粉碎过程及设备

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1、第四章粉碎过程及设备4.1粉碎的基本概念4.2物料的基本特征4.3物料的粉碎机理4.4粉碎机械4.5粉磨机械4.1.1粉碎的基本概念1.粉碎:固体物料在外力作用下克服其内聚力使之破碎的过程（外力：人力、机械力、电力和化学力等，多指机械力）破碎:使大块物料碎裂成小块物料的加工过程粉磨:使小块物料碎裂成细粉末状物料的加工过程.2.各种粉碎粒度大致范围粗碎___破碎至-100mm破碎中碎___-30mm细碎___-3mm粉碎粗磨___-0.1mm粉磨细磨___-60μm超细磨__-5μm4.1.2粉碎比*平均粉碎比：物料粉碎前的平均粒径D与粉碎后的平均粒径d之比.是衡

2、量物料粉碎前后粒度变化程度的一个指标.i=D/d公称粉碎比:对破碎机而言,允许的最大进料口尺寸与最大出料口尺寸之比。能够容易表示及比较破碎设备这一主要性能。用于破碎设备选型计算中。平均粉碎比=(70~90%)公称粉碎比极限粉碎比：物料破碎前后的最大粒径之比。名义破碎比：用破碎机给矿口的有效宽度0.85B(mm)和排矿口宽度S(mm)的比值。破碎机械的粉碎比3~100粉磨机械的粉碎比500~1000.几台粉碎机串联起来的粉碎过程称为多级粉碎；串联的粉碎机台数为粉碎级数.总粉碎比:原料粒度与最终粉碎产品粒度之比。若串联的各级粉碎机的粉碎比分别为i1，i2，…in则总

3、粉碎比io=i1i2…in4.1.3粉碎级数若已知粉碎机的粉碎比，即可根据总粉碎比要求确定合适的粉碎级数；若已知粉碎级数，也可根据总粉碎比要求确定合适的各级粉碎比，选择合适的粉碎机。粉碎机械的重要技术经济指标粉碎比单位电耗(单位质量粉碎产品的能量消耗)4.1.5破碎的基本方式根据消耗能量：机械能粉碎和非机械能粉碎根据施加外力作用方式：挤压破碎、劈裂破碎、折断破碎、研磨破碎和冲击粉碎；根据粉碎过程所处的环境：干式粉碎和湿式粉碎；根据粉碎工艺流程：开路粉碎和闭路粉碎；根据产品细度：一般细度粉碎和超细粉碎；1、破碎的基本方式(a)挤压破碎(b)劈裂破碎(c)折断破碎(

4、d)研磨破碎（e）冲击粉碎（a）挤压粉碎粉碎设备的工作部件对物料施加挤压作用，物料在压力作用下发生粉碎。如挤压磨、鄂破等。特点：施加于物料上的压力作用较缓慢和均匀，固粉碎过程较均匀，多用于粗碎；磨出的物料有时会呈片状粉料，固常作为细粉磨前的预粉磨设备。（b）劈裂破碎用一个尖棱（或平面）和一个带有尖棱的工作面挤压物料时，物料将沿压力作用线方向劈裂。由于物料的拉伸强度极限比抗压强度极限小很多，在其他情况相同的情况下，劈裂破碎比挤压破碎需要的压力小。(c)折断破碎物料受弯曲作用而破碎。被破碎的物料被视为承受集中载荷的两支点梁或多支点梁。当物料的弯曲强度达到极限时，物料

5、即被折断。(d)研磨破碎物料与运动的工作面之间存在相对运动而受一定的压力和剪切力作用。当剪切应力达到物料的剪切强度时，物料即被粉碎。研磨破碎多产生细粒，效率低，能耗大。这种方法主要用于小块物料的细磨。如振动磨、搅拌磨以及球磨机的细磨仓等。1）研磨介质物性：研磨介质应有较高的硬度和耐磨性，而介质的密度影响较小。介质的莫氏硬度最好比物料大3以上。常用的介质:天然砂、玻璃珠、氧化铝球、氧化锆球和钢球等。2）研磨介质的填充率、尺寸及形状填充率：指介质的表观体积与磨机的有效容积之比。理论上讲介质的填充率应以其最大限度地与物料接触而又能避免自身的相互碰撞为佳。其与物料的粒度

6、、密度和介质的运动特点有关。一般地：振动磨介质填充率为50~70%，球磨机为30~40%，搅拌磨为40~60%。研磨介质的形状:球形、柱状、棒状及椭圆状等，异形研磨体异形研磨体比表面积大，与物料接触为线接触或面接触所以研磨效率较球形研磨体的高。一般在振动磨和球磨机的细磨仓中使用；搅拌磨中由于研磨体做不规则三维运动，因而一般使用球形研磨体。（e）冲击粉碎包括高速运动的粉碎体对粉碎物料的冲击和高速运动的物料向固定壁或靶的冲击。特点：粉碎过程可在较短的时间内发生多次冲击碰撞，而每次碰撞的粉碎时间在瞬间完成，固粉碎体与被粉碎物料的动量交换非常迅速。1、冲击粉碎原理：设有

7、两个质量为m1、m2的颗粒，碰撞前和碰撞后的速度分别为v1、u1和v2、u2，根据力学原理：若碰撞后两个颗粒具有相同的速度u，根据颗粒碰撞原理得粉碎能：但对于物料与固定转子的冲击或气流磨情形时，有一方的速度可以假设为0.因此冲击能量须大于物料粉碎所需要的能量才能使其粉碎，即：σ—颗粒的破碎强度E—杨氏模量对于脆性材料，碰撞后的总动能减小了，而这部分减小的能量是克服了颗粒间的结合能使之发生粉碎，所以碰撞冲击的速度越快，时间越短，则在单位时间内施加于颗粒的粉碎能量也就越大，越易于将颗粒粉碎。2、冲击粉碎能耗与冲击速度由此可见，冲击粉碎比能耗与冲击碰撞的速度成正比。只

8、有连续碰撞后，颗粒才被粉