第21章 粉碎概論

§2.1

粉碎概論一、粉碎的基本概念

固體物料在外力作用下克服其內(nèi)聚力使顆粒尺寸變小，比表面積增大的過程稱之為粉碎。

粉碎是一個古老的工藝過程。

如糧食粉磨；土地耕種；中藥碾磨等。1、粉碎的定義2、粉碎的分類

一般可將粉碎分為破碎和粉磨兩個階段。破碎又可分為粗碎、中碎和細(xì)碎三類。粉磨又可分為粗磨、細(xì)磨、超細(xì)磨三類。3、粉碎比粉碎前物料的平均直徑D。與粉碎后物料的平均直徑d。之比，稱為平均粉碎比，用符號im表示：

(1)平均粉碎比(2)公稱粉碎比指物料破碎前允許最大進(jìn)料粒度(破碎機(jī)最大進(jìn)料口尺寸)和最大出料粒度(破碎機(jī)最大出料口尺寸)之比，用符號in表示：二、物料粉碎的意義及目的

一般來講，每生產(chǎn)1t水泥，大約需要粉磨的各種原、燃材料達(dá)4t左右。在粉碎作業(yè)中所消耗的電量占整個水泥生產(chǎn)總電耗的70％左右。粉碎成本占水泥生產(chǎn)總成本的35％以上。其中，破碎物料的電耗約占10％～12％。

1、粉碎的意義

1）提高物料的流動性，便于輸送和儲存。2）便于混合物料的均化，提高物料的均勻性。3）使礦物顆粒細(xì)化，便于分級和分選。4）增加物料的比表面積，以利于固相反應(yīng)。2、粉碎的目的（舉例）二、物料粉碎的意義及目的三、粉碎系統(tǒng)一般分為開路和閉路兩種。凡在破碎系統(tǒng)中不帶任何篩分設(shè)備或僅帶有預(yù)篩分設(shè)備的稱為開路系統(tǒng)；凡在破碎系統(tǒng)中帶有篩分設(shè)備的稱為閉路系統(tǒng)。1、破碎系統(tǒng)開路系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)是工藝流程簡單、設(shè)備少、工程投資小、維護(hù)管理簡單；缺點(diǎn)是產(chǎn)品粒度不均勻，效率低。閉路系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)是產(chǎn)品粒度較均勻，破碎效率高。缺點(diǎn)是工藝流程復(fù)雜、設(shè)備多、一次性投資大、維護(hù)管理要求高。2、破碎系統(tǒng)的級數(shù)串聯(lián)使用的破碎機(jī)的臺數(shù)稱為破碎級數(shù)，有時(shí)也稱為破碎段數(shù)。第一級破碎機(jī)的平均入料粒度和最后一級破碎機(jī)的出料平均粒度之比，稱為總破碎比?？偲扑楸纫部捎酶骷壠扑楸鹊某朔e表示：3、粉磨系統(tǒng)（1）開路（開流）粉磨特點(diǎn)：1）系統(tǒng)的流程簡單，設(shè)備少，投資少，占地少。2）保證被粉磨物料全部達(dá)到細(xì)度合格后才能卸出，被粉磨物料從入磨到出磨的流速慢，磨的時(shí)間長，產(chǎn)量低，電耗高。3）部分已經(jīng)磨細(xì)的顆粒要等較粗的顆粒磨細(xì)后一同卸出，大部分細(xì)粉不能及時(shí)排除，會出現(xiàn)“過粉磨”現(xiàn)象，形成緩沖墊層，妨礙粗顆粒的進(jìn)一步磨細(xì)。（2）閉路（圈流）粉磨特點(diǎn)：1）能把部分已經(jīng)磨細(xì)的顆粒及時(shí)送到磨外，基本消除“過粉磨”現(xiàn)象，有利于提高磨機(jī)產(chǎn)量、降低電耗，一般閉路系統(tǒng)比開路系統(tǒng)(同規(guī)格磨機(jī))產(chǎn)量高15％～25％。2）需要加一臺分級設(shè)備，將細(xì)粉篩選出來作為合格生料送到下一道工序，粗粉再送入磨內(nèi)重磨。3）閉路粉磨系統(tǒng)涉及到的設(shè)備較多，工藝復(fù)雜，占地面積大，投資大，操作、維護(hù)、管理等技術(shù)要求較高。

4、粉磨方式

根據(jù)粉磨過程是否含水分為：干法粉磨：一般是烘干兼粉磨，例如煤粉、水泥生料等，也有不需要烘干的，如水泥、面粉。濕法粉磨：粉磨的是料漿，如濕法水泥生料漿，陶瓷泥漿、釉漿、涂料等。具有較好的混合效果。4、粉磨方式

根據(jù)粉磨作業(yè)工作制度分為：連續(xù)式粉磨：一般是加料和出料連續(xù)進(jìn)行，適用于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。例如水泥廠中煤粉、生料水泥等生產(chǎn)過程。間歇式粉磨：分批次加料，粉磨到一定時(shí)間后統(tǒng)一出料，然后進(jìn)行下一次作業(yè)。如陶瓷生產(chǎn)中泥漿、釉漿等。粉磨時(shí)間相同，成分穩(wěn)定。四、物料的易碎（磨）性1.易碎（磨）性的概念

指物料被粉碎的難易程度，與物料的強(qiáng)度、硬度、密度、晶體結(jié)構(gòu)、含水量、表面粗糙程度以及形狀有關(guān)。

相對易碎性指數(shù):選用某一種標(biāo)準(zhǔn)物料，在相同的粉磨條件下，粉碎標(biāo)準(zhǔn)物料的單位電耗(Eb)與粉碎風(fēng)干狀態(tài)下該物料的單位電耗(E)之比。K=Eb/E

易碎性指數(shù)越大，物料越易粉碎。

也可以測定物料的粉磨功指數(shù)（Bond粉碎功指數(shù)）。常見物料的Bond功指數(shù)(kWh/t)四、物料的易碎（磨）性2.強(qiáng)度

材料抵抗外力不被破壞的能力，如抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度等。強(qiáng)度與化學(xué)鍵有關(guān)，離子鍵和共價(jià)鍵鍵能最大，金屬鍵次之，氫鍵和范德華力最弱。

Griffith微裂紋理論：σ＝（2γE/πa）0.5

強(qiáng)度越大,物料越不易破碎。

四、物料的易碎（磨）性3.硬度

指材料抵抗微區(qū)變形的能力。硬度與化學(xué)鍵和內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)堆積緊密程度有關(guān)。無機(jī)材料一般用莫氏硬度表示。

參見62頁表6.2。硬度越大，物料越不易磨細(xì)。硬度反映耐磨性指標(biāo)。典型礦物的莫氏硬度值軟質(zhì)：1～3中硬：4～6硬質(zhì)：7～10四、物料的易碎（磨）性4.韌性與脆性

脆性物料容易沖擊破碎。如玻璃和混凝土。韌性指在外力作用下，塑性變形過程中吸收能量的能力。一般用斷裂韌性來表示。

韌性物料抗壓能力差，容易壓碎。如橡膠和塑料。五、粉碎方法和破碎機(jī)械的分類1、粉碎方法1）擊碎法：物料在瞬間受到外來沖擊力的作用被破碎。2）壓碎法：在兩個工作面之間的物料，受到緩慢增長的壓力作用而被破碎的方法稱為壓碎。此破碎方法適用于破碎大塊硬質(zhì)物料。4）折碎：物料在受到兩個相互錯開的凸棱工作面間的壓力作用而被破碎的方法。此法主要適用于破碎硬脆性物料。5）劈碎：

物料在曲個尖棱工作面之間，受到尖棱的劈裂作用而被破碎的方法。此法多適用于破碎脆性物料。3）研磨碎：

物料受到兩個相對移動的工作面的作用，或在各種形狀的研磨體之間的摩擦作用而被粉碎的方法稱為磨碎。2、破碎機(jī)械分類：

1）顎式破碎機(jī)：由于活動顎板對固定顎板作周期性的往復(fù)運(yùn)動，物料在兩顎板之間被壓碎。2）圓錐式破碎機(jī)：外錐體是固定的，內(nèi)錐體被安裝在偏心軸套里的立軸帶動作偏心回轉(zhuǎn)，物料在兩錐體之間受到壓力和彎曲力的作用而破碎。3）輥式破碎機(jī)：物料在兩個作相對旋轉(zhuǎn)的輥筒之間被壓碎。4）輪碾機(jī)：物料在旋轉(zhuǎn)的碾盤上被圓柱形碾輪壓碎和磨碎。5）錘式破碎機(jī)：

物料