第三章 破碎筛分 本章基本内容： 1. 破碎阶段、选择破碎设备考虑的因素、各破碎阶段选用的破碎设备。 2.各种破碎机的结构、工作原理及结构 3. 筛分意义、性质及筛分效率； 4.各种筛分设备的结构及特点。 本章重点： 1.简摆式和复摆式颚式破碎机区别 ； 2.旋回和圆锥破碎机工作原理及区别； 3.标准、短头、中型破碎机区别 ； 4.筛分意义及性质 1）粗碎阶段：给矿粒度为1500～500毫米，破碎到400～125毫米 2）中碎阶段：给矿粒度为400～125毫米，破碎到100～50毫米 3）细碎阶段：给矿粒度为100～50毫米，破碎到25～5毫米 第一节 破 碎 一、破碎阶段 在破碎过程中，为了尽最大可能避免过粉碎和减少相关成本，必须努力做到“不做多余无意义的破碎”。 要将很大粒度的矿石，一次破碎到所需要的细度，是不可能的，必须逐段进行。一般都会采用二段或三段破碎。根据破碎产品粒度的不同，大致可分成： 二、常用破碎设备 1、各类破碎设备及特点 选矿厂采用的破碎机的种类很多,常用破碎设备类型及特点见下表： 破碎机 矿石性质 应用 破碎比 优缺点 颚式 坚硬、中硬 粗碎 3～5 结构相对比较简单；价格低；便于维修 旋回 （短头圆锥式） 坚硬 粗、中碎 3～5 基建投资大；构造复杂；电耗少 圆锥式 各种硬度 中、细碎 4～5 功率消耗低；不能处理粘土矿 辊式 中硬、脆性 细碎 3～4 适于含粘土多 的矿石 冲击式 脆性软物料 细碎 10～15 投资少、管理费用低、能耗低 2、选用破碎机时应考虑的因素 （1）矿石的性质：矿石的不同性质要求不同的破碎方式，才可以做到最佳破碎效果。 硬性矿石——压碎为主 粘性矿物——劈碎+磨碎 脆性矿物——劈碎+击碎 （2）选厂的生产能力：主要决定选择多大的破碎机械（型号和规格）； （3）产品粒度——不同的破碎阶段，用不同的破碎机。 3、各破碎阶段常用的破碎机 粗碎：颚式破碎机（俗称老虎口）、旋回破碎机； 中碎：标准圆锥破碎机、对辊破碎机、中型圆锥破碎机； 细碎：短头圆锥破碎机 以上指中等硬度以上矿石，而中等硬度以下矿石常用锤击式破碎机和反击式破碎机。 三、各破碎机构造、工作原理及特点 （一）颚式破碎机 俗称“老虎口”，历史悠远长久，是破碎较硬矿石最有效的设备。结构相对比较简单，工作可靠，使用维护方便。在矿山、冶炼、建材、建筑、化工等行业大范围的应用。 图（a）简单摆动式颚式破碎机 1-固定颚板；2-可动颚板；3-飞轮；4-偏心轴；5-垫片调整装置；6-弹簧；7-连杆；8-前肘板；9-后肘板；10-机体；11-可动颚板悬挂轴；12-拉杆；13-楔铁；14-皮带（未画出）15-衬板 1、颚式破碎机结构 颚式破碎机种类很多，但在我国选矿厂中使用的只有两种： （1）简单摆动式颚式破碎机；见图（a） （2）复杂摆动式颚式破碎机；见图（b） 图（b）复杂摆动式颚式破碎机 1-固定颚板；2-可动颚板；3-飞轮；4-偏心轴；5-滑块调整装置；6-弹簧；7-连杆；8-肘板；9-拉杆；10-机体；11-楔铁；12-衬板 鄂式破碎机破碎过程 2、颚式破碎机的规格 用给矿口宽度B和长度L表示 。如1500×2100（mm）。 大型（B≥600） 中型（300 ≤ B＜600） 小型（600 ＜300 ） 国产颚式破碎机主要系列 .PEF150×250;PEF250×400;PEF400×600;PEF600×900;PEJ900×1200;PEJ1200×1500;PEJ1500×2100。 拼音字母P代表破碎机，E代表颚式，F代表复杂摆动，J代表简单摆动。 3.颚式破碎机工作原理 颚式破碎机工作原理模拟 可动颚板围绕悬挂轴相对固定颚板作周期性的重复运动。 动颚靠近定颚时，处于两颚板之间的矿石受到压碎、劈裂、弯曲、折断和磨剥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。 一个破碎周期： 一半破碎，一半排矿。 4.颚式破碎机的特点 优点：结构相对比较简单，易于制造，不易堵矿，工作可靠，维修方便，用于中、粗碎； 缺点：解决能力低，要求均匀给料，需配备给料机，产品粒度不均匀，片状产品多。 复摆式与简摆式比较： （1）在生产能力相同时，复摆式比简摆式轻20-30%； （2）复摆式比简摆式的衬板磨损严重； （3）复摆式破碎比可达10，简摆式3-6； （4）相同规格，复摆式比简摆式的解决能力大20%-30%。 (二）旋回破碎机 1.性能和特点： 旋回破碎机也称粗碎圆锥破碎机。 破碎比3-5；是一种持续工作的设备。工作平稳、生产率高、易于启动、破碎比大、产品粒度均匀；但是结构较为复杂、机身较高、基建费用较贵。 SuperiorMK-Ⅱ旋回破碎机 2.回旋破碎机结构 旋回破碎机示意图 1-固定圆锥；2-活动圆锥；3-主轴；4-偏心套筒；5-大伞齿轮；6-小伞齿轮；7-皮带轮；8-横梁；9-下部机座 旋回破碎机规格，以最大给矿口宽度B来表示。 3.工作原理： 物料从上部给入，由于偏心机构(4)的作用，做旋摆运动，使动锥的锥体周期性地靠近与离开定锥的锥面；当动锥靠近定锥时，产生破碎作用，矿石被挤压、弯折而破碎；离开时已破碎产品靠自重作用排出。 此类破碎机，对矿石的作用力，除有压力作用外，还有弯曲力和磨削力，故破碎能力较强，而且连续作用，故生产率也较高。 旋回破碎机工作过程 4.旋回破碎机的优缺点 优点：破碎腔深度大，工作连续，解决能力大(5kt/h)； 单位电耗低，工作稳定；可以挤满给料，无需设置料仓和给料机；产品粒度均匀。 缺点：机身较高，要求厂房高度，构造复杂，安装与维修复杂，不适合破碎潮湿和粘性物料。 （三）圆锥破碎机 1.性能和特点：园锥破碎机，它具有破碎比大，效率高、能耗少、产品粒度均匀和适合破碎硬矿石等特点。 2.圆锥破碎机结构 圆锥破碎机示意图 1-可动圆锥；2-固定圆锥；3-球面轴承；5-偏心轴套；6-伞齿轮；7-传动轴；8-支承环；9-机体；10-螺栓；11-弹簧；12-分矿盘 中细碎圆锥破碎机的破碎腔型式 A-排矿口宽度；B-平行带长度；C-给矿口宽度 （a）标准型；（b）中型；（c）短头型 标准圆锥破碎机(通常用于中碎)－给矿口大，平行区短 短头圆锥破碎机(通常用于细碎) －给矿口小，平行区长 中型圆锥破碎机(介于两者之间)－居于两者之间 这三种破碎机的基本构造和工作原理完全相同，破碎腔平行带较长，给矿口和排矿口均比较小，能够得到较细产品粒度。只是在破碎腔形状上略有不同。 标准型：平行带较短，故破碎产品较粗，产量较高，一般放在粗破碎之后即颚式或旋回破碎机之后做为中碎用。 短头型：平行带较长作为中碎之后细碎。 3.工作原理： 被破碎的矿石，从进料箱落到动锥上端的分配盘上，由此再均匀地撒入动锥周围的破碎腔内。 矿石在破碎腔内的破碎过程是：矿石在动锥离开定锥衬板一侧的瞬间，落入破碎腔，动锥冲向定锥时矿石第一次破碎。当动锥再次离开动锥时，矿石就落入第二次破碎的位置，以此方式，矿石经过几次下落和破碎后排出机外，完成破碎过程。 圆锥破碎机工作示意图 4.圆锥破碎机特点 通过调整偏心力矩和转速，可以方便地调整破碎力的大小； 破碎比大，开路破碎即可达到粒度要求； 功率消耗低，产品粒度均匀，用在所有硬度矿石的中碎和细碎。 圆锥破碎机 型号 破碎锥 直径（mm） 最大给料 尺寸 （mm） 排料口宽 度 （mm） 解决能力 （吨/日） 电动机功 率(kw) 主轴摆动 次数 重量 Weight （t） 外观尺寸(长×宽×高) Type PYB 600 600 65 12-25 40 30 356 5 2234×1370×1675 PYD 35 3-13 12-23 5.5 2234×1370×1675 PYB 900 900 115 15-50 50-90 55 333 11.2 2692×1640×2350 PYZ 60 5-20 20-65 11.2 2692×1640×2350 PYD 50 3-13 15-50 11.3 2692×1640×2350 PYB 1200 1200 145 20-50 110-168 110 300 24.7 2790×1878×2844 PYZ 100 8-25 42-135 25 2790×1878×2844 PYD 50 3-15 18-105 25.3 2790×1878×2844 PYB 1750 1750 215 25-50 280-480 160 245 50.3 3910×2894×3809 PYZ 185 10-30 115-320 50.3 3910×2894×3809 PYD 85 5-13 75-230 50.2 3910×2894×3809 PYB 2200 2200 300 30-60 59-1000 280-260 220 80 4622×3302×4470 PYZ 230 10-30 200-580 80 4622×3302×4470 PYD 100 5-15 120-340 81.4 4622×3302×4470 圆锥破碎机主要技术参数 5.圆锥破碎机与旋回破碎结构上有区别 圆锥破碎机结构图 旋回破碎机结构图 1.磨矿腔的结构不同：圆锥破碎机的活动圆锥和固定圆锥都是正立的截头圆锥，破碎腔中存在一个平行区（控制粒度均匀）。回旋破碎机锥体一正一反。 2.活动锥支撑方式：圆锥破碎机的活动圆锥支撑在球面轴承上，而旋回破碎机活动圆锥悬挂在横梁上。 3.排矿口调节方式：圆锥破碎机靠机架上的铰杆和铰链使固定圆锥上升或下降，从而调节排矿口的大小；而旋回破碎机利用主轴上的螺帽，调整活动圆锥上下，从而调节排矿口的大小。 4.保险装置不同：圆锥破碎机有弹簧保险装置，可靠性大。旋回破碎机靠皮带轮上的保险销（现在多用电流过载保护设施）实现保险。 （四）对辊破碎机（辊式破碎机） 1.特点: 对辊机生产能力小、辊面易磨损；但结构相对比较简单，维护方便，过粉碎少，产品粒度均匀，在小型选厂常用。 2.对辊破碎机结构 对辊破碎机示意图 1-固定辊；2-可动辊；3-固定辊轴承；4-可动轴承；5-导槽；6-垫片；7-弹簧 3.破碎原理： 被破碎的物料在二个相向运动的园辊夹缝中，受到连续不断的压碎作用，但也带有磨剥作用，使矿石破碎。如果辊面是齿形的，则主要使劈碎作用破碎矿石。 对辊破碎机工作过程 对辊机的规格及技术参数 型号 2PG400×250 2PG610×400 2PG700×400 辊子直径(mm) 400 610 700 辊子长度(mm) 250 400 400 最大入料粒度(mm) ≤25 ≤85 ≤100 出料粒度(mm) 2-8 10-30 0.5-30 生产能力(t/h) 5-10 13-40 10-100 辊子个数 2 2 2 辊子转速(r/min) 180 75 95 总重量(t) 1.1 3.5 7.8 机器外观尺寸(长×宽×高)(mm) 1215×834×830 2235×1722×810 4300×1200×1200 配套电机 型号 Y160L-6 Y225M-6 Y200L-4 功率(kw) 5.5×2 15×2 30×2 以破碎辊的直径和长度来表示（如750×500） （五）冲击式破碎机 冲击式破碎机可分为锤式破碎机和反击式破碎机。 反击式破碎机是一种高效新型破碎设备，主要靠冲击方式破碎 1.反击式破碎机结构 反击式破碎机 1-转子；2-锤头；3-第一反击板；4-第二反击板；5-拉杆；6-机体；7-给矿口；8-筛板；9-链暮；10-第一破碎区；11-第二破碎区 锤式破碎机工作过程 反击式破碎机工作过程 2.特点： 优点：结构相对比较简单、破碎比大(i＝50－60)、成产能力高、功率消耗低、可进行选择性破碎、适应能力强(硬性脆性潮湿矿石均可)； 缺点：锤头磨损严重，寿命短。大范围的使用在化工、煤炭、建筑、矿山等行业。 第二节 筛 分 一、筛分定义及意义 1.定义：筛分是利用筛子把矿石按粒度分成若干级别的作业称为筛分。 筛下产品，用（-）表示；筛上产品，用（+）表示。如筛网尺寸为0.074mm，筛下产品为-0.074mm；筛上产品为+0.074mm。 2.筛分意义： （1）与破碎机配合，控制物料破碎粒度和和破碎过程，增加破碎机生产率和避免过粉碎； （2）在跳汰选矿和干式磁选前，常把矿石按粒度筛分成若干级别，分别处理，能大大的提升选别效果； （3）在选矿厂中，有时筛分作业也可作选择筛分，脱水筛分或洗矿筛分。 总之，筛分作业是选矿生产中必不可少的一项作业。 二、筛分性质 （1）预先筛分——物料进破碎机前的筛分；作用避免过粉碎，提高破碎机生产效率。 （2）检查筛分——对破碎作业产物进行的筛分；目的控制破碎产品粒度。 （3）预先检查筛分——一个筛分作业同时起到预先和检查筛分的作用。 （a）预先筛分 （b）检查筛分 （c）预先检查筛分 三、筛分效率 1.定义：筛分效率，是指筛分时实际得到的筛下产物的重量与入筛物料内所含小于筛孔尺寸的粒级重量之比，一般用百分数表示，表达式为： E＝ C/ Q ·α×100％ 式中：E－筛分效率，％； C－筛下产品重量，g； Q－入筛原料重量，g； α－入筛原料中小于筛孔粒级的含量，％。 3.计算实例： 某选厂用筛孔尺寸为16毫米的振动筛做细筛前的予先筛分，测定筛分效率时，测得入筛物料中小于16毫米粒级含量为61.2%，筛上产物中小于16毫米粒级的含量是15.26%，筛分效率为： E=[100（a-b）]/a（100-b）] ×100% =[100（61.2-15.26）]/[61.2（100-15.26）] ×100% =88.3% 2.计算公式：E=[100（a-b）]/a（100-b）] ×100% 式中：a—入筛物料中小于筛孔尺寸的粒级含量%； b—筛上产物中残存的小于筛孔尺寸的粒级含量%； E—筛分效率%。 四、筛分机械 筛分机械的类型很多，在选矿工业中常用的根据它们的构造和运动特点，可分为下列几种类型： 1）固定筛：包括固定格筛、固定条筛、悬臂条筛和孤形筛。 2）筒形筛：有园筒筛、园锥筛和角锥筛。 3）平面摇动筛：平面摇动、平面旋回； 4）振动筛：分物理运动和电磁传动两种。属于前者的有偏心振动筛、惯性振动筛、自定中心振动筛、直线振动筛和共振筛。属于后者的有电振筛。 1.格筛 通常用于粗碎前，控制进入碎矿机的粒度，大块人工破碎。用钢轨、工字钢、槽钢等焊接而成。筛孔尺寸一般大于200㎜，水平安装。 原矿格筛 2.条筛 用圆钢棒或钢筋等焊接而成倾斜安装，倾角40～50度筛孔尺寸20～100mm，用于中、细碎前的预先筛分，筛上产品进入破碎机。条筛总长度L=2B（B-宽度) 棒条筛 3.振动筛 根据筛子产生运动的构造和筛子运动轨迹的不同，振动筛可大致分为： 圆形振动筛 自定中心振动筛 直线）圆形振动筛： 圆形振动筛 筛框；筛网；弹簧、轴承、配重轮 （1）圆形振动筛结构： 电动机经三角带使激振器偏心块产生非常快速地旋转；运转的偏心块产生很大的离心力，激发筛箱产生一定振幅的圆运动。 筛上物料在倾斜的筛面上受到筛箱传给的冲量而产生连续的抛掷运动，物料与筛面相遇的过程中使小于筛孔的颗粒透筛，以此来实现分级。 （2）圆形振动筛工作过程： 工作原理示意图 圆形振动筛工作现场 2）直线振动筛 直线）结构：该系列筛机采取高强度螺栓连接框架式结构，箱式振动器。该系列筛机分单层和双层；筛网有钢丝编织、条缝、聚氨酯等。 直线振动筛结构图 直线振动筛工作原理 直线振动筛运动轨迹为直线）振动筛的优点及应用 （1）特点： 低振幅、高频次，消除了物料的堵塞现象，使筛子有较高的筛分效率和生产能力。 动力消耗小，结构相对比较简单，维修检修较为方便。 筛分效率和生产率高，故所需的筛网面积小，能节约厂房的面积和高度。 （2）应用： 应用场景范围广，可作为中碎、细碎前的预先和检查筛分。 4）影响筛分过程的因素可分为以下三大类 （1）入筛物料的物理性质：包括粒度组成、湿度、含泥量和矿粒形状。 （2）筛面运动特性极其构造参数：包括筛面运动的特性、筛面的长度和宽度、有效筛面、筛孔尺寸和形状等。 （3）操作条件：包括生产率的大小和给矿的均匀性等。 在上述三类因素中，第一类因素除湿度外是不能随意改变的。第二类因素在设计筛子时必须认真考虑。只有第三类因素在实际生产的全部过程中是能调节的。 第三节 破碎、筛分流程 定义：由破碎机和筛分机组成的破碎工序叫做破碎筛分流程； 总体原则：破碎流程应该使最终产品粒度符合下一工作作业的要求，同时应力求流程简化，并具有一定的灵活性和适应性。 一、几个基本概念 粉碎工艺流程－表示矿石连续加工的工艺过程。 段－给矿粒度和产品粒度发生了变化的粉碎过程。 闭路－经检查筛分（分级）后，不合格的产品又返回本段粉碎机中的再粉碎的流程。 开路－矿石一通到底的粉碎流程。 破碎方法和设备主要是根据矿石的物理机械性质、矿石块的尺寸和所要求的破碎比来选择。 二、影响破碎筛分流程的因素 破碎筛分流程结构主要与原矿粒度、最终破碎产品的粒度和选矿厂规模等有关。 1. 根据总破碎比确定段数。 2. 破碎机前后可包含预先筛分和检查筛分。 3. 为保证最终产品粒度，在流程最后一段，往往是筛分机与破碎机组成闭路。 4. 一般的，中小型选厂多采用二段或三段破碎流程；大型选厂多采用三段破碎流程. 5. 为了节能，遵循“多碎少磨”原则. 三、破碎筛分流程 一段开路破碎流程 一段闭路破碎流程 1.一段破碎流程：通常用于为自磨机提供合格的给料。工艺简单，设备少，厂房占地面积小。 2.选厂常用的破碎筛分流程及特点 （a ）-两段开路 （b）-两段闭路 （1）二段开路流程（图a）：破碎产物粒度过粗，只能在简易小型选厂或工业性试验厂应用。 （2）二段闭路流程（图b）：是中、小型选矿厂常常采取的破碎流程，用于处理含水、泥量较少的矿石，能保证破碎产品粒度合乎要求。 （3）三段开路流程（图c）：在大、中型选厂处理含水分较高的泥质矿石及易产生大量石英矿尘的矿石时，采用三段开路破碎流程为好，可减少设备堵塞，简化破碎车间的设备配置，减少基建投资。缺点是产品粒度较粗。 (4) 三段闭路流程（图d）：是选厂（特别是大型选厂）广泛采用的破碎流程。只要原矿含泥不高，都能有效地适应。 （c）-两段开路 （d ）-两段开路 铜矿选矿流程 请问：这是几段破碎流程？ 是开路还是闭路？ 什么叫检查筛分？ 什么叫预先筛分？ 图中振动筛的作用是什么？ 思考题： 1.常见的破碎方法有几种? 2.破碎作业一般分几个阶段? 3.什么是矿石的破碎比? 4.旋回破碎机的工作原理是什么? 5.反击式破碎机的工作原理及优缺点是什么? 6.检查筛分与预先筛分的作用？ 7.振动筛主要优点是什么? 8.影响破碎筛分流程的因素？ 9.各破碎筛分流程的特点及应用？ 作 业 1.简介一种破碎机（基本结构、作用原理、特点等）。 颚式破碎机 圆锥破碎机 对辊破碎机 冲击破碎机 2.画出两段一闭路破碎筛分流程图，选择破碎设备，标注筛分性质。

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