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選礦概論Mineral
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第一篇礦石的準備作業(yè)選礦概論Mineral
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Outline破碎篩分方法;破碎篩分工藝;破碎、篩分、集塵設備機械磨礦分級
3磨礦過程;磨礦的基本原理;磨礦機械;分級設備及方法;破碎磨礦流程;磨礦分
破碎礦石準
篩分備作業(yè)
2
概
述級的工藝指標及操作因素
1
礦石準備作業(yè)包含的內(nèi)容及作用;破碎與磨礦的劃分;礦石粉碎的難易程
度,影響因素及表示;破碎方法與種類;破碎的理論假說選礦概論Mineral
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1.概述準備作業(yè)包括粉碎作業(yè)(破碎篩分和磨礦分級),有時還包括洗礦和預選準備作業(yè)的作用:
(1)將有用礦物與脈石礦物單體解離
(2)達到分選機械對入選粒度要求
(3)用戶對選后產(chǎn)品粒度的要求
Chap
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1
基本概念
粉碎:粉碎是用機械力的方法來克服固體物料內(nèi)部凝聚力,使其粒度由大變小的操作過程。
破碎:最終產(chǎn)品粒度>5mm的粉碎過程;
磨碎:最終產(chǎn)品粒度<5mm的粉碎過程。其不同的礦石性質(zhì)其劃分稍有差異。
篩分:利用篩子將粒度范圍較寬的混合物料按粒度分成若干個不同級別的過程,與物料的粒度或體積有關(guān)。通過篩孔的物料為篩下產(chǎn)品;留在篩上的為篩上產(chǎn)品。
破碎和磨碎使有用礦物和脈石礦物的單體解離程度,直接影響分選指標,其生產(chǎn)費用占總成本的40~60%,基建費的一半以上。選擇合理的粉碎粒度和工藝流程對提高生產(chǎn)能力、減少基建投資,節(jié)約能耗,降低選礦成本和改善選礦指標具有重要作用。消耗的能量(
KW
·
h
/
t
)345常規(guī)破碎范圍常規(guī)磨礦范圍知道很少的范圍基克(斜率-0)邦德(斜率-0.5)
雷廷格(斜率-1.0)101065101010432
11010-27
610
10
10
10
10102
1100
-110
10-410-3
-2
-1
10
10
10
粒度(μm)粉碎作業(yè)中能量輸入與顆粒粒度的關(guān)系(R.T.Hukki)
Chap
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1破碎影響因素選礦概論Mineral
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1礦石硬度、可碎性系和可磨性系數(shù)
硬度等級σb/MPa普氏硬度系數(shù)f可碎性系數(shù)可磨性系數(shù)實例很軟>20<21.30~1.401.40~2.00石膏、無煙煤軟20~402~41.15~1.251.25~1.50頁巖、泥灰?guī)r中等硬度40~804~81.001.00硫化礦硬80~1008~100.80~0.900.75~0.85一般鐵礦很硬<100>100.65~0.750.50~0.70玄武巖、含鐵石英巖選礦概論Mineral
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3
破碎方法及基本理論破碎作業(yè)按其在礦物加工中的作用的不同,可分為準備破碎(分選前)和最終破碎(分選后);按破碎產(chǎn)物粒度的不同可分為粗碎、中碎、細碎等;按消耗能量的形式分為機械破碎、非機械破碎等。選礦中所用的破碎一般為機械破碎
Chap
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Outline①擠壓破碎—物料在兩個工作面之間受到緩慢增大的壓力作用而破碎。主要用于堅硬或脆性物料的粗碎。②劈裂破碎—礦石受尖劈作用。劈裂平面上的拉應力達到或超過礦石拉伸強度極限時而破碎。③折斷破碎—礦石受彎曲作用而破碎。④研磨破碎—當剪切應力達到礦石的剪切強度時,礦石即被粉碎。⑤沖擊破碎—物料受到足夠大的瞬時沖擊力而破碎。其破碎效率高、破碎比大、能量消耗少。主要用于脆性物料的破碎。選礦概論Mineral
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Outline破碎效果的判斷:破碎比(i)破碎過程中,破碎機給礦粒度與產(chǎn)品粒度的比值
粒度的表示:
最大尺寸,95%的物料通過方形篩孔尺寸來表示(d95)
;
平均尺寸
,d50
一定的破碎設備,其破碎比范圍一定,總破碎比為各段破碎比的乘積
破碎循環(huán)負荷:破碎機排礦中不合格產(chǎn)品重量與破碎機新給礦量的比值
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破碎工藝選礦概論Mineral
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破碎機械設備1
破碎機械設備選礦概論Mineral
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顎式破碎機規(guī)格:用給礦口寬度和長度表示(B×L
(mm))特點:結(jié)構(gòu)簡單、堅固、維護方便、高度小、工作可靠。用于破碎中硬以上礦石的粗碎和中碎;缺點是生產(chǎn)率低、破碎比小、產(chǎn)品粒度不均勻。選礦概論Mineral
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選礦概論旋回破碎機組成:機架、活動圓錐、固定圓錐、主軸、大小傘輪和偏心套筒。工作過程:活動圓錐的主軸支承在橫梁上面的固定懸掛點A中,主軸廠部置于偏心套筒內(nèi)。偏心套筒轉(zhuǎn)動時,使錐體繞中軸連續(xù)地偏心旋回運動?;顒訄A錐靠近固定圓錐時,礦石受到擠壓而破碎;離開時,破碎產(chǎn)品靠自重經(jīng)排礦口排出。規(guī)格:以最大給礦口寬度表示。特點:工作平穩(wěn)、生產(chǎn)率高、易于啟動、產(chǎn)品粒度均勻、輔助設備少??蓮V泛用于各種硬度礦石的粗、中碎;缺點是構(gòu)造復雜、機身較高、基建費貴。選礦概論Mineral
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Outline中、細碎圓錐破碎機
圓錐破碎機主要用于物料的中、細碎。其工作原理與旋回破碎機的工作原理基本相同,但結(jié)構(gòu)上有許多不同。
中、細碎圓錐破碎機的規(guī)格用活動圓錐的底部直徑表示。中、細碎圓錐破碎機生產(chǎn)能力大、功率消耗低、破碎比大、產(chǎn)品粒度均勻,目前廣泛用于各種硬度礦石的中碎和細碎,但不宜處理粘性物料。
區(qū)別:(1)破碎錐體形式(2)活動錐支撐方式(3)排料口調(diào)節(jié)方式選礦概論Mineral
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Outline輥式破碎機
輥式破碎機的工作部分是兩個相對回轉(zhuǎn)的輥子。輥子表面可以帶齒牙,稱為齒輥式破碎機。選煤廠常采用齒輥式破碎機,它以劈裂破碎為主兼有擠壓折斷破碎。
雙齒輥破碎機由兩個相對回轉(zhuǎn)的齒輥組成;單齒輥破碎機由一個旋轉(zhuǎn)的齒輥和一個弧形的破碎板組成。
輥式破碎機的規(guī)格以輥子的直徑D與長度L表示,即D×L(mm)。齒輥式破碎機長度與其直徑的關(guān)系為L=(1~1.3)D。齒輥式破碎機的特點是能耗小,產(chǎn)品多呈立方形。選礦概論Mineral
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選礦概論沖擊式破碎機沖擊式破碎機可分為錘式破碎機和反擊式破碎機。沖擊式破碎機有一個高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子,上面裝有沖擊錘。當物料進入破碎機后,被高速旋轉(zhuǎn)的錘子擊碎或從高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子獲得能量,高速拋向破碎機壁或特設的硬板而被擊碎。兩種破碎機的破碎比都很大,適合于破碎脆性軟物料。
1)錘式破碎機
錘式破碎機是利用高速回轉(zhuǎn)錘子的打擊作用而進行破碎的。工作時,鉸接的錘頭高速回轉(zhuǎn),對給入的大塊物料進行打擊,并使其拋向機體內(nèi)壁的承擊板上,在承擊板上物料進一步?jīng)_擊破碎后,落到下面的蓖條上,粒度合格的產(chǎn)物從篦條縫隙中排出,蓖條上的物料繼續(xù)被錘頭打擊、擠壓或研磨,直至全部透過篦條為止。錘式破碎機又可分為兩類:單轉(zhuǎn)子錘式破碎機雙轉(zhuǎn)子錘式破碎機
錘式破碎機的規(guī)格用轉(zhuǎn)子工作直徑
D和轉(zhuǎn)子長度L表示。
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選礦概論
錘式破碎機具有結(jié)構(gòu)簡單、機器緊湊、處理能力大、破碎比大以及功率消耗小等優(yōu)點。其主要缺點是物料含水分過高時易堵塞篦條縫和錘頭磨損較快。
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選礦概論
2)反擊式破碎機
反擊式破碎機也是利用沖擊作用進行破碎的。工作時,轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn),物料由給料口經(jīng)過篩板與細粒分離后,大塊通過鏈幕后進入破碎腔,受到錘頭的沖擊,遭到第一次破碎,并以很大的速度拋向反擊板再次破碎,然后又從反擊板彈回到錘頭打擊區(qū),繼續(xù)重復上述過程。
物料在錘頭和反擊板間的往返途中,也相互碰撞。物料經(jīng)多次沖擊,就會沿節(jié)理面破碎成小塊。當物料粒度小于錘頭與反擊板間的間隙時,則可進入下一個破碎腔,再經(jīng)過反復破碎,直至達到合格粒度時,便從機內(nèi)下部排出。Mineral
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選礦概論
反擊式破碎機具有以下優(yōu)點:①利用沖擊進行破碎,使物料沿脆弱面破開,破碎效率高,能耗小,處理能力大,產(chǎn)品粒度均勻。
②破碎比大。
③具有選擇性破碎的特點。④結(jié)構(gòu)簡單,制造方便。反擊式破碎機常用于脆性物料的中碎和細碎,也可用于粗碎。
反擊式破碎機的規(guī)格用轉(zhuǎn)子的直徑D(指錘頭端部繪出的圓周直徑)和長度L(沿軸向排列錘頭的有效工作長度)來表示。Mineral
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選礦概論6篩分及篩分機械設備1.1粒度及粒度分析1.1.1粒度及其表示方法粒度--描述單一顆粒大小的尺寸稱為粒度。球形或立方體顆粒的粒度即為直徑或邊長;對于外形不規(guī)則的顆粒,其粒度以三維尺寸(長a、寬b、厚c)的算術(shù)平均值d=(a十b+c)/3或幾何平均值表示。平均粒度——描述物料群的粒度稱為平均粒度。對d1/d2小的粒級,即粒度范圍較窄的物料群,其平均粒度d=(dl+d2)/2;對于粒度范圍較寬的物料群,通常有數(shù)個粒級,要用統(tǒng)計學上求平均值的方法計算其加權(quán)算術(shù)平均粒度ds,或加權(quán)幾何平均粒度dj,或加權(quán)調(diào)和平均粒度dt:式中:γi是平均粒度為di的粒級占物料總量的質(zhì)量百分率。Mineral
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選礦概論1.1.2粒度分析方法粒度分析是一種技術(shù)操作.它的任務是測定碎散物料的粒度特性。選礦工程中常用的有以下幾種:
1)篩分分析法——此法是利用篩孔大小不同的一系列篩子對散料篩分,n層篩子可把物料分成(n+1)個粒級,各粒級的上、下限粒度通常就取相應篩子的篩孔尺寸。篩分分析法廣泛用于測定0.04-100mm散粒的粒度組成,更大粒度的物料也可編制更大篩孔的篩子,但對于小粒度的物料,一是制作相應篩孔的篩子較困難,二是很難篩得充分。一般干篩的分級粒度最小至0.1mm。0.1mm以下的物料須用濕篩。篩分分析法的特點是設備簡單,易于操作,但篩析結(jié)果受顆粒形狀和篩分時間的影響較大。選礦概論Mineral
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2)水力沉降分析法——此法是利用水力分析裝置,根據(jù)不同粒度的顆粒在水介質(zhì)中沉降速度不同而分成若于粒級。該法適用于測定l-75μm細粒物料的粒度組成,其特點是不像篩分分析法那樣嚴格按顆粒幾何尺寸分級,而是按沉降速度分級。因水力沉降過程受顆粒密度和形狀的影響,密度大的小顆粒與密度小的大顆粒有可能進入同一個粒級。
3)顯微鏡分析法——此法是利用顯微鏡觀察微細顆粒的大小和形狀,適用于0.1-50μm的物料,可檢查分選產(chǎn)品或校正水力沉降分析結(jié)果,也可研究礦石的結(jié)構(gòu)其主要特點是直觀。
4)激光粒度分析法選礦概論Mineral
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Outline1.2篩分分析1.2.1篩分工具
1.標準篩標準篩是一套篩孔尺寸大小有一定比例的、篩孔邊長及篩絲直徑均按有關(guān)標準(21/2美國、英國、加拿大;101/10法國、前蘇聯(lián)等)制造的篩子。使用時將各個篩子按篩孔大小從上至下順序疊放,上層篩孔大,下層篩孔小各篩子所處的層位次序稱為篩序。每兩個相鄰篩子篩孔尺寸的比值稱為篩比。有的標準篩確定一系列篩子中的某個篩子作為基準篩,簡稱基篩。標準篩都有篩底和篩蓋,分另別用以收集篩下產(chǎn)品和防止物料濺失。選礦概論Mineral
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Outline2.非標準篩非標準篩并非是隨意制作的篩子,對某些主要特征一般都作出規(guī)定。如煤炭工業(yè)規(guī)定篩孔尺寸依次為100mm、50mm、25mm、13mm、6mm、3mm、0.5mm,必要時可以增減篩孔尺寸。很顯然,標準篩是用于細物料的篩分,而非標準篩是用于粗物料的篩分。選礦概論Mineral
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Outline1.2.2篩分試驗篩分試驗按篩分物料粒度的大小分為大篩分與小篩分,大篩分使用非標準篩,小篩分使用標準篩;按篩分時是否使用水介質(zhì)促進篩分的進行又分為干篩與濕篩。因大粒度物料容易篩分,當試料水分與含泥量較大時,可以先晾曬,因此,大篩分一般采用干篩。對于小篩分,當試料水分與含泥量較小且要求不甚嚴格時,可采用干篩,否則宜采用濕篩。選礦概論Mineral
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Outline篩分試驗所用試樣的重量與試樣的粒度有關(guān),見表1-1-2物料最大粒度/mm0.10.30.51351020試樣最小重量/kg0.0250.050.10.20.52520表1-1-2試樣量與粒度關(guān)系表
篩分時間對篩分結(jié)果有較大的影響,衡量篩分是否完全的方法是,采用人工篩分,如果1分鐘內(nèi)所得篩下物料量小于篩分前篩上物料量的1%,則認為篩分完全,否則重篩。篩分試驗后各粒級的重量和與原試樣重量的差值,不得超過原試樣的重量的1%-2.5%,否則重做。選礦概論Mineral
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Outline累積粒度特性曲線有如下用途:①可確定任何指定粒度的相應累積產(chǎn)率;或由指定的累積產(chǎn)率查得相應的粒度。②可求出任一粒級(d1-d2)的產(chǎn)率,它等于粒度dl及d2所對應的縱坐標的差值。③由曲線的形狀可大致判斷物料的粒度組成情況。對于正累積的粒度特性曲線,若曲線向左下角凹進,表明物料中細粒級含量多;若曲線向右上角凸起,說明粗粒級含量多;若曲線近似直線,則表示粗、細粒度分布均勻。1.2.2篩分分析結(jié)果的處理選礦概論Mineral
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Outline二、篩分機械的類型
篩分機械的種類繁多,一般按篩面的結(jié)構(gòu)形式和運動形式,將其分為以下幾種類型。
1.固定篩
固定篩的篩面固定,由許多平行排列的篩條構(gòu)成。篩面成水平安裝或傾斜安裝,工作
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