《破碎及破碎機械》PPT課件

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1、Xian university of science and technology 第 3章 破 碎 及 破 碎 機 械 Xian university of science and technology 本 章 主 要 內(nèi) 容 ：3.1 概 述3.2 破 碎 及 粉 碎 理 論3.3 破 碎 機 械 Xian university of science and technology 1. 了 解 各 種 破 碎 方 法 及 其 所 使 用 的 范 圍 ；2. 掌 握 破 碎 流 程 及 破 碎 比 等 概 念 ；3. 了 解 目 前 主 要 使 用 的 破 碎 機 械 。學 習 要 求 ：

2、3.1 概 述 破 碎 、 磨 礦 或 粉 碎 在 礦 物 加 工 及 材 料 工 程 中 非 常 重 要 。 礦 物 顆 粒 的 尺 寸 必 須 減 小 到 使 有 用 礦 物 與 脈 石 充 分 解 離或 使 有 用 礦 物 裸 露 的 程 度 。 破 碎 、 磨 礦 及 粉 碎 在 使 用 的 方 法 及 產(chǎn) 物 料 度 上 有 所 不 同 ，破 碎 產(chǎn) 物 的 粒 度 較 大 ， 而 磨 礦 或 粉 碎 產(chǎn) 物 的 粒 度 微 細 。 任 何 磨 礦 或 粉 碎 作 業(yè) 都 是 耗 費 能 量 大 、 能 量 效 率 低 的 作業(yè) 過 程 。 Xian university of sc

3、ience and technology 1、 破 碎 作 業(yè) 在 選 煤 廠 和 選 礦 廠 中 的 應(yīng) 用 破 碎 是 在 外 力 作 用 下 使 物 料 變 成 小 塊 的 過 程 。 破 碎 作 業(yè) 在 選 煤 廠 和 選 礦 廠 生 產(chǎn) 中 都 占 有 重 要 地 位 。 破 碎 作 業(yè) 的 作 用 主 要 有 以 下 幾 方 面 ： 滿 足 分 選 機 械 對 入 選 物 料 最 大 入 選 粒 度 的 要 求 。 滿 足 夾 矸 煤 或 中 礦 物 料 的 有 用 礦 物 與 脈 石 的 解 離要 求 。 滿 足 用 戶 對 選 后 產(chǎn) 品 粒 度 的 要 求 。 Xian un

4、iversity of science and technology 3.1 概 述 2、 破 碎 作 業(yè) 的 分 類 1） 按 在 選 礦 (煤 )工 藝 中 的 作 用 不 同 分 為 : 準 備 破 碎 （ 分 選 前 ） 最 終 破 碎 （ 分 選 后 ）3.1 概 述 Xian university of science and technology 2） 按 破 碎 產(chǎn) 物 的 粒 度 不 同 分 為 : 粗 碎 、 中 碎 、 細 碎 與 粉 碎 。 作 業(yè) 名 稱 粗 碎 中 碎 細 碎 粉 碎產(chǎn) 品 粒 度(mm) 50 625 16 1表 1-3-1 按 產(chǎn) 品 粒 度 劃

5、 分 的 破 碎 作 業(yè) 3） 按 破 碎 作 業(yè) 所 消 耗 的 能 量 形 式 不 同 分 為 : 機 械 能 破 碎 :即 用 機 械 力 破 碎 物 料 ； 非 機 械 能 破 碎 ： 即 用 電 能 、 熱 能 等 破 碎 物 料 。 選 煤廠 和 選 礦 廠 主 要 是 采 用 機 械 能 破 碎 。 機 械 能 破 碎 的 五 種 基 本 形 式 ： Xian university of science and technology 3.1 概 述 (a)擠 壓 破 碎 ： 物 料 在 兩 個 工 作 面 之 間 受 到 緩 慢 增 大 的 壓 力作 用 而 破 碎 。 Xian

6、 university of science and technology 3.1 概 述 (b)劈 裂 破 碎 ： 用 一 個 尖 棱 和 一 個 帶 有 尖 棱 的 工 作 表 面 擠 壓礦 石 時 ， 礦 石 將 沿 壓 力 作 用 線 的 方 向 劈 裂 而 破 碎 。 Xian university of science and technology 3.1 概 述 (c)折 斷 破 碎 ： 礦 石 受 彎 曲 作 用 而 破 碎 。 Xian university of science and technology 3.1 概 述 (d)研 磨 破 碎 ： 礦 石 與 運 動 的

7、工 作 面 之 間 存 在 相 對 運 動 而 受到 一 定 的 壓 力 和 剪 切 作 用 ， 當 剪 切 應(yīng) 力 達 到 礦 石 的 剪 切 強度 時 ， 礦 石 被 粉 碎 。 Xian university of science and technology 3.1 概 述 (e)沖 擊 破 碎 ： 物 料 受 到 足 夠 大 的 瞬 時 沖 擊 力 而 破 碎 。 其 破碎 效 率 高 ， 破 碎 比 大 、 能 量 消 耗 少 。 Xian university of science and technology 3.1 概 述 Xian university of science

8、 and technology 3.1 概 述 3、 礦 石 破 碎 的 難 易 程 度 及 破 碎 方 法 選 擇 礦 石 破 碎 過 程 中 所 表 現(xiàn) 出 來 的 抵 抗 外 力 的 強 度 大 小 ，稱 為 礦 石 破 碎 的 難 易 程 度 。 它 是 衡 量 礦 石 可 碎 性 的 標 準 ，主 要 取 決 于 礦 石 的 結(jié) 構(gòu) 特 性 和 礦 物 的 結(jié) 晶 形 態(tài) 。 影 響 礦 石 破 碎 難 易 程 度 的 最 主 要 因 素 是 礦 石 的 硬 度 。 礦 石 的 破 碎 方 法 主 要 根 據(jù) 礦 石 的 物 理 機 械 性 質(zhì) 、 礦 石塊 入 料 的 尺 寸 和

9、所 要 求 的 破 碎 比 來 選 擇 。 Xian university of science and technology 3.1 概 述 Xian university of science and technology 選 礦 工 業(yè) 常 引 用 可 碎 性 系 數(shù) 定 量 地 衡 量 礦 物 機 械 強 度對 破 碎 的 影 響 ， 其 表 示 方 法 如 下 ： （ 1-3-1） 01QQ式 中 物 料 的 可 碎 性 系 數(shù) ； Qo 某 破 碎 機 破 碎 中 硬 礦 石 的 處 理 能 力 ； Q1 同 一 破 碎 機 在 同 樣 條 件 下 破 碎 指 定 礦 石 的 處

10、理能 力 。 中 硬 礦 石 通 常 用 石 英 代 表 ， 其 可 碎 性 系 數(shù) 與 可 磨 性 系數(shù) 均 為 1。 礦 石 的 硬 度 、 可 碎 性 系 數(shù) 及 可 磨 性 系 數(shù) 如 表 1-3-2所 示 。 Xian university of science and technology 3.1 概 述 表 1-3-2 礦 石 硬 度 、 可 碎 性 系 數(shù) 和 可 磨 性 系 數(shù) 硬 度 等 級 極 限 抗 壓強 度 bMPa 普 氏 硬 度系 數(shù) f(f =b/10) 可 碎 性 系 數(shù) 可 磨 性 系 數(shù) 實 例很 軟 20 2 1.30 1.40 1.40 2.00 石

11、膏 、 無 煙 煤軟 20 40 2 4 1.15 1.25 1.25 1.50 頁 巖 、 泥 灰 巖中 等 硬 度 40 80 4 8 1.00 1.00 石 英 、 硫 化 礦硬 80 100 8 10 0.80 0.90 0.75 0.85 一 般 鐵 礦很 硬 100 10 0.65 0.75 0.50 0.70 玄 武 巖 、 含 鐵 石英 巖 Xian university of science and technology 3.1 概 述 礦 物 破 碎 的 難 易 程 度 與 礦 物 的 力 學 性 質(zhì) 有 關(guān) 。 不 同 礦物 集 合 體 之 間 的 結(jié) 合 力 比 同 種

12、 礦 物 內(nèi) 部 的 結(jié) 合 力 要 小 ；在 同 樣 的 礦 物 集 合 體 內(nèi) ， 晶 體 面 上 的 結(jié) 合 力 比 晶 體 內(nèi) 部的 要 小 。 一 般 來 說 ， 礦 物 粒 度 愈 細 愈 難 磨 碎 。 礦 物 破 碎 的 難 易 程 度 與 礦 物 的 脆 性 也 有 關(guān) 系 ： 1） 破 裂 前 無 變 形 或 變 形 很 小 的 物 料 叫 脆 性 物 料 ； 2） 破 碎 時 先 變 形 而 后 碎 裂 的 物 料 叫 塑 性 物 料 。 煤 和 大 多數(shù) 礦 石 都 是 脆 性 物 料 ， 煤 屬 于 軟 礦 物 。 礦 石 通 常 都 是 多 種 不 同 性 質(zhì) 礦

13、物 的 共 生 體 ， 破 碎 時 ， 不同 礦 物 的 破 碎 程 度 是 不 一 樣 的 。 礦 石 的 抗 壓 強 度 最 大 ， 抗 彎 強 度 次 之 ， 抗 磨 強 度 再 次 之 ，抗 拉 強 度 最 小 。 針 對 礦 石 這 一 機 械 強 度 特 點 ， 選 擇 恰 當 的 破 碎 方 法 ， 可以 使 破 碎 更 加 有 效 。 Xian university of science and technology 3.1 概 述 4、 破 碎 比 及 破 碎 產(chǎn) 物 的 粒 度 特 性 在 破 碎 過 程 中 ， 入 料 粒 度 與 產(chǎn) 物 粒 度 的 比 值 叫 做 破

14、碎 比 。破 碎 的 能 量 消 耗 和 處 理 能 力 均 與 破 碎 比 有 關(guān) 。 破 碎 比 通 常 由 入料 最 大 顆 粒 直 徑 （ Dmax） 與 產(chǎn) 物 最 大 顆 粒 直 徑 （ dmax） 的 比 值來 確 定 ， 即 m a x m a x Di d Xian university of science and technology 3.1 概 述 （ 1-3-2） 在 工 業(yè) 應(yīng) 用 中 ， 由 式 （ 1-3-2） 確 定 的破 碎 比 并 不 能 準 確 地 描 述 破 碎 過 程 。 因 為粒 度 特 性 相 同 的 物 料 經(jīng) 破 碎 后 ， 雖 然 產(chǎn) 物

15、中 的 最 大 粒 度 是 一 樣 的 ， 但 破 碎 后 粒 度 特性 未 必 相 同 ， 如 圖 1-3-2所 示 。 Xian university of science and technology 真 實 粉 碎 比 ： 粉 碎 前 后 物 料 的 平 均 粒 度 的 比 值 ， i=Dp/dp。式 中 ： Dp、 dp 根 據(jù) 粒 度 特 性 計 算 出 的 原 料 與 產(chǎn) 物 的 加 權(quán) 平 均 直 徑 ， mm； , 原 料 和 產(chǎn) 物 的 各 粒 級 產(chǎn) 率 （ 按 篩 分 分 析 ） ， ； D、 d 原 料 和 產(chǎn) 物 各 粒 級 的 算 術(shù) 或 幾 何 平 均 直 徑

16、， mm。 Xian university of science and technology 選 煤 過 程 中 的 破 碎 比 一 般 比 較 小 ， 一 段 破 碎 即 可 滿 足 。 但 對 于 選 礦 ， 其 入 選 粒 度 很 細 ， 故 破 碎 比 i值 很 大 ， 往 往需 要 進 行 多 次 （ 段 ） 破 碎 ， 其 總 破 碎 比 i等 于 各 段 破 碎 比 的 乘積 。 i = i1 i2 i3 in = Dmax/dmax 為 了 鑒 定 破 碎 機 的 破 碎 效 果 和 檢 查 破 碎 產(chǎn) 品 的 質(zhì) 量 ， 必須 確 定 它 們 的 產(chǎn) 品 粒 度 組 成 和

17、 粒 度 特 性 曲 線 。 Xian university of science and technology 3.1 概 述 Xian university of science and technology 3.1 概 述 Xian university of science and technology 3.1 概 述 根 據(jù) 圖 中 的 粒 度 特 性 曲 線 ， 可以 比 較 各 種 礦 石 的 破 碎 難 易 程度 ， 檢 查 破 碎 機 的 工 作 情 況 ， 比 較 各 種 破 碎 機 的 破 碎 效 果 。 Xian university of science and te

18、chnology 1） 礦 石 粒 度 的 影 響 2） 破 碎 粒 度 與 破 碎 效 率 及 能 耗 3） 選 擇 性 破 碎 物 料 破 碎 過 程 隨 破 碎 粒 度 的 變 細 ， 效 率 下 降 ， 能 耗 大 幅度 上 升 ， 被 破 碎 顆 粒 粒 度 愈 細 ， 其 抗 破 碎 的 能 力 愈 強 。 大 多 數(shù) 物 料 的 力 學 性 質(zhì) 是 不 均 勻 的 ， 粒 度 愈 粗 微 裂 縫 愈多 ， 機 械 強 度 愈 差 ， 愈 易 破 碎 。 而 粒 度 愈 細 則 機 械 強 度 愈好 ， 愈 難 破 碎 。 力 學 性 質(zhì) 不 均 勻 的 物 料 在 細 磨 過 程

19、 中 強 度 小 的 被 磨 細 ，強 度 大 的 則 殘 留 下 來 ， 這 種 現(xiàn) 象 稱 選 擇 性 破 碎 。 5、 破 碎 產(chǎn) 品 的 細 度 與 性 能3.1 概 述 Xian university of science and technology 4） 破 碎 過 程 中 細 粒 物 料 的 凝 聚 現(xiàn) 象 物 料 細 磨 時 ， 表 面 積 急 劇 增 大 ， 顆 粒 表 面 能 增 大 ， 物 料 顆粒 會 自 發(fā) 地 聚 集 在 一 起 以 降 低 表 面 能 ， 即 發(fā) 生 凝 聚 現(xiàn) 象 。 膠 體 分 散 體 系 是 指 分 散 相 大 小 在 1m到 lnm之 間

20、 的 分 散 體系 ， 具 有 明 顯 的 布 朗 運 動 現(xiàn) 象 。6） 隨 顆 粒 粒 度 變 細 ， 表 面 化 學 力 增 強 ， 料 漿 的 粘 度 增 加 ，料 漿 的 流 動 性 及 粒 子 的 分 散 性 變 差 。 采 用 較 稀 的 料 漿 濃 度或 使 用 化 學 藥 劑 改 變 料 漿 系 統(tǒng) 的 流 動 、 凝 聚 等 性 質(zhì) ， 才 可抵 消 因 顆 粒 變 細 而 引 起 的 細 磨 惡 化 的 現(xiàn) 象 。 5） 微 細 顆 粒 布 朗 運 動 的 影 響 3.1 概 述 6、 選 煤 礦 常 用 的 破 碎 工 藝 流 程 煤 礦 運 到 選 煤 廠 的 原 煤

21、 粒 度 很 大 ， 可 達 300mm。 我 國目 前 選 煤 方 法 主 要 采 用 重 介 或 跳 汰 ， 一 般 對 入 選 原 煤 的 粒度 都 有 要 求 。 為 了 滿 足 重 選 設(shè) 備 對 原 煤 粒 度 的 要 求 ， 選 煤廠 有 兩 種 破 碎 系 統(tǒng) 。 （ 1） 開 路 破 碎 系 統(tǒng) （ 2） 閉 路 破 碎 系 統(tǒng) Xian university of science and technology 3.1 概 述 （ 1） 開 路 破 碎 系 統(tǒng) 開 路 破 碎 系 統(tǒng) ： 一 般 是 帶 有 準 備 篩 分 作 業(yè) ， 破 碎 產(chǎn) 品不 檢 查 。 準 備 篩

22、 分原 煤破 碎 Xian university of science and technology 3.1 概 述 （ 2） 閉 路 破 碎 系 統(tǒng) 閉 路 破 碎 系 統(tǒng) ： 一 般 是 帶 有 檢 查 篩 分 。 檢 查 篩 分破 碎 原 煤 Xian university of science and technology 3.1 概 述 7、 破 碎 效 果 評 定 方 法 根 據(jù) 原 煤 炭 工 業(yè) 部 于 1980年 發(fā) 布 的 指 導(dǎo) 性 技 術(shù) 文 件 規(guī) 定 ，選 煤 廠 破 碎 設(shè) 備 工 藝 效 果 的 評 定 方 法 （ MT Z21979） ，應(yīng) 采 用 破 碎 效

23、 率 為 主 要 指 標 ， 細 粒 增 量 為 輔 助 指 標 ， 綜 合評 定 破 碎 機 的 效 果 。 破 碎 效 率 按 下 式 計 算 ： 細 粒 增 量 按 下 式 計 算 ： 100% d dp d a a Xian university of science and technology 3.1 概 述 (1-3-3)(1-3-4 ) Xian university of science and technology 這 里 的 “細 粒 ”是 針 對 破 碎 產(chǎn) 物 粒 度 而 言 的 ：排 料 粒 度 要 求 大 于 和 等 于 50 mm的 粗 碎 時 ， “細 粒 ”

24、是 指 0 13 mm；排 料 粒 度 要 求 小 于 50 mm的 中 碎 和 細 碎 ， “細 粒 ”是 指 00.5 mm。 3.2 破 碎 及 粉 碎 理 論 破 碎 及 粉 碎 理 論 是 研 究 物 料 在 破 碎 過 程 中 能 量 消 耗 與 哪 些 因素 有 關(guān) ， 并 確 定 外 力 破 碎 物 料 時 所 做 的 功 的 學 說 ， 也 叫 破 碎 的 功耗 學 說 。 在 選 礦 廠 中 ， 40 60 的 動 力 消 耗 是 在 破 碎 和 磨 碎 作 業(yè) 中 ，這 必 然 引 起 人 們 的 關(guān) 注 。 破 碎 物 料 塊 所 消 耗 的 功 ， 一 部 分 使 被

25、 破 碎 的 物 料 變 形 ， 并 以熱 的 形 式 散 失 于 周 圍 空 間 ； 另 一 部 分 則 用 于 形 成 新 表 面 ， 變 成 固體 的 自 由 表 面 能 。 破 碎 過 程 的 能 量 消 耗 與 很 多 因 素 有 關(guān) ， 如 礦 石 的 物 理 機 械 性質(zhì) 、 礦 石 的 形 狀 、 尺 寸 和 濕 度 ， 還 有 破 碎 方 法 等 。 現(xiàn) 有 的 破 碎 理 論 都 沒 有 完 整 地 解 釋 物 料 被 破 碎 的 實 質(zhì) ， 均 有一 定 的 局 限 性 。 目 前 ， 公 認 的 破 碎 及 粉 碎 理 論 有 以 下 幾 種 理 論 和假 說 。 Xi

26、an university of science and technology 1、 面 積 假 說 破 碎 理 論 的 面 積 假 說 是 由 德 國 學 者 P R 雷 廷 格（ P R Rittinger） 于 1867年 提 出 的 。 雷 廷 格 認 為 ： 破 碎 過 程 是 以 減 小 物 料 顆 粒 尺 寸 為 目 的 的 ，破 碎 過 程 將 使 物 料 的 表 面 積 不 斷 增 加 。 為 此 ， 物 料 破 碎 時 ，外 力 所 做 的 功 用 于 產(chǎn) 生 新 表 面 ， 即 破 碎 功 耗 與 破 碎 過 程 中物 料 新 生 成 表 面 的 面 積 成 正 比 ，

27、或 破 碎 過 程 所 消 耗 的 功 dA1與 物 料 的 新 生 表 面 積 增 量 dS成 正 比 。 即 ： dA 1 K1 dS (1-3-5) 式 中 K1 比 例 系 數(shù) 。 Xian university of science and technology 3.2 破 碎 及 粉 碎 理 論 假 設(shè) 物 料 塊 的 形 狀 為 立 方 體 ， 邊 長 為 D， 如 順 著 一 個 面 把它 破 碎 開 ， 則 新 生 成 表 面 的 面 積 為 S=D2， 式 （ 1-3-5） 可 寫 為 ； dA1 K1 dS=K1 dD2 2K1DdD 破 碎 Q 立 方 米 物 料 時

28、所 作 的 單 元 功 為 ： 設(shè) 原 礦 和 破 碎 產(chǎn) 物 的 平 均 直 徑 為 Dpj和 dpj。 將 式 （ 1-3-6）積 分 ， 即 得 破 碎 Q立 方 米 物 料 時 所 需 要 的 功 。 1 1 13 22 2Q dDdA NdA K DdD K QD D Xian university of science and technology 3.2 破 碎 及 粉 碎 理 論 （ 1-3-6） Xian university of science and technology 3.2 破 碎 及 粉 碎 理 論 由 式 （ 1-3-7） 可 知 ， 當 原 礦 的 平 均

29、直 徑 Dpj一 定 時 ， 破 碎功 與 破 碎 比 減 1之 值 成 正 比 ； 如 原 礦 的 平 均 直 徑 不 同 而 破 碎比 相 同 ， 則 破 碎 功 與 原 礦 的 平 均 直 徑 成 反 比 。 實 踐 證 明 ， 當 破 碎 比 一 定 時 ， 原 礦 粒 度 越 小 ， 破 碎 所 需的 能 量 越 大 。 面 積 假 說 只 能 近 似 地 計 算 破 碎 比 很 大 時 的 破 碎 總 功 耗 ，也 就 是 只 能 近 似 地 用 在 磨 礦 機 的 磨 礦 中 ， 因 為 它 只 考 慮 了 生 成 新 表 面 所 需 的 功 。 1 1 12 1 1 12 pj

30、pjDd pj pj pjdD iA K Q K Q K QD d D D ( ) （ 1-3-7）式 中 i為 破 碎 比 。 Xian university of science and technology 3.2 破 碎 及 粉 碎 理 論 2、 體 積 假 說 破 碎 的 體 積 假 說 是 由 俄 國 學 者 吉 爾 皮 切 夫 與 德 國 學 者基 克 （ kick） 提 出 的 。 體 積 假 說 認 為 ： 將 幾 何 形 狀 相 似 的同 類 物 料 破 碎 成 幾 何 形 狀 也 相 似 的 產(chǎn) 品 時 ， 其 破 碎 功 耗 與被 破 碎 物 料 塊 的 體 積 或 質(zhì)

31、 量 成 正 比 ， 或 破 碎 過 程 所 消 耗 的功 dA2與 破 碎 物 料 塊 的 變 形 體 積 的 微 量 dV成 正 比 。 即 ： dA 2 K2dV K2dD3 3K2D2dD （ 1-2-5） 式 中 ： K2 比 例 系 數(shù) 。 破 碎 Q 立 方 米 物 料 時 的 單 元 功 ： 22 2 2 23 3 3Q dDdA NdA K D dD K QD D （ 1-2-6） 破 碎 Q立 方 米 物 料 所 需 之 功 ： 由 式 （ 1-2-7） 可 見 ， 根 據(jù) 體 積 假 說 ， 破 碎 功 只 與 破 碎比 有 關(guān) 。 體 積 假 說 只 能 近 似 地 計

32、 算 粗 碎 和 中 碎 的 破 碎 總 功 耗 ，因 為 它 只 考 慮 了 變 形 。 2 2 23 3pjpjD pjd pjDdDA K Q K Q K Q iD dln ln Xian university of science and technology 3.2 破 碎 及 粉 碎 理 論 （ 1-2-7） 3、 裂 縫 假 說 裂 縫 假 說 是 由 F.C.榜 德 （ F.C.Bond） 于 1952年 提 出 ， 它 介于 面 積 假 說 和 體 積 假 說 之 間 的 一 種 破 碎 理 論 。 裂 縫 假 說 認 為破 碎 礦 石 時 ， 外 力 首 先 使 物 料 塊

33、 產(chǎn) 生 變 形 ， 外 力 超 過 強 度 極限 以 后 ， 物 料 塊 就 產(chǎn) 生 裂 縫 而 破 碎 成 許 多 小 塊 。 榜 德 提 出 的一 個 計 算 破 碎 功 耗 的 公 式 為 ： W i 是 理 論 上 無 限 大 的 粒 度 破 碎 到 80%可 以 通 過 100m篩孔 寬 時 所 做 的 功 ， 它 在 一 定 程 度 上 表 示 物 料 粉 碎 的 難 易 程 度 ，即 可 碎 性 或 可 磨 性 ， 也 成 為 功 指 數(shù) 。 1 110 ( )iW W P F Xian university of science and technology 3.2 破 碎

34、及 粉 碎 理 論 (1-2-8) Xian university of science and technology 3.2 破 碎 及 粉 碎 理 論 榜 德 認 為 ： 破 碎 物 料 時 外 力 所 做 的 功 先 是 使 物 體 變 形 ， 當 變形 超 過 一 定 限 度 后 即 產(chǎn) 生 裂 縫 ， 儲 存 在 物 體 內(nèi) 的 變 形 能 促 使 裂縫 擴 展 并 生 成 斷 面 。 輸 入 功 的 有 用 部 分 成 為 新 生 表 面 上 的 表 面能 ， 其 它 部 分 成 為 熱 損 失 。 因 此 ， 破 碎 所 需 的 功 ， 應(yīng) 考 慮 變 形能 和 表 面 能 兩

35、項 ， 變 形 能 和 體 積 成 正 比 ， 而 表 面 能 與 表 面 積 成正 比 。 因 此 ， 根 據(jù) 榜 德 所 作 的 解 釋 ， 將 質(zhì) 量 m 的 礦 物 從 D破 碎 到d所 需 的 功 耗 A 3為 ： 3 3 31 1 1 1A K m K m id D D( ) ( ) （ 1-2-9）式 中 ： K3 綜 合 比 例 系 數(shù) 。 榜 德 假 說 適 用 于 破 碎 和 磨 碎 。 以 上 所 介 紹 的 三 種 破 碎 理 論 都 有 局 限 性 和 誤 差 ， 都 從 某一 個 角 度 解 釋 了 破 碎 的 某 一 階 段 。 面 積 假 說 只 注 意 了 新

36、 生 表 面 積 所 需 要 的 能 量 ， 而 忽 視 了物 料 破 碎 前 先 出 現(xiàn) 變 形 和 實 際 中 物 料 又 是 非 均 質(zhì) 的 。 體 積 假 說 只 考 慮 了 破 碎 時 的 變 形 能 ， 沒 有 考 慮 到 新 生 表面 積 的 增 加 ， 同 樣 具 有 片 面 性 。 裂 縫 假 說 是 介 于 面 積 假 說 與 體 積 假 說 之 間 ， 提 出 破 碎 功耗 與 D5/2成 正 比 ， 但 沒 有 充 足 的 理 論 根 據(jù) ， 而 且 由 于 它 是 根據(jù) 實 際 資 料 整 理 出 的 經(jīng) 驗 公 式 ， 所 以 具 有 一 定 的 適 用 范 圍 。

37、 Xian university of science and technology 3.2 破 碎 及 粉 碎 理 論 根 據(jù) 試 驗 研 究 證 實 ： 粗 碎 時 新 生 表 面 積 不 多 ， 體 積 假 說較 為 準 確 ， 裂 縫 假 說 結(jié) 果 不 可 靠 ； 細 碎 時 （ 破 碎 到 10 m以 下 時 ） 裂 縫 假 說 求 得 的 數(shù) 據(jù) 過 小 ， 此 時 新 生 表 面 積 增 加 ，表 面 能 是 主 要 的 ， 面 積 假 說 較 為 準 確 ； 在 粗 碎 與 細 碎 之 間的 廣 泛 范 圍 內(nèi) ， 裂 縫 假 說 比 較 適 用 ， 因 為 榜 德 的 經(jīng)

38、驗 公 式是 根 據(jù) 一 般 破 碎 設(shè) 備 得 出 結(jié) 論 ， 所 以 在 中 等 破 碎 比 情 況 下與 它 大 致 相 符 。 各 假 說 在 適 合 各 自 的 粒 度 范 圍 內(nèi) 與 實 際 情 況 的 誤 差 不 大 ，因 而 在 應(yīng) 用 時 ， 應(yīng) 正 確 加 以 選 擇 。 其 中 ， 裂 縫 假 說 較 有 實際 意 義 與 應(yīng) 用 價 值 。 Xian university of science and technology 3.2 破 碎 及 粉 碎 理 論 3.3 破 碎 機 械 在 工 業(yè) 中 應(yīng) 用 的 破 碎 設(shè) 備 種 類 繁 多 ， 其 分 類 方 法 也

39、有 多 種 。 按照 使 用 的 粒 度 范 圍 可 將 破 碎 設(shè) 備 分 為 破 碎 機 與 磨 碎 機 兩 大 類 。 兩 者 的 根 本 區(qū) 別 是 什 么 ？ 破 碎 機 可 按 工 作 原 理 和 結(jié) 構(gòu) 特 征 劃 分 為 ： 鄂 式 破 碎 機 、 圓 錐破 碎 機 、 輥 式 破 碎 機 和 沖 擊 式 破 碎 機 。 圖 為 主 要 類 型 破 碎 和 磨 碎設(shè) 備 的 原 理 示 意 圖 。 Xian university of science and technology Xian university of science and technology 目 前 ， 金

40、 屬 礦 選 礦 廠 ， 主 要 采 用 顎 式 破 碎 機 、 旋 回 破 碎機 和 圓 錐 破 碎 機 等 常 規(guī) 破 碎 設(shè) 備 。 破 碎 機 的 型 號 和 規(guī) 格 ，主 要 根 據(jù) 所 處 理 的 礦 石 性 質(zhì) 、 選 礦 廠 的 規(guī) 模 等 綜 合 比 較 確定 。 在 上 述 破 碎 機 中 ， 除 圓 錐 破 碎 機 外 ， 其 余 幾 種 在 選 煤 廠都 有 應(yīng) 用 。 此 外 ， 還 有 一 種 專 門 用 于 選 煤 的 滾 筒 碎 選 機（ 也 叫 選 擇 性 破 碎 機 ） 。 煤 是 脆 性 軟 物 料 ， 適 合 采 用 以 劈 碎 或 沖 擊 作 用 為

41、主 的 破碎 機 。 在 選 煤 廠 中 對 于 較 硬 煤 ， 特 別 是 含 矸 石 和 黃 鐵 礦較 多 的 原 煤 ， 可 采 用 以 擠 壓 為 主 的 顎 式 破 碎 機 ； 對 大 塊原 煤 的 破 碎 多 采 用 齒 輥 式 破 碎 機 ； 對 中 煤 破 碎 多 采 用 錘式 破 碎 機 和 反 擊 式 破 碎 機 ， 因 為 沖 擊 作 用 易 產(chǎn) 生 較 細 的 粒度 ， 有 助 于 凈 煤 和 矸 石 的 解 離 。 3.3 破 碎 機 械 1、 顎 式 破 碎 機 （ Jaw crusher） 俗 稱 “老 虎 口 ”， 是 破 碎 硬 物 料 最 有 效 的 設(shè) 備

42、 。 選 礦 廠 常 用 顎 式 破 碎 機 。 在 選 煤 廠 ， 若 原 煤 混 有 較多 矸 石 與 黃 鐵 礦 ， 或 將 矸 石 破 碎 作 為 沸 騰 爐 的 燃 料 時 ，常 采 用 顎 式 破 碎 機 。 物 料 在 顎 式 破 碎 機 中 的 破 碎 是 在 兩 塊 顎 板 之 間 進 行的 。 破 碎 機 的 可 動 顎 板 繞 懸 掛 軸 或 可 動 軸 對 固 定 顎 板 作周 期 性 地 靠 近 和 離 開 運 動 。 當 可 動 顎 板 靠 近 固 定 顎 板 時 ，位 于 兩 顎 板 間 的 物 料 受 以 擠 壓 為 主 的 作 用 力 而 破 碎 ； 當可 動

43、 顎 板 離 開 固 定 顎 板 時 ， 已 破 碎 的 物 料 在 重 力 作 用 下由 破 碎 機 排 料 口 排 出 。 Xian university of science and technology 3.3 破 碎 機 械 Xian university of science and technology 3.3 破 碎 機 械 破 碎 機 通 常 按 給 料 口 的 寬 度 B的 大 小 把 顎 式 破 碎 機 分 為 三 類 ：大 型 顎 式 破 碎 機 （ 600mm） ； 中 型 項 式 破 碎 機 （ 300mm600mm ） ； 小 型 顎 式 破 碎 機 （ 600m

44、m） 。 目 前 廣 泛 應(yīng) 用 的 顎 式 破 碎 機 有 簡 單 擺 動 顎 式 破 碎 機 和 復(fù) 雜 擺 動顎 式 破 碎 機 兩 種 。 1） 簡 單 擺 動 顎 式 破 碎 機 右 圖 為 國 產(chǎn) 1500（ B） 2100（ L） 型 簡 單 擺 動 顎 式 破 碎 機 構(gòu)造 圖 。 圖 中 固 定 顎 板 1又 是 機 架的 前 壁 ， 可 動 顎 板 懸 掛 在 懸 掛 軸11上 ， 兩 塊 頂 板 上 均 鑲 有 破 碎 齒板 3和 4。 在 垂 直 連 桿 7的 下 部 裝 有 前 、 后 肘 板 8和 9。 2） 復(fù) 雜 擺 動 顎 式 破 碎 機 復(fù) 雜 擺 動 顎

45、式 破 碎 機 結(jié) 構(gòu) 如 圖 1-3-12所 示 。 與 圖 1-3-11相 比 ， 復(fù) 擺 破 碎機 比 單 擺 破 碎 機 少 了 一 根 可 動 顎 板 的懸 掛 軸 ； 可 動 顎 板 與 連 桿 合 為 一 個 部件 ， 沒 有 垂 直 連 桿 ； 肘 板 也 只 有 一 塊 。 復(fù) 擺 式 破 碎 機 的 構(gòu) 造 比 簡 擺 式 破碎 機 的 構(gòu) 造 簡 單 。 但 可 動 顎 板 運 動 卻復(fù) 雜 了 ， 當 破 碎 機 工 作 時 ， 飛 輪 8帶動 偏 心 軸 6轉(zhuǎn) 動 ， 由 于 偏 心 軸 的 偏 心作 用 ， 懸 掛 在 它 上 邊 的 可 動 顎 板 2在肘 板 9

46、的 制 約 下 ， 相 對 于 固 定 顎 板 往復(fù) 地 做 一 種 復(fù) 合 擺 動 運 動 。 Xian university of science and technology 3.3 破 碎 機 械 Xian university of science and technology 3.3 破 碎 機 械 顎 式 破 碎 機 破 碎 產(chǎn) 物 粒 度 的 大 小 ， 是 通 過 改 變 其 排 料 口寬 度 來 實 現(xiàn) 的 。 破 碎 齒 板 磨 損 后 ， 其 排 料 口 寬 度 變 大 ， 破碎 產(chǎn) 物 的 粒 度 也 變 大 ， 所 以 排 料 口 寬 度 須 定 期 調(diào) 整 。 調(diào)

47、 整 方 法 主 要 有 兩 種 ： 一 種 是 墊 片 調(diào) 整 ； 另 一 種 是 楔 塊調(diào) 整 。 顎 式 破 碎 機 工 作 時 ， 在 偏 心 軸 上 裝 有兩 個 沉 重 的 飛 輪 ， 在 空 轉(zhuǎn) 行 程 中 ， 把 能量 儲 存 下 來 ； 在 破 碎 行 程 中 再 把 能 量 釋放 出 來 ， 使 得 破 碎 機 運 轉(zhuǎn) 平 穩(wěn) 。 兩 種 顎 式 破 碎 機 在 結(jié) 構(gòu) 上 差 異 造 成它 們 運 動 特 征 的 不 同 。 規(guī) 格 相 同 時 ， 復(fù)擺 式 破 碎 機 的 處 理 能 力 比 簡 擺 式 大 20 30 。 復(fù) 擺 式 破 碎 機 破 碎 比 i可 達

48、到 10， 簡 單 擺 動 破 碎 機 破 碎 比 i為 3 6。 2、 圓 錐 破 碎 機 和 旋 回 破 碎 機 （ The Cone Crusher） 圓 錐 破 碎 機 和 旋 回 破 碎 機 都 是 借 助 于 旋 擺 運 動 的 圓 錐 面 ，周 期 地 靠 近 固 定 錐 面 ， 使 夾 于 兩 個 錐 面 間 的 物 料 受 到 擠 壓和 彎 曲 來 達 到 破 碎 目 的 的 。 Xian university of science and technology 3.3 破 碎 機 械 Xian university of science and technology 3.3

49、 破 碎 機 械 1） 旋 回 破 碎 機 旋 回 破 碎 機 主 要 由 機 架 、 活 動 圓錐 、 固 定 圓 錐 、 主 軸 、 大 小 傘 輪 和偏 心 套 筒 等 組 成 。 活 動 圓 錐 的 主 軸支 承 在 橫 梁 上 面 的 固 定 懸 掛 點 A中 ，主 軸 下 部 置 于 偏 心 套 筒 內(nèi) 。 偏 心 套筒 轉(zhuǎn) 動 時 ， 使 錐 體 繞 中 軸 連 續(xù) 地 偏心 旋 回 運 動 。 活 動 圓 錐 靠 近 固 定 圓錐 時 ， 礦 石 受 到 擠 壓 而 破 碎 ； 離 開時 ， 破 碎 產(chǎn) 品 靠 自 重 經(jīng) 排 礦 口 排 出 。 圖 示 為 中 心 排 礦 式

50、 旋 回 破 碎 機 ，破 碎 比 i為 3 5。 排 礦 口 的 大 小 利 用 主 軸 上 端 的 錐 形 螺 帽 調(diào) 整 。 Xian university of science and technology 3.3 破 碎 機 械 旋 回 破 碎 機 的 規(guī) 格 是 以 最 大 給 礦 口 寬 度 （ B） 來 表 示 的 。 旋 回 破 碎 機 的 主 要 優(yōu) 缺 點 。 2） 中 、 細 碎 圓 錐 破 碎 機 圓 錐 破 碎 機 主 要 用 于 物 料 的 中 、細 碎 。 其 工 作 原 理 與 旋 回 破 碎 機 的工 作 原 理 基 本 相 同 ， 但 結(jié) 構(gòu) 上 有 許多

51、 不 同 。 中 、 細 碎 圓 錐 破 碎 機 生 產(chǎn) 能 力 大 、功 率 消 耗 低 、 破 碎 比 大 、 產(chǎn) 品 粒 度均 勻 ， 目 前 廣 泛 用 于 各 種 硬 度 礦 石的 中 碎 和 細 碎 ， 但 不 宜 處 理 粘 性 物 料 。 3、 輥 式 破 碎 機 輥 式 破 碎 機 的 工 作 部 分 是 兩 個 相 對 回 轉(zhuǎn) 的 輥 子 。 輥 子 表 面 可 以 帶齒 牙 ， 稱 為 齒 輥 式 破 碎 機 。 選 煤 廠 常 采 用 齒 輥 式 破 碎 機 ， 它 以 劈 裂 破碎 為 主 兼 有 擠 壓 折 斷 破 碎 。 按 齒 輥 數(shù) 目 ， 齒 輥 式 破 碎

52、 機 可 分 為 單 齒 輥 破 碎 機 、 雙 齒 輥 破 碎 機與 多 齒 輥 破 碎 機 。 輥 子 如 為 光 面 的 稱 為 光 輥 式 破 碎 機 ， 它 以 擠 壓 破 碎為 主 ， 兼 有 研 磨 作 用 。 Xian university of science and technology 3.3 破 碎 機 械 齒 輥 式 破 碎 機 的 工 作原 理 如 右 圖 所 示 。 雙 齒 輥破 碎 機 由 兩 個 相 對 回 轉(zhuǎn) 的齒 輥 組 成 ； 單 齒 輥 破 碎 機 由 一 個 旋 轉(zhuǎn) 的 齒 輥 和 一 個弧 形 的 破 碎 板 組 成 。 在 齒 輥 尺 寸 相 同

53、 時 ， 單 齒 輥 破 碎 機 相 對 雙齒 輥 破 碎 機 所 允 許 的 給 料 粒 度 大 ， 但 生 產(chǎn) 量小 ， 單 位 處 理 能 力 的 動 力 消 耗 多 。 只 有 當 破 碎 原 料 的 粒 度 很 大 時 ， 才 采 用 單齒 輥 破 碎 機 ， 否 則 宜 采 用 雙 齒 輥 破 碎 機 。 通常 齒 輥 式 破 碎 機 的 破 碎 比 可 達 10 15。 Xian university of science and technology 3.3 破 碎 機 械 Xian university of science and technology 3.3 破 碎 機

54、械 輥 式 破 碎 機 的 規(guī) 格 以 輥 子 的 直 徑 D與 長 度 L表 示 ， 即D L（ mm） 。 一 般 來 說 ， 齒 輥 式 破 碎 機 長 度 與 其 直 徑 的 關(guān) 系 為 L=（ 1 1.3） D。 光 輥 式 破 碎 機 用 于 硬 物 料 破 碎 ， 其 輥 子 長度 一 般 小 于 直 徑 。 齒 輥 式 破 碎 機 的 特 點 是 能 耗 小 ， 產(chǎn) 品 多 呈 立 方 形 ， 過粉 碎 程 度 低 ， 在 選 煤 廠 多 用 于 大 塊 原 煤 破 碎 ， 也 可 用 于 中煤 的 破 碎 。 Xian university of science and te

55、chnology 3.3 破 碎 機 械 4、 沖 擊 式 破 碎 機 沖 擊 式 破 碎 機 可 分 為 錘 式 破 碎 機 和 反 擊 式 破 碎 機 。 沖 擊式 破 碎 機 有 一 個 高 速 旋 轉(zhuǎn) 的 轉(zhuǎn) 子 ， 上 面 裝 有 沖 擊 錘 。 當 物 料進 入 破 碎 機 后 ， 被 高 速 旋 轉(zhuǎn) 的 錘 子 擊 碎 或 從 高 速 旋 轉(zhuǎn) 的 轉(zhuǎn) 子獲 得 能 量 ， 高 速 拋 向 破 碎 機 壁 或 特 設(shè) 的 硬 板 而 被 擊 碎 。 兩 種破 碎 機 的 破 碎 比 都 很 大 ， 適 合 于 破 碎 脆 性 軟 物 料 。 Xian university of s

56、cience and technology 3.3 破 碎 機 械 Xian university of science and technology 3.3 破 碎 機 械 1) 錘 式 破 碎 機 錘 式 破 碎 機 是 利 用 高 速 回 轉(zhuǎn) 錘 子 的 打 擊 作 用 而 進 行 破 碎 的 。 如圖 所 示 ， 工 作 時 ， 鉸 接 的 錘 頭 高 速 回 轉(zhuǎn) ， 對 給 入 的 大 塊 物 料 進 行 打擊 ， 并 使 其 拋 向 機 體 內(nèi) 壁 的 承 擊 板 上 ， 在 承 擊 板 上 物 料 進 一 步 沖 擊破 碎 后 ， 落 到 下 面 的 蓖 條 上 ， 粒 度 合

57、格 的 產(chǎn) 物 從 篦 條 縫 隙 中 排 出 ，蓖 條 上 的 物 料 繼 續(xù) 被 錘 頭 打 擊 、 擠 壓 或 研 磨 ， 直 至 全 部 透 過 篦 條 為止 。 Xian university of science and technology 3.3 破 碎 機 械 錘 式 破 碎 機 又 可 分 為 兩 類 ： 單 轉(zhuǎn) 子 錘 式 破 碎 機 和 雙 轉(zhuǎn)子 錘 式 破 碎 機 。 錘 式 破 碎 機 的 規(guī) 格 用 轉(zhuǎn) 子 工 作 直 徑 D和 轉(zhuǎn) 子 長 度 L表示 。 錘 式 破 碎 機 優(yōu) 點 :具 有 結(jié) 構(gòu) 簡 單 、 機 器 緊 湊 、 處 理 能力 大 、 破 碎

58、比 大 以 及 功 率 消 耗 小 等 。 其 主 要 缺 點 是 物 料含 水 分 過 高 時 易 堵 塞 篦 條 縫 和 錘 頭 磨 損 較 快 。 2） 反 擊 式 破 碎 機 反 擊 式 破 碎 機 的 基 本 結(jié) 構(gòu) 如 圖 所 示 。 反 擊 式 破 碎 機 也 是 利 用 沖 擊 作 用 進 行 破碎 的 。 工 作 時 ， 轉(zhuǎn) 子 高 速 旋 轉(zhuǎn) ， 物 料 由 給料 口 經(jīng) 過 篩 板 與 細 粒 分 離 后 ，大塊通過鏈幕后進入破碎腔，受到錘頭的沖擊，遭到第一次破碎，并以很大的速度拋向反擊板再次破碎，然后又從反擊板彈回到錘頭打擊區(qū)，繼續(xù)重復(fù)上述過程。物 料 在 錘 頭 和反

59、 擊 板 間 的 往 返 途 中 ， 也 相 互 碰 撞 。 物 料經(jīng) 多 次 沖 擊 ， 就 會 沿 節(jié) 理 面 破 碎 成 小 塊 。當 物 料 粒 度 小 于 錘 頭 與 反 擊 板 間 的 間 隙 時 ，則 可 進 入 下 一 個 破 碎 腔 ， 再 經(jīng) 過 反 復(fù) 破 碎 ，直 至 達 到 合 格 粒 度 時 ， 便 從 機 內(nèi) 下 部 排 出 。 Xian university of science and technology 3.3 破 碎 機 械 Xian university of science and technology 3.3 破 碎 機 械 反 擊 式 破 碎 機

60、 具 有 以 下 優(yōu) 點 ： 利 用 沖 擊 進 行 破 碎 ， 使 物 料 沿 脆 弱 面 破 開 ， 破 碎 效率 高 ， 能 耗 小 ， 處 理 能 力 大 ， 產(chǎn) 品 粒 度 均 勻 。 破 碎 比 大 。 具 有 選 擇 性 破 碎 的 特 點 。 結(jié) 構(gòu) 簡 單 ， 制 造 方 便 。 反 擊 式 破 碎 機 常 用 于 脆 性 物 料 的 中 碎 和 細 碎 ， 也 可 用于 粗 碎 。 反 擊 式 破 碎 機 的 規(guī) 格 用 轉(zhuǎn) 子 的 直 徑 D（ 指 錘 頭 端 部繪 出 的 圓 周 直 徑 ） 和 長 度 L（ 沿 軸 向 排 列 錘 頭 的 有 效 工 作 長度 ） 來

61、 表 示 。 3） 滾 筒 碎 選 機 滾 筒 碎 選 機 又 稱 選 擇 性 破 碎 機 。 它 在 工 作 過 程 中 具 有 破 碎 和 篩 分 兩 種作 用 ， 并 能 達 到 分 選 的 目 的 。 Xian university of science and technology 3.3 破 碎 機 械 滾 筒 碎 選 機 是 利 用 煤 和 矸 石 的硬 度 不 同 ， 也 就 是 利 用 在 同 樣 的 沖擊 破 碎 條 件 下 煤 和 矸 石 可 破 碎 性 的差 異 來 進 行 破 碎 和 分 選 的 。 如 圖 1-3-25所 示 ， 靠 圓 柱 形 篩 筒 內(nèi) 側(cè) 的

62、提升 板 將 煤 提 升 到 一 定 高 度 后 ， 使 其自 行 落 下 受 沖 擊 而 破 碎 ， 或 將 煤 與矸 石 解 離 ， 并 經(jīng) 篩 分 過 程 ， 使 粒 度 小 于 篩 孔 的 煤 塊 透 過 篩 面 而 與 大 塊矸 石 、 金 屬 雜 物 及 木 塊 等 分 離 ， 最后 大 塊 矸 石 或 金 屬 雜 物 從 圓 柱 形 篩筒 的 另 一 端 排 出 。 Xian university of science and technology 3.3 破 碎 機 械 使 用 滾 筒 碎 選 機 的 條 件 是 ： 煤 和 矸 石 可 碎 性 差 別 顯 著 ， 產(chǎn)物 不 要 求 保 留 大 塊 。 滾 筒 碎 選 機 的 工 藝 參 數(shù) 必 須 通 過 專 門 的試 驗 來 確 定 。 滾 筒 碎 選 機 在 選 煤 工 藝 過 程 中 ， 主 要 是 用 來 代 替 人 工 揀 矸 。