粉碎工程技术进展精品PPT课件
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第五章 食品粉碎机械与设备 食品机械 教学课件(共28张PPT)
对某一物料： 压力＞＝某一极值 或间隙＞某一极值
一般性粉碎或选择性粉 碎。由于磨碎工作外表的 差异，可以产生形形色色 (xíng xíng sè sè)的 工艺效果。
20
第二十页，共28页。
5、冲击(chōngjī)破碎(Shock)
物料在瞬间受到外来(wàilái)的冲击力时，受到 时间极短的变载荷，物料被击碎，也有利用物料 自身高速相对运动而碰撞粉碎。
适用于粉碎物粒度大于10mm的粗碎和中碎的能耗 计算
25
第二十五页，共28页。
〔三〕裂缝(lièfèng)假说
彭德假说〔Bond，1952〕： 认为粉碎能耗与裂缝长度成正比。由于裂缝长度既与体
积有关，也与面积(miàn jī)有关，故推导出： 破碎单位体积物料所需要的功与物料颗粒径〔或边长〕
的平方根成反比。 适用于粒度在1－10mm范围内粉碎物的能耗计算。
17
第十七页，共2和一个带尖棱的工作外表挤压物料时，物料 沿压力作用线的方向(fāngxiàng)劈裂，这是由于 劈裂平面上的拉应力到达或超过物料拉伸强度极限。
适用：多用于脆性 物料的破碎。
18
第十八页，共28页。
3、折断(shé duàn)(Crook)
28
第二十八页，共28页。
常用于需要微粉碎或超微粉碎的场合，一台设备损 伤可获得很大的粉碎比。
14
第十四页，共28页。
4、闭路(bìlù)粉碎
从粉碎机出来的物料流先经分粒系统，分出过粗的料粒 后重新送入粉碎机。
在这种情况下，粉碎机的工作只是针对(zhēnduì)颗粒 较大的，物料的停留时间短，所以动力消耗可以降低。
15
第十五页，共28页。
切分机械的工作原理；螺旋式榨汁机的螺杆
一般性粉碎或选择性粉 碎。由于磨碎工作外表的 差异，可以产生形形色色 (xíng xíng sè sè)的 工艺效果。
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第二十页，共28页。
5、冲击(chōngjī)破碎(Shock)
物料在瞬间受到外来(wàilái)的冲击力时，受到 时间极短的变载荷，物料被击碎，也有利用物料 自身高速相对运动而碰撞粉碎。
适用于粉碎物粒度大于10mm的粗碎和中碎的能耗 计算
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第二十五页，共28页。
〔三〕裂缝(lièfèng)假说
彭德假说〔Bond，1952〕： 认为粉碎能耗与裂缝长度成正比。由于裂缝长度既与体
积有关，也与面积(miàn jī)有关，故推导出： 破碎单位体积物料所需要的功与物料颗粒径〔或边长〕
的平方根成反比。 适用于粒度在1－10mm范围内粉碎物的能耗计算。
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第十七页，共2和一个带尖棱的工作外表挤压物料时，物料 沿压力作用线的方向(fāngxiàng)劈裂，这是由于 劈裂平面上的拉应力到达或超过物料拉伸强度极限。
适用：多用于脆性 物料的破碎。
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第十八页，共28页。
3、折断(shé duàn)(Crook)
28
第二十八页，共28页。
常用于需要微粉碎或超微粉碎的场合，一台设备损 伤可获得很大的粉碎比。
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第十四页，共28页。
4、闭路(bìlù)粉碎
从粉碎机出来的物料流先经分粒系统，分出过粗的料粒 后重新送入粉碎机。
在这种情况下，粉碎机的工作只是针对(zhēnduì)颗粒 较大的，物料的停留时间短，所以动力消耗可以降低。
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第十五页，共28页。
切分机械的工作原理；螺旋式榨汁机的螺杆
粉体工程第8讲粉碎理论课件
.
d1 d2
i1.i2.i3.i4
2.体积假说（Kick定律 1874年）
吉尔皮切夫：在相同的技术条件下，将几何 形状相似之物料粉碎成形状亦相同的成品时，粉 碎物料所消耗的能量与体积或重量成正比。
基克：粉碎比相同的物料粉碎功耗也相同。
公式推导过程：
设：n级粉碎，每级i相同
则：i总
d前均 d后均
d后均
d前均
（2-44）
d后均
mi mi
(表面积体积平均径)
di
适用范围： 8 i 15
裂纹假说：由k值知，其与物料性质及 粉碎机类型有关，故不同的粉碎阶段，粉碎 机不同，k值也不同。
表面假说：只考虑生成新表面积，这对 均质的非晶体物质（如石膏）还是比较正确 的，但其对物理机械特性层理，微小裂纹都 没有考虑。
如果把给料和产品的粒度分布写成n×1， 则B实际是n×n矩阵。于是，粉碎过程的矩阵 式如下：
矩阵方程式 P=B.f
（2-47）
（2）选择函数 进入粉碎过程的各个粒级受到的碎裂具 有随机性，这一随机性的概率函数称选择函 数。 设：Si：某一粒级原料被破碎的质量百分数 n：给料粒级 fi：每个粒级的总质量
同理：lg
d后均
(lg dimi mi
)
(体积平均径)
（2-43）
物理基础：粉碎外力与物料内部引起应
力和产生变形，它们之间的应变关系符合直
线法则。 适用范围：粗碎作业 i＜8
3.裂纹假说（Bond 1952年）
粉碎所消耗的能量与碎成料直径的平方
根成反比．
物理基础：外力→应力→裂纹→破碎
W k( 1 1 )(J / kg)
11 Wi ki ( di d前均 )qi (J)
粉碎、筛析、混合(中药制药技术课件)
适应 1）常温下粉碎困难的物料，即软化点、熔点 低的及热可塑性物料，如树脂、树胶等； 2）富含糖分粘性的药物； 3）获更细的粉末； 4) 保留挥发性成分。
小贴士：五药单独：
2023/11/12 脂胶粘膏低温（只叫年糕）
20
超细粉碎
超 细 粉 碎
破壁率达95%以上
纳米粉体：1-100nm 亚微米粉体：0.1-1μm
小贴士：五药单独：
2023/贵11/1重2 细料、毒剧药、氧化还原、树脂胶、坚硬
14
混合粉碎—串料
混合粉碎：将数种药料掺合进行粉碎。
串料法:含糖类较多的黏性药物，先将处方中其他药物干燥粉碎， 然后取一部分粉末与此药物掺研，使成不规则的碎块和颗粒，在 60℃以下充分干燥后再粉碎（俗称串料法）如熟地、黄精、桂圆 肉、玉竹、山萸肉、枸杞、天冬、麦冬、首乌、牛膝等
微米粉体： 1μm以上
2023/11/12
21
粉碎设备
1 常规粉碎设备 柴田式粉碎机 万能粉碎机 球磨机
2023/11/12
球磨机
万能粉碎机 22
粉碎设备
2 超细粉碎设备 流能磨 振动磨
2023/11/12
产品出口
加料斗
粉碎室 空气 喷嘴
23
注意安全 粉
碎
高速旋转粉碎机要先开机后加
器
药防止烧毁电机
药筛的标准
➢ 中国国家标准对金属丝以网孔尺寸为基本尺寸，以筛孔内径大小表示（μm）表示；
➢ 工业用筛常用“目”表示，目是以一英寸（2.54Cm）长度上所含筛孔数目的多少 。
2023/11/12
29
药筛的规格
筛号 一号筛 二号筛 三号筛 四号筛 五号筛 六号筛 七号筛 八号筛 九号筛
研磨及粉碎机械设备PPT课件
—— 提高混合物料中不同物料粒度的均匀性 ◇ 防止离析现象(自动分级)，如：调味粉、饮料粉等。
—— 进行选择性粉碎 ◇ 利于物料内部组分分离，如：玉米脱胚、小麦提粉等。
—— 增加固体表面积 ◇ 利于后续处理，如：果蔬的后续干燥脱水。
—— 利于计量包装
7
3.1.4 粉碎的方式
（1）挤压——物料在两个工作构件之 间受到缓慢增长的压力作用而被粉碎。
• 喂入口设置于转子主轴的一 侧，沿其轴向进入粉碎室；
• 筛片包角 为360o， 构成圆 形或水滴形环筛。
• 特点：粉碎室宽度较小，结 构简单，筛理面积大，粉碎 效率高，可远距离或通过软 管多点取料，转子可正反两 个方向作业。
• 应用：多见于小型粉碎机。
26
3.2.1 锤片式粉碎机
③ 径向喂入式
(c)径向喂入式 1－进料斗； 2－转子辐板； 3－锤片； 4－筛片； 5－出料口
13
3.1.6 粉料测定方法
（1）显微镜法（直接） （2）筛分（直接） （3）沉降法（沉降速度大小判断） （4）气流法（气流通过物料速度大小） （5）吸附法（特别物料被吸附量） （6）激光衍射法（粒度分析仪）
14
激光粒度分析仪工作原理
检测器
激
样品
光
颗粒
• 激光发生散射现象，产生散射角大小来反映粒径——粒径区间。
• 辊式磨粉机 广泛用于小麦制粉工业，也用于酿 酒厂的原料破碎等工序；
• 精磨机 用于巧克力的研磨； • 多辊式粉碎机 用于啤酒厂各种麦芽的粉碎加工。 • 可用于油料轧坯、糖粉加工、麦片加工等。
• 有辊式破碎机、齿辊破碎机、轧坯机、胶辊砻 谷机、碾米机等具体机型。
31
3.3.1 辊式磨粉机工作原理
—— 进行选择性粉碎 ◇ 利于物料内部组分分离，如：玉米脱胚、小麦提粉等。
—— 增加固体表面积 ◇ 利于后续处理，如：果蔬的后续干燥脱水。
—— 利于计量包装
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3.1.4 粉碎的方式
（1）挤压——物料在两个工作构件之 间受到缓慢增长的压力作用而被粉碎。
• 喂入口设置于转子主轴的一 侧，沿其轴向进入粉碎室；
• 筛片包角 为360o， 构成圆 形或水滴形环筛。
• 特点：粉碎室宽度较小，结 构简单，筛理面积大，粉碎 效率高，可远距离或通过软 管多点取料，转子可正反两 个方向作业。
• 应用：多见于小型粉碎机。
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3.2.1 锤片式粉碎机
③ 径向喂入式
(c)径向喂入式 1－进料斗； 2－转子辐板； 3－锤片； 4－筛片； 5－出料口
13
3.1.6 粉料测定方法
（1）显微镜法（直接） （2）筛分（直接） （3）沉降法（沉降速度大小判断） （4）气流法（气流通过物料速度大小） （5）吸附法（特别物料被吸附量） （6）激光衍射法（粒度分析仪）
14
激光粒度分析仪工作原理
检测器
激
样品
光
颗粒
• 激光发生散射现象，产生散射角大小来反映粒径——粒径区间。
• 辊式磨粉机 广泛用于小麦制粉工业，也用于酿 酒厂的原料破碎等工序；
• 精磨机 用于巧克力的研磨； • 多辊式粉碎机 用于啤酒厂各种麦芽的粉碎加工。 • 可用于油料轧坯、糖粉加工、麦片加工等。
• 有辊式破碎机、齿辊破碎机、轧坯机、胶辊砻 谷机、碾米机等具体机型。
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3.3.1 辊式磨粉机工作原理
制剂生产基本单元操作—粉碎、筛分与混合(药物制剂课件)
(3)扩散混合
由于粒子的无规则运动，在相邻粒子间发生相互交换位置而进行 的局部混合。
三、混合方法
搅拌混合 研磨混合 过筛混合
实验室常用：搅拌、研磨、过筛等。 大生产多用：搅拌、容器旋转方式。
四、混合设备
容器旋转型混合机 容器固定型混合机
回转型混合机 二维运动混合机 三维运动混合机
槽型混合机
螺旋锥形混合机
举例： “加液研磨法” “水飞法”
粉碎的方式方法
低温粉碎
• 特点：①适于常温粉碎困难的物料，软化点低、熔点低及 热可塑性物料。树脂、树胶、干浸膏等。 ②可用于富含糖分，具一定粘性的物料。 ③可获得更细的粉末。 ④能保留挥发性成分。
粉碎的方式方法
低温低粉温碎粉碎
方法 ①物料先行冷却或在低温条件下迅速粉碎。 ②物料与干冰或液氮混合后粉碎。 ③粉碎机壳通循环低温冷却水。 ④组合运用上述方法。
一、概述
1、定义
把两种或两种以上的组分均匀混合的操作。 2、目的 ①使各组分在制剂中均匀一致 ②保证药品剂量准确，用药安全
二、混合机理
(1)对流混合
固体粒子群在机械转动的作用下产生较大的位移时产生的总体混 合。
(2)剪切混合
由于粒子群内部力的作用结果产生滑动面，破坏粒子群的团聚状 态而进行的局部混合。
n=粉碎前粒度D/粉碎后粒度d
粉碎的机理
粉碎过程中常用的外力
粉碎过程主要是依靠外加机械力的作用破坏物质分子间的内聚力来实现的。
冲击力(impact)；
压缩力(compression)
剪切力(cutting)；
弯曲力(bending)
冲击
压缩
剪切
弯曲
研磨
研磨力(rubbing)
由于粒子的无规则运动，在相邻粒子间发生相互交换位置而进行 的局部混合。
三、混合方法
搅拌混合 研磨混合 过筛混合
实验室常用：搅拌、研磨、过筛等。 大生产多用：搅拌、容器旋转方式。
四、混合设备
容器旋转型混合机 容器固定型混合机
回转型混合机 二维运动混合机 三维运动混合机
槽型混合机
螺旋锥形混合机
举例： “加液研磨法” “水飞法”
粉碎的方式方法
低温粉碎
• 特点：①适于常温粉碎困难的物料，软化点低、熔点低及 热可塑性物料。树脂、树胶、干浸膏等。 ②可用于富含糖分，具一定粘性的物料。 ③可获得更细的粉末。 ④能保留挥发性成分。
粉碎的方式方法
低温低粉温碎粉碎
方法 ①物料先行冷却或在低温条件下迅速粉碎。 ②物料与干冰或液氮混合后粉碎。 ③粉碎机壳通循环低温冷却水。 ④组合运用上述方法。
一、概述
1、定义
把两种或两种以上的组分均匀混合的操作。 2、目的 ①使各组分在制剂中均匀一致 ②保证药品剂量准确，用药安全
二、混合机理
(1)对流混合
固体粒子群在机械转动的作用下产生较大的位移时产生的总体混 合。
(2)剪切混合
由于粒子群内部力的作用结果产生滑动面，破坏粒子群的团聚状 态而进行的局部混合。
n=粉碎前粒度D/粉碎后粒度d
粉碎的机理
粉碎过程中常用的外力
粉碎过程主要是依靠外加机械力的作用破坏物质分子间的内聚力来实现的。
冲击力(impact)；
压缩力(compression)
剪切力(cutting)；
弯曲力(bending)
冲击
压缩
剪切
弯曲
研磨
研磨力(rubbing)
固体废物处理与处置固体废物破碎PPT教学课件
搂发菜破坏极大，经调查计算，产生1.5～2.5两发 菜,需要搂10亩草场,1.5～2.5两发菜的收入为40～ 50元,即“40～50元的发菜收入，破坏了10亩草场， 导致草场10年没有效益”。加上人群吃住烧占等造 成的经济损失，国家每年因搂发菜造成的环境经济 损失近百亿元，而发菜收益仅几千万元。代价太大， 得不偿失。
3.危害 通过饮水或食物链危害人的健康；造成水体富养化。
4.解决措施 强化对饮用水源取水口的保护；严格控制污染源； 加大城市污水和工业废水的治理力度，建立污水处 理厂；实现废水资源化利用，改进、改良生产工艺。
【点拨】水体富养化的形成、表现及危害 ①N、P等元素是植物生长必需的营养元素，但是水 体中N、P的增多会引起水体富养化，造成水体污染。 ②N、P等造成的水体富养化，其结果若表现在海洋 中称为赤潮，若表现在湖泊等淡水中称为水华。 ③生态系统调节水华和赤潮的方式是正反馈调节。
生态入侵：
薇甘菊（飞机草）是喜生长于光照、水分条件较好 和年均温度在21℃以上的地区，对土壤的要求很 低，具有超强繁殖能力的攀援藤本植物。在攀上灌 木和乔木之后，能迅速形成整株覆盖之势，并分泌 毒汁，抑制其他植物生长。对于6～8米高的几乎 所有树种都有严重威胁，通常造成成片树林枯萎死 亡。
【例2】造成野生动植物资源濒危和灭绝的主要原因是 ()
第二节 破碎机
• 选择破碎机类型时，必须综合考虑下列因素 ： • A所需要的破碎能力； • B固体废物的性质和颗粒的大小； • C对破碎产品粒径大小、粒度组成、形状的要
求； • D供料方式； • E安装操作场所情况等。
固体废物常用的破碎机类型
• 颚式破碎机 • 锤式破碎机 • 冲击式破碎机 • 剪切式破碎机 • 辊式破碎机和球磨机等。
粉碎设备设计计算ppt课件
最后，决定选用简摆pJ1200x1500型，总功率小。
“雪亮工程"是以区（县）、乡（镇） 、村（ 社区） 三级综 治中心 为指挥 平台、 以综治 信息化 为支撑 、以网 格化管 理为基 础、以 公共安 全视频 监控联 网应用 为重点 的“群 众性治 安防控 工程” 。
2.2第二段粉碎设备的选择与计算
“雪亮工程"是以区（县）、乡（镇） 、村（ 社区） 三级综 治中心 为指挥 平台、 以综治 信息化 为支撑 、以网 格化管 理为基 础、以 公共安 全视频 监控联 网应用 为重点 的“群 众性治 安防控 工程” 。
2
原矿
预先1
筛分
预先
5 筛分
6
9
10 11
预先筛分
14
3 粗碎
4
7 中碎
8
Cs 12
细碎 13
E1=65% 1.7 、计算各产物的产率和重量 ⑴第一段破碎作业：
Q1=1398.6t/h，γ1=100% Q2= Q1β1，-180 E1=1398.6×0.30×60%=251.7t/h γ2= Q2/Q1=251.7/1398.6=18.0%
Q3 =Q1- Q2=1146.9t/h
γ3=γ4=1-γ2=82.0%
3 75
1粉碎流程的选择与计算 “雪亮工程"是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。 1.1、计算总破碎比，选择破碎流程方案
S=900/12=75 初步拟定选用粗碎、中碎前有预先筛分的三段一闭路
1， 3 15
0 .7 0
Q12= Q13= Q1×Cs=1398.6×105.71%=1478.5t/h γ12=γ13= 105.71% Q10= Q9+Q13=2877.06t/h γ10=γ9+γ13=205.71% γ11=γ1=100% Q11= Q1=1398.6t/h β9，-15——产物9中小于15mm粒级含量，（图4-6）。
“雪亮工程"是以区（县）、乡（镇） 、村（ 社区） 三级综 治中心 为指挥 平台、 以综治 信息化 为支撑 、以网 格化管 理为基 础、以 公共安 全视频 监控联 网应用 为重点 的“群 众性治 安防控 工程” 。
2.2第二段粉碎设备的选择与计算
“雪亮工程"是以区（县）、乡（镇） 、村（ 社区） 三级综 治中心 为指挥 平台、 以综治 信息化 为支撑 、以网 格化管 理为基 础、以 公共安 全视频 监控联 网应用 为重点 的“群 众性治 安防控 工程” 。
2
原矿
预先1
筛分
预先
5 筛分
6
9
10 11
预先筛分
14
3 粗碎
4
7 中碎
8
Cs 12
细碎 13
E1=65% 1.7 、计算各产物的产率和重量 ⑴第一段破碎作业：
Q1=1398.6t/h，γ1=100% Q2= Q1β1，-180 E1=1398.6×0.30×60%=251.7t/h γ2= Q2/Q1=251.7/1398.6=18.0%
Q3 =Q1- Q2=1146.9t/h
γ3=γ4=1-γ2=82.0%
3 75
1粉碎流程的选择与计算 “雪亮工程"是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。 1.1、计算总破碎比，选择破碎流程方案
S=900/12=75 初步拟定选用粗碎、中碎前有预先筛分的三段一闭路
1， 3 15
0 .7 0
Q12= Q13= Q1×Cs=1398.6×105.71%=1478.5t/h γ12=γ13= 105.71% Q10= Q9+Q13=2877.06t/h γ10=γ9+γ13=205.71% γ11=γ1=100% Q11= Q1=1398.6t/h β9，-15——产物9中小于15mm粒级含量，（图4-6）。
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2
矿物加工新技术
advanced technology of mineral processing
破碎和磨矿的作用原理表明：强化破碎，尽量降 低入磨粒度，是提高碎磨效率、降低选矿成本的重 要途径。
世界上约12%的电能用于粉碎物料，其中大约15 ％用于破碎，85％以上消耗于磨碎。由于破碎机与 磨机相比，金属消耗量和电耗较小、便宜、运转维 护简单,并且磨机的效率只有1％，而破碎机的效率 可达10％。因此，适宜“多碎少磨”。
9
矿物加工新技术
advanced technology of mineral processing
图1 自冲击破碎机原理
10
矿物加工新技术
advanced technology of mineral processing
（5）交叉交变料层粉碎方法 德国Klausthal技术大学K.Schfne教授等进一步
3
矿物加工新技术
advanced technology of mineral processing
（2）选择性磨矿，提供合理粒级，提高分选指标。 在矿物分选作业中，矿物的单体解离度、粒径
以及粒级分布对选别指标具有很大的影响，提供充 分的解离度、合理的粒径和粒级分布是获得理想选 别指标的前提。
4
2.1.2 粉碎理论及试验方法 粉碎理论进展如下：
中南大学的张智铁教授运用突变理论，将物料粉
碎过程中状态演变行为的研究转化为对系统势函数
的研究，提出了尖点模型和燕尾模型等物料粉碎模
型。
6
矿物加工新技术
advanced technology of mineral processing
张教授从物料系统状态的失稳和稳定性研究出
发，将物料粉碎机理研究推进到非线形热力学和非
自冲击破碎理论是上世纪8O年代初，新西兰BARMAC 公司的布赖恩·巴特立和吉姆·麦克唐纳提出的。传统 的冲击破碎机是靠旋转的板锤直接冲击石料，对石料破 碎并给石料破碎所需动能，板锤在破碎石料的过程中自 己也在快速消耗。与传统的冲击破碎方式不同，自冲击 破碎则是石料与石料之间的冲击破碎，一部分石料通过 高速旋转装置获得动能，与另一部分伞状以瀑落而下的 石料冲击破碎，在破碎腔内一部分石料形成自衬式工作 部件，使机器本身不受磨损。
advanced technology of mineral processing
2.1 概述 2.1.1 粉碎作业在矿物加工中的重要性
（1）多碎少磨，降低成本，提高效益 我国粉碎工程领域每年破碎矿石和各种物料约
为18亿t，用电量为250～300亿度，占全国总用电 量的10％左右，钢耗约为250万t。在矿物加工中， 破碎和磨矿是两个最关键、但也是能耗最高的工序， 它的消耗构成了整个选矿厂生产成本的主要部分， 能耗和钢耗占选矿厂生产成本的60％以上。
粉碎试验研究方法如下： （1）Bond功指数试验方法：包括低能式冲击破 碎功指数、高能式冲击破碎功指数，球磨功指数， 棒磨功指数，自磨介质指数，金属磨损指数。 （2）其他试验法：可磨度试验，可碎性试系数， 洛杉矶岩石可磨性试验，模拟试验法。 （3）粒度与粒级分析：筛析，水析。
12
2.1.3 粉碎工程技术的发展特征
线性动力学范畴，选择超熵作为物料系统的
Lyapounov函数来判断系统的稳定性，阐明了物粉
碎是一个由定态到先稳再到新定态过程的耗散结构。
根据岩石内缺陷的分形特点，运用分形理论推导了
强度与缺陷分布维数之间的关系，建立了粉碎颗粒
粒度分布模型，找到了分维数、分布指数与破碎概
率之间的关系，用颗粒表面分维数Ds将三个功耗理
论统一起来。
7
矿物加工新技术
advanced technology of mineral processing
（3）层压破碎理论
与传统的挤压破碎理论不同，传统的挤压破碎
认为石料的破碎是基于单颗粒发生在颗粒与衬板之
间，层压破碎认为石料颗粒的破碎不仅发生在颗粒
与衬板之间，同时也大量发生在颗粒与颗粒之间。
（1）早期的破碎理论
矿物加工新技术
advanced technology of mineral processing
实际运用中，这三大理论各自仅反映粉碎过程的某一
阶段，互不矛盾。对于粗粒物料的粉碎过程，“体积说”
比较接近于实际；对于细粒物料，“面积说”与实际过程
较吻合；“裂缝说”使用于中等粒度的粉碎过程。
5
矿物加工新技术
advanced technology of mineral processing
（2）尖点模型和燕尾模型
由于受历史条件和科研手段的限制，这些理论均
建立在动力学、平衡态、连续渐变过程和稳定过程
基础上。但实际上岩石内缺陷的分布是随机的，粉
碎过程是不连续、突变、不可逆、非线形、离散的
开放系统。
发展料层粉碎理论，提出了交叉交变料层粉碎方法。 将石灰石、碳化硅等不同硬度、粒度为-40um的物料 放在一个特制的模具内，用4个压头呈十字形安放， 从相互垂直的两个方向交替施加高压，压力为100～ 700MPa。结果产生了-2～-5um的产品，能耗低于辊 压机。
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矿物加工科技前沿
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其特征是在破碎室的有效破碎段形成高密度的
多个颗粒层，将充足的破碎功作用于石料颗粒群，
在充分发挥层压破碎的同时充分利用了石料破碎过
程中所产生的强大碎片飞动能对相邻石料进行再破
碎，获得极高的破碎率。
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（4）自冲击破碎理论及自冲击破碎机
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第二章 粉碎工程技术进展
2.1 概述 2.2 破碎工程技术进展 2.3 磨矿工程技术进展 2.4 筛分技术进展 2.5 分级技术进展 2.6 超细磨技术进展 2.7 其他特殊粉碎方法和设备
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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（1）国内外一致认识到降低最终破碎产品粒度(即入磨 粒度)是粉碎作业增产、节能、降耗的重要途径，并从工艺 上和设备上进行了不懈的努力。国内粉碎工程界概括性地将 这一思想归纳为“多碎少磨”。
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破碎和磨矿的作用原理表明：强化破碎，尽量降 低入磨粒度，是提高碎磨效率、降低选矿成本的重 要途径。
世界上约12%的电能用于粉碎物料，其中大约15 ％用于破碎，85％以上消耗于磨碎。由于破碎机与 磨机相比，金属消耗量和电耗较小、便宜、运转维 护简单,并且磨机的效率只有1％，而破碎机的效率 可达10％。因此，适宜“多碎少磨”。
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图1 自冲击破碎机原理
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（5）交叉交变料层粉碎方法 德国Klausthal技术大学K.Schfne教授等进一步
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（2）选择性磨矿，提供合理粒级，提高分选指标。 在矿物分选作业中，矿物的单体解离度、粒径
以及粒级分布对选别指标具有很大的影响，提供充 分的解离度、合理的粒径和粒级分布是获得理想选 别指标的前提。
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2.1.2 粉碎理论及试验方法 粉碎理论进展如下：
中南大学的张智铁教授运用突变理论，将物料粉
碎过程中状态演变行为的研究转化为对系统势函数
的研究，提出了尖点模型和燕尾模型等物料粉碎模
型。
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张教授从物料系统状态的失稳和稳定性研究出
发，将物料粉碎机理研究推进到非线形热力学和非
自冲击破碎理论是上世纪8O年代初，新西兰BARMAC 公司的布赖恩·巴特立和吉姆·麦克唐纳提出的。传统 的冲击破碎机是靠旋转的板锤直接冲击石料，对石料破 碎并给石料破碎所需动能，板锤在破碎石料的过程中自 己也在快速消耗。与传统的冲击破碎方式不同，自冲击 破碎则是石料与石料之间的冲击破碎，一部分石料通过 高速旋转装置获得动能，与另一部分伞状以瀑落而下的 石料冲击破碎，在破碎腔内一部分石料形成自衬式工作 部件，使机器本身不受磨损。
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2.1 概述 2.1.1 粉碎作业在矿物加工中的重要性
（1）多碎少磨，降低成本，提高效益 我国粉碎工程领域每年破碎矿石和各种物料约
为18亿t，用电量为250～300亿度，占全国总用电 量的10％左右，钢耗约为250万t。在矿物加工中， 破碎和磨矿是两个最关键、但也是能耗最高的工序， 它的消耗构成了整个选矿厂生产成本的主要部分， 能耗和钢耗占选矿厂生产成本的60％以上。
粉碎试验研究方法如下： （1）Bond功指数试验方法：包括低能式冲击破 碎功指数、高能式冲击破碎功指数，球磨功指数， 棒磨功指数，自磨介质指数，金属磨损指数。 （2）其他试验法：可磨度试验，可碎性试系数， 洛杉矶岩石可磨性试验，模拟试验法。 （3）粒度与粒级分析：筛析，水析。
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2.1.3 粉碎工程技术的发展特征
线性动力学范畴，选择超熵作为物料系统的
Lyapounov函数来判断系统的稳定性，阐明了物粉
碎是一个由定态到先稳再到新定态过程的耗散结构。
根据岩石内缺陷的分形特点，运用分形理论推导了
强度与缺陷分布维数之间的关系，建立了粉碎颗粒
粒度分布模型，找到了分维数、分布指数与破碎概
率之间的关系，用颗粒表面分维数Ds将三个功耗理
论统一起来。
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（3）层压破碎理论
与传统的挤压破碎理论不同，传统的挤压破碎
认为石料的破碎是基于单颗粒发生在颗粒与衬板之
间，层压破碎认为石料颗粒的破碎不仅发生在颗粒
与衬板之间，同时也大量发生在颗粒与颗粒之间。
（1）早期的破碎理论
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实际运用中，这三大理论各自仅反映粉碎过程的某一
阶段，互不矛盾。对于粗粒物料的粉碎过程，“体积说”
比较接近于实际；对于细粒物料，“面积说”与实际过程
较吻合；“裂缝说”使用于中等粒度的粉碎过程。
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（2）尖点模型和燕尾模型
由于受历史条件和科研手段的限制，这些理论均
建立在动力学、平衡态、连续渐变过程和稳定过程
基础上。但实际上岩石内缺陷的分布是随机的，粉
碎过程是不连续、突变、不可逆、非线形、离散的
开放系统。
发展料层粉碎理论，提出了交叉交变料层粉碎方法。 将石灰石、碳化硅等不同硬度、粒度为-40um的物料 放在一个特制的模具内，用4个压头呈十字形安放， 从相互垂直的两个方向交替施加高压，压力为100～ 700MPa。结果产生了-2～-5um的产品，能耗低于辊 压机。
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其特征是在破碎室的有效破碎段形成高密度的
多个颗粒层，将充足的破碎功作用于石料颗粒群，
在充分发挥层压破碎的同时充分利用了石料破碎过
程中所产生的强大碎片飞动能对相邻石料进行再破
碎，获得极高的破碎率。
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第二章 粉碎工程技术进展
2.1 概述 2.2 破碎工程技术进展 2.3 磨矿工程技术进展 2.4 筛分技术进展 2.5 分级技术进展 2.6 超细磨技术进展 2.7 其他特殊粉碎方法和设备
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（1）国内外一致认识到降低最终破碎产品粒度(即入磨 粒度)是粉碎作业增产、节能、降耗的重要途径，并从工艺 上和设备上进行了不懈的努力。国内粉碎工程界概括性地将 这一思想归纳为“多碎少磨”。