第二章粉碎技术与设备

第二章 粉碎技术与设备
粉碎： 是大块物料在机械力作用下粒度变小的过程。

粉碎是矿物加工生产中的重要环节。

根 据颗粒粉碎过
程中所形成的产品粒度特征及这一过程中所用粉碎设备设施力方式的 差别，可将物料分为四个阶
段：破碎，磨矿，超细粉碎，超微粉碎。

在粉碎过程中的 一个基本原则是“多碎少磨” 。

筛分：将粉碎后粒度不同的混合物料分成若干不同粒度级别的过程，称为筛分和分级。

粉碎作业在矿物加工行业和其他行业应用所起的主要作用是：
1 分选前共生物料中有用成分的解离，通过对原矿的粉碎，使原矿中共生的有价值的 矿物成分与脉石成分解离成相对独立的单体， 或多种有价值成分之间及脉石之间解离 成相对独立的单体， 并使物料粉碎加工至适宜特定选别方法与设备的粒度组成的范围。

同时， 还要尽量减少过粉碎现象， 即
尽量减少无法分选回收的 -0.01mm 泥化颗粒的生 成。

2 原料制备（烧结、球团，水煤浆制备，陶瓷，玻璃，粉末冶金等）
3 增加物料的比表面。

4 粉体材料的加工与表面改性。

5 环境保护
粉碎比：整个粉碎过程中达到的粉碎比叫做总共粉碎比。

筛选和分级： 将粒度不同的混合物料， 通过单层或多层筛子分成若干个不同粒度级别的过程， 称为筛分。

按照应用目的和使用场合不同，筛分作业可以分为若干种： 当筛分产品作为最终产品供给用户使用 当筛分作业是为下一道工序提供不同粒度的原料时 当筛分与粉碎设备配合使用时 当筛分作业用于粉碎前将粒度合格的物料预先分出时 筛分作业用于控制粉碎产品粒度时
湿式分级： 利用颗粒在液体介质流中沉降的速度差， 或运动轨迹的不同进行分级的过程， 湿
式分级所用的介质常用的是水，所以又称为水力分级，处理 1mm 一下的细粒物
料
闭路破碎系统： 把破碎设别与筛分设备配合并且不合格的粗粒产品返回破碎机进行再次破碎
的破碎系统
开路破碎系统：破碎产品不经筛分或不返回破碎的破碎系统
磨矿产物的细度通常用产物中小于
0.075mm （-200 目 ）的粒级所占百分比来表示。

粗碎破碎机： 1、 颚式破碎机
颚式破碎机构造简单，工作可靠，制造容易，维修方便，在冶金矿山，非金属矿山，建
筑材料，化工及其他工业部门广泛应用。

它按可动鄂板的运动特性分为两种类型：双肘
板简单摆动型（简称摆型）鄂式破碎机，单肘板复杂摆动型（简称复摆型）鄂式破碎机
2、 旋回破碎机
旋回破碎机也称粗碎圆锥破碎机，主要在大、中型金属矿山使用，按排料方式分为侧面 排料型和中心排料型，前者因易堵塞，目前广泛使用的是中心排料型旋回破碎机。

它由 工作机构，传动机构，调整装置，保险装置和润滑系统组成。

液压旋回破碎机与旋回破碎机不同之处在于：或者在主轴悬挂点的支环处安装液压缸，
使动锥质量和破碎力作用在液压缸上，或者在主轴底部设置液压缸，使主轴直接支承在
液压缸上。

用压力升降液压缸的液面，地改变排料口的大小，同时，液压缸也是保险装 置，旋回破碎机的规格用：给料口宽度 mm/ 排料口宽度 mm “ 表示 颚式破碎机与旋回破碎机的比较
独立筛分： 准备筛分： 辅助筛分： 预先筛分： 检查筛分：
颚式破碎机的优点是：结构简单，高度小，质量小，维修方便，不易堵塞，工作可靠，但生 产能力低， 要求
均匀给料，需要配合给料机， 产品粒度不均匀。

与颚 式破碎机相比， 旋回破碎
机的优点是：破碎腔深度达，工作连续， 因 而生产能力大， 单位耗电低，且工
作比较平稳，可以挤满给料，无需 设置料仓和给料机， 产品粒度均匀， 但也存
在缺点：机身较高，要求 厂方高度增大，构造复杂，质量较大，安装了，维修复
杂，不适合破 碎潮湿和粘性物料。

中、细碎破碎机：颚式破碎机、圆锥破碎机，锤式破碎机，反击式破碎机，辊式破碎机、高 压辊压机、柱磨
机
1、中、细碎圆锥破碎机的工作原理与旋回破碎机基本相似，但结构上还是有区别的，主要 区别是：
旋回破碎机的两个圆锥形状都是急倾斜的， 可动锥是正立戴头圆锥， 固定锥是倒立 截头圆锥，
这主要是微利增大给料口， 中，细碎圆锥破碎机的两个圆锥均为缓倾斜 正立截头圆锥，且两椎体
之间具有一定长度的平行粉碎料区（平行带） ，这是为了 控制产品粒度， 因为中， 细碎破碎机
的设计是以破碎产品质量和生产能力作为首要 因素考虑的； 旋回破碎机的可动锥悬挂在机器上部
的横梁上， 中、 细碎圆锥破碎机
的可动锥支承在下部的球面轴承上； 旋回破碎机采用干式防尘装置， 中、细碎圆锥 破碎机此阿
勇水封防尘装置； 旋回破碎机利用可动锥的上升或下降调整排料口的大 小，中、细碎圆锥破碎机
则通过调节固定锥（调节环）的高度位置来实现排料口宽 度的调整。

依据排料口调整装置和保险装置方式不同， 中、细碎圆锥破碎机分为 弹簧型 和 液压型圆锥 破 碎机。

中、休息圆锥破碎机依破碎腔形式分为：标准型（中碎用） 、中间型（中、细碎用） 、和短头 型 （细碎
用 ）三种。

他们的区别在于破碎腔的剖面形 状和平行带的
长度不同，标准型的动锥倾斜陡峭， 平行带短；短头型的
动锥倾斜较缓，平行带较长， 中间型介于二者之间。

中、细碎液压型圆锥破碎机有单缸式和多缸式两种。

单缸式结构简单， 应用广泛， 它是在主 轴下设有一个液压缸， 升降动锥即可调节排料口大小。

多缸液压圆锥破碎机， 机架周围的液 压缸，可调节排料口大小， 同时当铁块等非破碎物通过破碎腔是， 液缸放油， 起到保险作用。

冲击式破碎机： 是利用冲击作用进行破碎， 术语这一类破碎机的主要由反击式破碎机， 锤式 破碎机，笼式破碎机等，反击式破碎机的规格用 ”转子直径 * 转子长度“表示。

反击式破碎机优点： 破碎比大， 可以简化流程， 节省投资和管理费用； 破碎效率高， 能耗低； 产品粒度
均匀；有利于有用矿物单体解离和选择性破碎；适应性较强； 体积小，质量轻，结
构简单，制造容易，维修方便。

筛分设备：固定筛，惯性振动筛，自定中心振动筛，重型振动筛，共振筛， 影响破碎机工作的因素： 1 矿石性质的影响 2 破碎机工作参数的影响 影响筛分机工作的因素： 1 物料性质的影响 2 筛分机工作参数的影响 筛孔尺寸，筛子的运动状况，筛子的宽度和长度，筛面的倾角） 操作因素的影响
破碎的目的： 按照 ”多碎少磨 “的原则，供给棒磨， 球磨等磨机最合理的给
料粒度， 或为自磨、 砾磨提供合格的磨碎介质； 对为分离准备物料者， 使粗粒嵌布的矿
物初步单体 解离， 一边用粗粒选矿方法进行分选； 使物料达到一定要求的粒度， 供用户
直 接使用，如建筑用石料的准备。

直线振动筛，
3 操作因素的影响 （筛面
种类， 筛孔形状， 3
破碎比：给料粒度与产品粒度之比称为破碎比 破碎段数：是破碎流程的最基本单元，它由破碎或破碎与配套工作的筛分组合构成。

常用的破碎流程：
多与磨矿机组成闭路工作， 借以及时分出粒度合格产品， 少数设备用于洗矿或 矿浆脱泥、脱
水。

按分级液面的膏体，螺旋分级机又分为高堰式、浸入式、和 低堰式三种。

影响分级机
工艺效果的因素主要由设备结构、 矿石性质和操作条 件。

A=BxL=Bh/sina
L 分级槽内液面长 B 槽宽 h 下端高 a 倾角 分级面积A 水力旋流器：上不呈圆柱形，下部呈圆锥形， 圆柱体的中央插入一根溢管， 上部外侧有一与 其相切的进浆管。

影响水力旋流器工作的参数： 1从设备结构方面来讲，旋流器的直径
D 是主要参数。

2旋流器的给料口面积当量直径
Df 、溢流管内径dov 、沉砂口
直径 ds 3 锥角大小关系到矿浆向下流动的阻力和分级面大小
4 操作因素方面，给料压力直接影响着处理能力，对分级粒度 影响较
小。

水力旋流器的优点：构造简单，廉价，无运动部件，生产率高，占地面积小，分级效率高，
缺点：磨损较严重，要求给矿浓度、粒度、压力稳定，否则对工作指标影响较
大。

细筛的作用： 应用于磨矿分级回路中的分级作业， 分级效率和精度高， 可大幅度降低筛上产 物中合格粒
级含量， 从而降低磨矿分级循环负荷、 提高磨机处理能力和减少磨 矿产品的过磨泥化，
另一方面， 筛分过程对筛下产物粒度控制严格， 可消除过
1 一段破碎流程 ------ 一段破碎流程一般用来为自磨机提供合适的给料，
常与自磨机构成系统，该流程工艺简单，设备少，厂房占地面积小。

2 两段破碎流程
3 三段破碎流程。

三段破碎流程的基本形式有三段开路和三段 球磨机： 1 子型球磨机（由格子板，端盖和中空轴组成， 所以叫。

）2 溢流型球磨机 格子型球磨机与溢流型磨机相比，前者是底料浆排料， 了物料过粉碎，装球量大，磨矿效率高，生产能力大， 而后者结构简单，易于维修，产品粒度较细（一般小于 磨机中停留时间长， 生产能力比同规格格子型磨机低 的场合 棒磨机：溢流机与溢流型球磨机相似，主要区别在于：一是锥形端盖曲率较小，排料中空轴 直径比同规格球磨机大， 大型棒磨机的排矿口可以达到 1200mm ，这是为了降低磨 机中的料浆水平，加速料浆通过磨机；二是筒体长度与直径之比一般为 而一般球磨机的这一比值仅略大于 1 自磨机：是以北粉碎物料本身作为介质的磨机，有干式和湿式两种自磨机， 砾磨机：构造与格子型球磨机相似，功率大，效率高。

离心磨机：产能效率高， 行星磨机： 振动磨矿机：
—闭路两种
端盖与磨机筒体之间设有格子板，
已磨细的颗粒能及时排出，减少 但结构复杂，质量大，价格较贵， 0.2mm ）但排料液面较高，物料在 10%，易产生过粉碎， 适用与粒度较细 1.5-2.0 ，
主要用作矿物精矿浸出前的微细磨矿和超细微磨矿，也可用于水煤浆的生产 立式
螺旋搅拌磨矿机：又称塔式磨矿机，它的特点是磨矿产品细度为 以下时， 单
位能耗减低 50%-60%。

塔式磨矿机在黄金矿山应用较多， 矿浸出前的细磨。

0.1mm 用于金属
螺旋分级机：
粗的未单体解离矿粒对精矿质量的不利影响，有利于提高精矿品味。

细筛有： 1 平面细筛（击振细筛，高频振动细筛， MVS 陆凯高频细筛，美国德瑞克高频振动 细筛） 2 弧形筛 3 滚筒细筛
复式流化分级机：结构上部呈圆筒状，下部呈圆锥状。

复式流化分级机特点： 1 分级效率高，指标优越等降因素分级效率影响小
2 处理量大，电耗低
3 包括给水和排料在内的整个运行过程全部自动控制，工艺指标、产 物粒度组
成稳定。

4 适应性强。

影响磨矿分级过程的因素：
1 磨机生产率
2 待磨物料性质的影响
3 磨机结构的影响
4 磨机工作条件的影响（磨机的转速，介质填充率，介质补加制度，磨矿浓度，分级机 的工作情况） 磨矿分级工艺流程： 1球磨、棒磨流程 2 自磨流程 3 高压压（磨）工艺流程 球磨、棒磨流程：由磨碎或磨碎与配套工作的分级组成磨矿段。

分级作用分为：预先分级，检查分级，溢流控制分级 预先分级的目的：将磨碎给料机中的合格粒级预先分出来，以免造成过粉碎 检查分级：将磨碎产品中不合格粒级分出来，返回磨机再磨，以保证产品细度符合要求 溢流控制分级目的： 对前一检查分级的溢流再分级， 以获更细的溢流， 从而更严格控制分级 粒度。

影响磨矿段数的因素主要有：
两
段磨
矿
的优点： 能够得到细的产品， 能在不同磨碎段进行粗磨和细磨， 特别适用于阶段处
理。

根据第一段磨机与分级机连接方式不同，两段磨矿流程可分为三种类型：
1、 第一段开路
2、 第一段全闭路
3、 第一段局部闭路，第二段是闭路
自磨工艺有干磨和湿磨两种，选矿厂多采用湿磨。

半自磨：为了解决自磨中的难磨粒子问题，提高磨碎效率，在自磨机中加入少量钢球 湿式子磨流程： 1、
一段闭路自磨（半自磨）流程
2、 自磨 --- 细碎流程
3、 自磨 --- -砾磨流程
4、 自磨 --- --球磨流程
5、 自磨 --- -细碎 —球磨流程
6、 自磨 --- --细碎 砾磨流程
高压辊压（磨） 工艺流程：
1、 预压流程
2、 终压流程
3、 半终压流程 物料的可磨性和矿物的嵌布特性， 磨机给料粒度， 磨碎产品的 要求粒
度， 生产规模， 砂和泥分别处理的必要性， 及进行阶段 分离的必要性
等。

段和两段磨矿流程比较，一段的优点：设备少，投资低，操作简单，不会因一个磨矿段停 机影响到另一磨
矿段的工作， 停工损失小。

但磨机的给矿粒度 范围宽， 合理装球困难， 不易得到较细的最终产物， 磨矿效率 低。

4、混合压流程。