第1章 概述

环球磨测定仪

表达式：GI＝13+6.93W，W为通过200目筛的筛下料重量。 GI值越大，易碎性越好。
易碎性评价指标


Bond粉碎功指数 表达式：
标准球磨机:
Φ305x305mm 钢球285个,19.5Kg, Φ36.5, Φ30.2, Φ25.4, Φ19.1, Φ15.9mm. 物料粒度小于3360μm,体积700L. 试验: 取物料Mp(g)以70rpm粉碎一定时间,以规定筛目DPI μm 进行筛分,筛余量W, 筛下量Mp-W, 求每磨一转的筛下量Gbp, 再 取与筛下量相等的新料与筛余量混合作为新物料入磨.球磨机 的回转次数按保持250%循环, 反复试验至达到稳定的Gbp,求 最后三次平均值,即为易磨性值. 若以DF80 μm表示试料80%通 过量的孔径, DP80表示产品80%通过量的孔径.则Bond粉碎功 指数Wi(kw· h/t)可表示为:
图1-1 常用的几种粉碎方法
(a)挤压法；(b)冲击法；(c)磨削法；(d)劈裂法
粉碎方法的选用
根据物料的性质、尺寸及需要粉碎的程度来选 用适当的粉碎方法。 坚硬物料的粗、中碎－挤压法 脆性和软质物料的破碎－冲击法或劈裂法 粉磨－磨削法和冲击法 粘湿物料－磨削法或配以挤压法

§1-3 粉碎系统
粒度分布


粒度分布的表达形式 粒度分布表格
多用于筛分析法测定粒度分布的数据记录中，是表示粒度分布 的最简单、原始的形式。

粒度分布曲线
为了直观方便地反映和比较颗粒组成特性，以粒度分布数据为 基础采用作图法来绘制粒度分布曲线。

粒度分布方程
对粒度最精确最简便的描述是用数学方程，即粒度分布方程。 用它不仅可以表示粒度的分布规律，而且还可用解析法求取各种平 均径、比表面积等粉体特性参数，以及进行各种基准换算。另外， 在实际测定时，还能减少决定分布所需的测定次数，即只需根据几 个测定数据就可推断出整个粒度分布的规律。
粒度分布
以长石粉料的筛分析粒度为例： R 孔径 筛上物长石粉料的累积分布 筛上物累积
/mm 0.63 0.50 0.40 0.32 0.20 0.13 /g 0.25 7.00 11.27 15.77 24.86 48.60 /g 0.25 7.25 17.52 34.29 59.15 17.75 /％ 0.2 5.8 14.8 27.4 47.3 86.2

粒径的表示方法
粒径的定义：表示颗粒大小的尺寸，叫做粒径。 单颗粒粒径：颗粒在空间范围所占大小的线性尺度

。
平均径 圆当量径 球当量经 定向径
表1-1 单颗粒粒径的计算方法

颗粒群平均粒径 对于一堆大小不同、形状不规则的颗粒 群，除算出单颗粒的平均径外，还要将不同 大小的单颗粒粒径再加以平均，确定一个能 代表全部颗粒的平均尺寸。 含有许多颗粒的粉体或分散体系中的分 散相，称为颗粒群。
粒度分布

粉碎产品的粒度组成（粒度分布）

定义：将颗粒群以一定的粒度范围按大小顺序分为若干级别 （粒级），各级别粒子占颗粒群总量的百分数。
粒度分布范围越窄，其分布的分散程度就越小，集中度也就越高。

粒度分布的表示方法

频率分布：粒级范围为Δd 内的颗粒质量占颗粒群总质量W的百分数为 ΔW，则(ΔW/W)/ Δd 为频率f(%/Δd)。



粒度分布测试方法

光散射法和消光法

光散射法：通过测量颗粒的散射光强度或偏振情况、散射光通 过量或透过光地强度来确定粒度。
仪器：Malvern激光测粒仪 原理：采用He－Ne激光器，利用衍射散射的角分布随粒径改变 的原理来球颗粒群粒度分布。 测量范围：0.5～1800μm
粒度分布测试方法


破碎系统的基本流程
(a)单纯破碎系统；(b)、(d)带有预先筛分的破碎流程；(c)、 (d)带有检查筛 分的破碎系统。
破碎系统的分类
开流（开路）流程: 凡是不带筛分或仅有预先筛 分的破碎流程，从破碎机卸出的物料全部作为产 品，不再经破碎机循环。 圈流（闭路）流程：凡是有检查筛分的破碎流程 ，经过检验不符合粒度要求的产品重新送回破碎 机再次破碎，直到符合要求为止。
破碎系统
开流流程的特点 优点：流程简单，设备少，扬尘点也比较少。 缺点：当要求破碎产品粒度较小时，开流流程的 破碎效率低，在用一级或二级破碎时，产品有时 会含有少数大于合格产品的料块。 圈流流程的特点 优点：可将大块物料筛去，保证产品粒度合格， 破碎效率较开流为高。 缺点：所需设备较多，流程复杂。
消光法：通过测量经颗粒群散射和吸收后光强度在入射方向 上的衰减来确定粒度。
粒度分布测试方法

电传感法—库尔特计数器 原理：将被测颗粒分散在导 电的电解质溶液中，在该导电 液中臵一开有小孔的隔板，并 将两个电极分别于小孔两侧插 入导电液中。在压差作用下， 颗粒随导电液逐个地通过小孔。 每个颗粒通过小孔时产生的电 阻变化表现为一个与颗粒体积 和直径成正比的电压脉冲，如 图1.28所示。 仪器：库尔特计数器 ，D0： 15～200μm， 电 解 质 液 ： NaOH或Na3PO4。 测量范围：取决于小孔直 径、测量电压脉冲的灵敏度以 及噪声干扰。通常约为0.5～ 1000μm。
课时：2学时 重点：粉碎的基本概念、分类和基本原理， 粉碎方法，粒度，易碎性， 粉碎机械的分类。
第1章 概述（粉碎机械）
§1-1 粉碎过程


粉碎过程的定义 物料在外力的作用下，克服了内聚力，使之碎裂的过程， 称为粉碎过程。 外力



人力 机械力 ——将大块物料碎裂为小颗粒物料 电力 爆破 —— 矿山采石
根据处理的物料性质、粒度大小、要求的粉碎比、 生产规模以及使用的粉碎机等，可能有各种不同 的粉碎系统。 粉碎系统包括粉碎级数和每级中的流程两个方面。 破碎系统的级数主要取决于物料要求的粉碎比和 破碎机的类型。 应力求减少破碎的级数。 目前破碎系统有向减少破碎级数、简化生产流程， 且有在单一工序中同时进行破碎、烘干等多种作 业的方向发展。
粒度分布测试方法

气体吸附法
粒度分布测试方法

粒度分布测试方法的选择
测定方法 粒度范围 （μm） 筛析法 ＞40 光学显微镜法 500～0.5
测定方法
粒度范围 （μm） 吸附法（气相） ～0.001 10 吸附法（液相） ～0.001 10
电子显微镜法 10 ～0.001 通过细孔法 500 ～0.5 沉降法（液相） ～0.5 500 风析法（气相） ～1 100 离心力法 5 ～0.01 扩散法 0.5 ～0.001
Wi 44 .5 10 10 0 0 DP.123 GbP .82 D DF 80 P 80 1.10
易碎性评价指标

Bond功指数与Hardgrove 指数之间的关系：
Wi 435 GI 0.91

Wi越大，越难粉碎。
§1-5 粉碎产品的粒度特性
粒级 平均 质量 个数 平均 质量 个数 粒径 频率 粒径 频率 频率 频率 （μm） （μm） （%/Δd）（%/Δd） （μm） （%/Δd）（%/Δd）
粒级 （μm）
＜20 20～25
25～30

～10 22.5
27.5 32.5
6.5 15.8
23.2 23.9
19.5 25.6
24.1 17.2

Βιβλιοθήκη Baidu 粉磨流程

粉磨系统也分为开流和圈流两种流程。
§1-4 物料的易碎性
定义 物料粉碎的难易程度，称为易碎性。 影响易碎性的因素

强度 硬度 密度 结构的均匀性 含水量 粘性 裂痕 表面情况 形状

易碎性的评价指标

易碎系数（KM）
Eb KM E
Eb－粉碎标准物料的单位电耗（J/t）； E －粉碎风干状态下该一物料的单位电耗（J/t）

物料的易碎系数越大，越容易粉碎。 水泥工业中，一般选用中等易碎性的回转窑水泥熟料作为 标准物料，取其易碎系数为1。 已知某一种粉碎机在粉碎某一种物料的生产能力Q，利用 易碎系数，就可以求出这台粉碎机在粉碎另一种物料时的 生产能力Q1，即
Q1 K M 1 Q KM
易碎性评价指标

Hardgrove指数
7
频率分布
累积分布
粒度分布
粒度分布测试方法


粒度分布测试方法
筛分析：让粉体试样通过一系列不同筛孔的标准筛，将其分离成若干个粒级。分别称重，求得以 质量百分数表示的粒度分布。测量范围：100mm～20μm。 显微镜法 光学显微镜 测量范围：0.3～200μm。 特点：直观性好，可观察粒子形状，但分析的准确性受操作人员主观因素影响度大。 电子显微镜 扫描电子显微镜（SEM,scanning electron microscope） 测量范围：10nm～ 原理：利用聚焦电子束在样品上扫描时激发某些物理信号（如二次电子）来调制一个 同步 扫描的显象管在相应位臵的亮度而成像。 样品制备：将粉末放在金属导电板上（陶瓷粉末需用导电胶），然后进行喷金处理。 透射电子显微镜（TEM，transmission electron microscope） 测量范围：1nm～5μm 原理：以电子束代替光束，样品做得很薄，以致高能电子（50～200keV）可以穿透样品，根 据样品不同位臵的电子透过强度不同或电子透过晶体样品的衍射方向不同，经过后面电磁透镜的 放大后，在荧光屏上显出图象。 特点：精度高，选区具有一定局限性，仪器昂贵，需专业操作人员。
0 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30
0.025 0.075 0.125 0.175 0.225 0.275 0.325
0.40 0.45 0.50 0.55 0.60 0.65 0.70
0.425 0.475 0.525 0.575 0.625
0.675
1.5
0.35
0.375

粉碎的作用


提高物理作用的效果及化学反应速度 使得物料混合更均匀 为烘干、混合、运输和储存提供有利条件
粉碎的分类
粗碎—将物料破碎到100mm左右
破碎
中碎—将物料破碎到30mm左右
细碎—将物料破碎到3mm左右 粉碎 粗磨—将物料粉磨到0.1mm左右
粉磨
细磨—将物料粉磨到60μm左右
超细磨—将物料粉磨到5μm或更小
35～40 40～45
＞45
37.5 42.5
14.3 8.8
7.5
7.6 3.6
2.4
30～35
粒度分布

累积分布：用大于或小于 某一粒径 d的颗粒质量 ΣW占颗粒群总质量W的百分数来表示筛余累积百 分数R(%)或筛下累积百分数D（％）。D＝1—R
粒级 （μm） ＜20 20～25 25～30 30～35 35～40 40～45 ＞45 质量累积（%） R（%） 100.0 93.5 77.7 54.5 30.6 16.3 7.5 D（%） 6.5 22.3 45.5 69.4 83.4 92.5 100.0 个数累积（%） R（%） 100.0 80.5 54.9 30.8 13.6 6.0 2.4 D（%） 19.5 45.1 69.2 86.4 94.0 97.6 100.0

粉碎级数
粉碎机的技术经济指标
单位电耗 经济性 粉碎比 说明粉碎过程的特征及鉴定粉碎质量 质量系数 粉碎比与产量的乘积

§1-2 粉碎方法
挤压法 机械方法冲击法 磨削法 劈裂法 爆裂法 粉碎方法电水锤法 超声波 低声波 热力破碎 等离子破碎
粉碎比（或称粉碎度）

粉碎比 D—物料粉碎前的尺寸； d —物料粉碎后的尺寸。 公称粉碎比 破碎机的最大进料口宽度与最大出料口宽度的比值。 破碎机的粉碎比 3～30 粉磨机的粉碎比 500 ～1000以上
D i d

多级破碎
多级破碎 接连使用几台破碎机的破碎过程。 总粉碎比 i0 i1i2 in
D /％ 99.8 94.2 85.2 72.6 52.7 13.8
粒度分布
粒度 （mm） 平均粒度 （mm)
长石粉料的频率分布
Wi （％ /0.05mm） 0 3 8 15 20.5 15.5 10.5 粒度 （mm）
平均粒度 （mm）
Wi （％ /0.05mm） 5.5 4.5 3.5 3 2.5