作用下，破裂的过程可分成5个阶段，即施力、变形、裂纹产生及扩展、新生表面的生成（破裂）、外力消失及变形部分复原。,兰州资环,破碎的理论及工艺,A-施力,兰州资
6、环,B-变形,兰州资环,C-化学键断裂形成裂纹,兰州资环,D-裂纹扩展形成新生表面-岩矿破裂,兰州资环,E-外力消失及变形部分复原-破碎完成,兰州资环,七、岩矿机械强度 岩矿机械强度指矿石破碎时对于外力的抵抗阻力。静载下测定的矿石的抗压强度、抗拉强度、抗弯强度、抗剪强度等，常用来表示岩矿的抗破碎阻力机械强度。 通常用普氏系数f（俄罗斯M.M 普罗托吉雅可诺夫）表示矿石的坚固程度，或称坚固性系数。其数字为岩石单轴抗压强度的1。,兰州资环,破碎的理论及工艺,普氏系数f: f =0.320 ， f 越大，矿石越硬，越难磨 f=0.3-3 不坚固岩石； f=4-6 中等坚固岩石 f=8-10 坚硬岩石
7、； f=15-20 极坚固岩石,兰州资环,破碎的理论及工艺,八、可碎性和可磨性 可碎性和可磨性反映矿石被破碎的难易程度，它决定于矿石的机械强度。同一破碎机械，在同一条件下，处理坚硬矿石与处理软矿石相比较 ，前一情况的生产率比较低，功率消耗指数也越大。结合碎矿和磨矿工艺提出的矿石的可碎性系数和可磨性系数，既反映矿石的坚固程度，也能用来定量地衡量破碎机械的工艺指标。,兰州资环,破碎的理论及工艺,(1)可碎性系数,兰州资环,破碎的理论及工艺,(2)可磨性系数 中硬矿石一般指石英等中等硬度的矿石， f = 810 ，其可碎系数和可磨系数都等于1。 k碎，K磨1 ，矿石较软，好碎、好磨。 K碎，K磨 1
8、，矿石较硬，难碎、难磨。,兰州资环,破碎的理论及工艺,矿石硬度与可碎性、可磨性系数对应关系,兰州资环,破碎的理论及工艺,九、公认的三大能耗学说,兰州资环,破碎的理论及工艺,（1）P.R雷廷格尔（Rittinger1867）学说（面积学说） 外力破碎物体所做之功，转化为新生表面积上的表面能，破碎过程所消耗的功与新生表面积成正比。,兰州资环,破碎的理论及工艺,（2）吉尔皮切夫（1874）和F.基克（kick1885）学说-体积学说 破碎矿石外力所做的功，完全用于使矿石发生形变，到了形变能储至极限，矿石即被破坏，使几何上相似的同种物料，破碎成同样形状的产品，所需的功与它们的体积或重量成正比。,（3）
9、F.C邦德（Bond）及王文东裂缝学说（1952） 破碎矿石时，外力所做的功首先使物体发生形变，局部变形超过临界点即生成裂缝，裂缝形成之后，储在物体内的形变能使裂缝扩展并生成断面，输入的有用功转变为新生表面的表面能，其它为热损失。,兰州资环,破碎的理论及工艺,三个学说比较,破碎比小，形变能为主-体积学说（粗碎） 破碎比大，新生表面积多，表面能为主-面积学说（细磨） 破碎比中等，形变能与表面能综合考虑-裂隙学说（细碎及磨矿） 上述三个学说都有局限性，但互不矛盾，且相互补充。,兰州资环,破碎的理论及工艺,1. 电热照射破碎： 利用高频及超高频电磁场，易于吸收电磁能的矿物急剧受热，其它矿物仅靠热传递
10、得到热能。受热速度不同使矿物间发生了温度应力，从而原来的强度约降低1/23/4。美国曾在47兆周及25千瓦的线圈磁场下进行破碎铁燧岩的试验，苏联曾在0.550兆周及614千伏电容片对花岗岩等做过研究。,十、破碎矿石的其他方法,兰州资环,破碎的理论及工艺,2.液电效应破碎： 利用液体内部的高压和脉冲瞬时放电产生的高压破碎矿物。在放电区域内产生极高压力，可以将物体破碎。 此法曾用作大块矿石的破碎试验，在65千伏、45微法拉、25微亭的放电电路内，破碎花岗岩及石英岩等不合格大块，每立方米的能量消耗约0.050.15千瓦时。同时也曾做过1007050毫米的页岩、碧玉铁质岩和角岩破碎到5毫米以下试验。,
11、兰州资环,破碎的理论及工艺,3.超声波粉碎： 利用超声波在液体中的分散效应，使液体产生空化的作用，从而使液体中的固体颗粒或细胞组织破碎超声波细胞粉碎机由超声波发生器和换能器二大部分组成。超声波发生器将市电转变成1821KHz交变电能供给换能器。锆钛酸钡压电振子是换能器的心脏，它随交变电压以18-21KHz频率作伸缩弹性形变，换能器随之作纵向机械振动。振动波通过浸入在生物溶液中的钛合金变幅杆产生空化效应，激发介质里的生物微粒剧烈振动。,兰州资环,破碎的理论及工艺,4.微波破碎： 利用微波先将矿石加热到一定的温度使得矿石产生一定的裂缝，从而达到矿石破碎的目的。 5.水电效应破碎： 用高压脉冲发生器
12、，在液体水中以高压脉冲放电时，产生的热点效应来破碎矿石。由于扩散的电火花队周围的液体发生作用，经液体传到破碎的矿石上，使矿石破碎，实验结果证明，可将150mm的矿石破碎到10mm左右。,兰州资环,破碎的理论及工艺,6.热力破碎： 选矿上研究的热力破碎，实际是热与机械破碎相结合。先将矿石加热到一定的温度，然后再水中冷却，这样就可以改善矿石的可碰性及可磨性。 7.气力破碎法： 其工作原理是以高速喷射气流，使细粒物料互相撞击而粉碎。粉碎程度与进入气流压力有关。,兰州资环,破碎的理论及工艺,8.高压料层粉碎： 当受到高压气体突然放开时，体积立即膨胀，以声速或超声速度运动，造成强大的冲击波作用于矿料。冲
13、击波在矿粒内部的晶粒交界处反射，就使晶粒交界受着张应力。高速运动着的流体的动能更有效地传递给矿粒，以及矿粒间的高频率碰撞，都有利于破碎。,兰州资环,破碎的理论及工艺,9.高压电弧破碎法： 两个碳级间通以高压电，作用于被破碎设备矿石上，当高压电的炭级开始接触矿石时，就发生电弧。即在接触面上发生火花放电。经过短时间作用，矿石爆裂。电流剧增，这时矿石就被击穿而破碎。此法曾在采矿场对大块矿石进行二次爆破实验。但用于选矿厂连续破碎矿石，尚待进一步研究。,兰州资环,破碎的理论及工艺,根据用途主要分为三大类 （1）粗碎破碎机：主要有颚式破碎机、旋回破碎机。 （2）中碎破碎机：主要有标准型圆锥破碎机、中碎圆锥
14、破碎机。 （3）细碎破碎机：主要有短头型圆锥破碎机、反击式破碎机、锤式破碎机、辊式破碎机、细碎型颚式破碎机等。,十一、破碎机械的分类：,兰州资环,破碎的理论及工艺,任务二：碎矿机械,教学内容： 2.1 颚式破碎机 2.2 圆锥破碎机 2.3 反击式破碎机 2.4 辊式破碎机,兰州资环,根据用途主要分为三大类 （1）粗碎破碎机：主要有颚式破碎机、旋回破碎机。 （2）中碎破碎机：主要有标准型圆锥破碎机、中碎圆锥破碎机。 （3）细碎破碎机：主要有短头型圆锥破碎机、反击式破碎机、锤式破碎机、辊式破碎机、细碎型颚式破碎机等。,破碎机械的分类,兰州资环,2.1 颚式破碎机,兰州资环,颚式破碎机，出现于18
15、58年。俗称“老虎口”，是历史悠久的破碎机之一，至今仍是破碎硬物料最有效的设备。 颚式破碎机按可动颚板的运动特性可分为两种类型：,液压型,简摆式：双肘板简单摆动式 复摆式: 单肘板复杂摆动式,颚式破碎机的类型：,兰州资环,2.1 颚式破碎机,兰州资环,2.1 颚式破碎机,兰州资环,颚式破碎机结构： 传动机构：电动机、皮带轮、偏心轴 破碎机构：固定颚板、可动颚板、衬板 排矿口调节装置：滑块、垫片、液压装置 支撑机构：机架 拉紧机构：拉杆、弹簧 润滑系统：油泵、储油箱等,2.1 颚式破碎机,复摆式颚式破碎机的工作原理,颚式破碎机的工作原理动画模拟图,可动颚板围绕悬挂轴对固定颚板作周期性的重复运动。
16、动颚靠近定颚时，处于两颚板之间的矿石受到压碎、劈裂和弯曲、折断等联合施力作用而破碎，动颚离开定颚时，已破碎的矿石在重力作用下，经碎矿机的排矿口排出。,兰州资环,颚式破碎机工作原理： 简摆式：电动机皮带轮偏心轴连杆上下运动肘板前后运动可动颚板前后运动靠近固定颚板时碎矿，远离时排矿。 复摆式：电动机皮带轮偏心轴可动颚板偏心旋转靠近固定颚板时碎矿，远离时排矿。,兰州资环,2.1 颚式破碎机,简摆式和复摆式的区别： 肘板数目不同（简2块肘板，复1块肘板） 可动颚板的悬挂方式不同 （简悬挂轴与偏心轴分开，复悬挂轴与偏心轴合一） 动颚的运动轨迹不同 （简动颚做简单的前后运动，复动颚做类椭圆运动） 破碎比不同（简破碎比35，复破碎比可达10）,兰州资环,2.1
