華北理工選礦學(xué)教案

PAGE課程名稱：《破碎與磨礦》第1講次摘要授課題目（章、節(jié)）緒論本講目的要求及重點(diǎn)難點(diǎn)：【目的要求】通過本講課程的學(xué)習(xí)，了解選礦的一些基本知識，理解碎礦與磨礦在選礦中的作用?！局攸c(diǎn)】選礦基本概念、破碎、磨礦特點(diǎn)【難點(diǎn)】碎礦與磨礦的作用及特點(diǎn)內(nèi)容【本講課程的引入】在正式講課前，選礦究竟是做什么的之前，我先問一下同學(xué)們，你們當(dāng)中有誰知道“選礦”是做什么的，或者說誰知道什么和選礦有關(guān)呢?！颈局v課程的內(nèi)容】緒論一、選礦的概念礦產(chǎn)資源礦產(chǎn)資源金屬礦非金屬礦可燃性礦物煤石油天然氣這些礦產(chǎn)資源在長期的地質(zhì)作用下，可以形成相對富集的礦物集體合體，通常我們把在現(xiàn)有技術(shù)條件下可以開采、加工、利用的礦物集合體叫做礦石；相反不能在現(xiàn)有技術(shù)條件下利用的礦物集合體稱做巖石。在通常條件下，我們把在現(xiàn)有技術(shù)、經(jīng)濟(jì)條件下，可以開采、加工和利用的巖石，稱之為礦石。礦礦石巖石技術(shù)、經(jīng)濟(jì)礦石和巖石的劃分，需要從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等多方面進(jìn)行綜合分析，因?yàn)殡S著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和經(jīng)濟(jì)條件的許可，巖石可能成為礦石，同樣，礦石由于受到市場或其它因素的制約而成為巖石。礦產(chǎn)礦產(chǎn)有用礦物：目前狀況下能為國民經(jīng)濟(jì)利用的礦物脈石礦物：目前狀況下不能為國民經(jīng)濟(jì)利用的礦物所謂選礦就是將礦石中的有用礦物與脈石礦物分離、除去有害雜質(zhì)、使之富集和純化的一門科學(xué)技術(shù)。在國外，選礦一詞的英文詞匯是：“OreDressing（礦石提?。被颉癕ineralDressing（礦物提?。薄ｋS著礦石或礦物提取分離技術(shù)的發(fā)展，“選礦”一詞已不能完全涵蓋眾多涌現(xiàn)出來的技術(shù)和方法所依賴的學(xué)科基礎(chǔ)和學(xué)科領(lǐng)域，其研究的對象比傳統(tǒng)的選礦學(xué)科更廣、更深。這一點(diǎn)從目前國際通用的“MineralProcessing”可以體現(xiàn)出來，也就是“礦物加工”。在人類歷史發(fā)展過程中，礦產(chǎn)資源的開發(fā)利用與之密切相關(guān)。青銅時代青銅時代石器時代鐵器時代材料時代一、選礦的方法選礦方法是指將礦石中有用礦物和脈石礦物進(jìn)行分離與富集所采用的方法。選礦方法選礦方法機(jī)械選礦法：重選、磁選、浮選、電選、揀選化學(xué)選礦法：化學(xué)沉淀法、離子交換吸附法、焙燒法浸出法、溶劑萃取法、離子浮選法活性炭吸附法、電沉積法其它選礦法：摩擦洗礦法、形狀選礦法、硬度選礦、油膏選礦、磁流體選礦另外，還有聯(lián)合選礦法，即：將多種選礦方法聯(lián)合在一起處置一些大型復(fù)雜的選礦方法。二、選礦的指標(biāo)為衡量選礦過程進(jìn)行的好壞，常采用產(chǎn)品的品位、產(chǎn)率、選礦比、富礦比、回收率和選別效率等指標(biāo)表示。（1）品位指礦物原料及選礦產(chǎn)品中有用成分含量的質(zhì)量百分比。原礦、精礦和尾礦品位的高低分別用α、β、δ三個希臘字母表示。（2）產(chǎn)率指產(chǎn)品質(zhì)量與原礦質(zhì)量之比的百分?jǐn)?shù)，以希臘字母γ表示。尾礦產(chǎn)率與精礦產(chǎn)率的關(guān)系為：γ尾礦=100%-γ精礦（3）選礦比指原礦質(zhì)量與精礦質(zhì)量之比。它表示選出1噸精礦需處理幾噸原礦。（4）富礦比指精礦品位（β）和原礦品位（α）之比。它表示精礦中有用成分含量比原礦中有用成分含量提高的倍數(shù)。（5）回收率把原礦或給礦中所含被回收的有用成分在精礦中回收的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)稱為回收率，用希臘字母ε表示。精礦的實(shí)際回收率：精礦的理論回收率：式中：α——原礦或給礦品位；β——原礦質(zhì)量；δ——精礦質(zhì)量；QK——尾礦品位；Qa——精礦品位?；厥章拾ㄟx礦作業(yè)回收率和選礦最終回收率。由于取樣、分析及礦漿機(jī)械流失等原因，計(jì)算出的理論回收率和實(shí)際回收率往往不一致。（6）選別效率用精礦中有用成分回收率與脈石回收率之差來衡量選別服作業(yè)的好壞，稱作選別效率，以V來表示?；蚴街校害录儭杏玫V物的純礦物品位；γK——精礦產(chǎn)率。理想的選礦就是將原礦中的有用礦物全都回收到精礦中去而不回收脈石礦物，然而實(shí)際過程是做不到的，選別效率則是表示選別效果好壞的綜合指標(biāo)。三、選礦的應(yīng)用范圍1、材料具有納米直徑的硬硅鈣石纖維相互纏繞成空心的球狀二次粒子，在壓濾過程中形成硬質(zhì)支撐的骨架。具有封閉的納米孔結(jié)構(gòu)的氣凝膠，有非常低的導(dǎo)熱系數(shù)，但是強(qiáng)度太低，不能單獨(dú)作為絕熱材料。但二者復(fù)合能得到具有較高強(qiáng)度和超低導(dǎo)熱系數(shù)的具有實(shí)用價值的絕熱材料2、海洋多金屬結(jié)核多金屬結(jié)核分布在世界大洋底部水深3500～6000米海底表層。它的外形是暗褐色，形如土豆的結(jié)核狀軟礦物體，直徑一般為3～7厘米。多金屬結(jié)核含有錳、鐵、鎳、鈷、銅等幾十種元素。據(jù)科學(xué)家們分析估計(jì)，世界洋底多金屬結(jié)核資源為3萬億噸，其中錳的產(chǎn)量可供世界用18000年，鎳可用25000年。3、三廢處理與綜合利用利用固體廢棄物可制備得到一些新型的材料，如利用尾礦等制備地質(zhì)聚合物，可代替普通硅酸鹽水泥制品，不僅原料價格低廉，而且制品性能良好，最重要的是節(jié)能、環(huán)保。同時，還可以用在廢水、廢氣處理等方面。4、其它領(lǐng)域①食品行業(yè)；②精細(xì)化工；③醫(yī)藥保健；④生物生化；⑤藥劑開發(fā)；⑥設(shè)備研制四、破碎與磨礦的概念和特點(diǎn)所謂破碎，是指利用外力（包括人力、機(jī)械力、風(fēng)力、熱力、磁電及核能等）克服固體物料內(nèi)部分子間凝聚力，將大塊固體物料顆粒分裂成小塊物料顆料的作業(yè)。破碎作業(yè)具體劃分如下表所示。破碎作業(yè)劃分表作業(yè)名稱粒度范圍破碎粗碎將1500~1000mm處理到mm350~200mm中碎將350~200mm處理到100mm~80mm之間細(xì)碎將100mm~80mm處理到10mm和3mm之間粉磨(磨礦)粗磨將物料磨細(xì)到3mm~1mm細(xì)磨將物料磨細(xì)到0.08mm~0.01mm微磨將物料磨細(xì)到0.05~0.001mm以下超微磨將物料磨細(xì)到5μm以下五、破碎與磨礦的技術(shù)經(jīng)濟(jì)參數(shù)（1）單位產(chǎn)品電耗單位產(chǎn)品電耗是破碎單位產(chǎn)品質(zhì)量所消耗的電量，簡稱單位電耗。它是衡量破碎機(jī)的動力消耗是否經(jīng)濟(jì)的基本技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，單位電耗與破碎比、臺時產(chǎn)量直接相關(guān)。（2）產(chǎn)量、質(zhì)量系數(shù)和綜合指標(biāo)破碎機(jī)械在單位時間內(nèi)的排料量稱為產(chǎn)量，它是評價破碎機(jī)經(jīng)濟(jì)效益的重要指標(biāo)，由于破碎機(jī)的產(chǎn)量隨破碎比變化，故采用質(zhì)量系數(shù)K作為對破碎機(jī)技術(shù)評價和對比的指標(biāo)之一。K=Qi式中：K——破碎機(jī)的質(zhì)量系數(shù)，t/h；Q——破碎機(jī)的小時產(chǎn)量，t/h；i——破碎比20世紀(jì)70年代又提出了一個反映破碎機(jī)械破碎效果的綜合指標(biāo)Kt：Kt=式中：N——破碎機(jī)所需功率的平均值，kW。（3）單位鋼耗和單位球耗單位鋼耗和單位球耗是指每噸物料破碎時所消耗的鋼材量或所消耗的介質(zhì)球量，因此必須研究破碎和磨礦機(jī)械的零部件如襯板、齒板和鋼球的磨損規(guī)律，提高鋼材的耐熱、耐磨、抗腐蝕性能，因地制宜地研究和生產(chǎn)耐磨材料，降低破碎磨礦機(jī)械的單位鋼耗和單位球耗。（4）破碎比破碎比是指物料在經(jīng)過破碎過程后，破碎前物料的粒度D和破碎后物料的粒度d的比值，根據(jù)破碎比表述和用途的不同，破碎比主要有以下幾種表示方法：1）用物料在破碎前最大的粒度和破碎后物料的最大粒度的比值計(jì)算，即極限破碎比。式中：i——破碎比；D最大——破碎前物料的最大粒度，mm；d最大——破碎后物料的最大料度，mm。最大粒度分別用原料及產(chǎn)品中95%或80%的物料能通過的正方形篩孔寬度表示。由于各國技術(shù)習(xí)慣的不同，我國、俄羅斯及獨(dú)聯(lián)體國家均采用物料的95%能通過的篩孔寬度來表示物料的最大粒度，而一些英美國家則取用80%能通過的篩孔寬度作為最大物料的粒度直徑。極限破碎比在設(shè)計(jì)中常用，以此來確定破碎機(jī)的給礦口寬度。2）用破碎機(jī)的給礦口寬度和排礦口寬度的比值計(jì)算，即名義破碎比。式中：i——破碎比；B——破碎機(jī)給礦口寬度，mm；S——破碎機(jī)排礦口寬度，mm。工程實(shí)踐表明，通常進(jìn)入破碎機(jī)的最大物料粒度的直徑應(yīng)當(dāng)比破碎機(jī)給礦口寬度約小15%時，物料才能被順利破碎，因此，就采用0.85B來表示破碎機(jī)的有效寬度。由于名義破碎比可大致地反映破碎機(jī)的破碎能力和物料破碎前后的粒度的變化，這種計(jì)算方法常用于實(shí)際工程生產(chǎn)中。3）用破碎前后物料粒度平均值的比值計(jì)算，即真實(shí)破碎比。式中：i——破碎比；D平均值——破碎前物料粒度的平均值，mm；D平均值——破碎后物料粒度的平均值，mm。破碎前后物料的粒度都是由若干個粒級組成的統(tǒng)計(jì)總體，只有用粒度的平均值才能真實(shí)反映。用這種方法計(jì)算得到的破碎比，能較為真實(shí)地反映出物料破碎的程度，因此在理論研究中常采用這一計(jì)算方法來表示破碎機(jī)的破碎比。其中，整個流程的破碎比被稱為總破碎比（i），各階段的破碎比（i1,i2,…..in）稱為分破碎比?？偲扑楸龋╥）和分破碎比（i1,i2,…..in）的關(guān)系如下：i=i1·i2·……·in六、碎礦與磨礦在選礦廠中的重要性將礦石充分破碎是為了實(shí)現(xiàn)礦物有效分選，但過度破碎，又達(dá)到選礦的效果，因?yàn)榱６绕扑榈倪^于細(xì)時，這些礦粒接近膠體狀態(tài)，用現(xiàn)在選礦方法還難以控制。例如重力選礦難以回收小于19微米的礦粒，浮選對于5～10微米以下的顆粒也難以回收。同時由于選礦中破碎與磨礦的生產(chǎn)費(fèi)用（能耗）大約占全選廠的40～65%以上，其相應(yīng)的投資也占總投資的60%左右，碎礦與磨礦工段設(shè)計(jì)與操作的好壞，都會直接影響到選廠的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的，或者說經(jīng)濟(jì)效益。剛才講到了礦石的過粉碎，不僅影響了后續(xù)選別效果，同時也加大了能耗，增大了選礦成本。正是由于這些原因，才顯出碎礦與磨礦在選礦廠中具有相當(dāng)重要的地位。碎礦與磨礦不僅是選廠不可打缺失的環(huán)節(jié)，更是影響選廠經(jīng)濟(jì)效益的根源。七、碎礦—磨礦流程以及其中各作業(yè)的作用1、碎礦與磨礦是分階段進(jìn)行的；2、破碎機(jī)和篩子通常配合使用；3、磨礦機(jī)和分級設(shè)備通常配合使用；4、各作業(yè)要采用適當(dāng)?shù)脑O(shè)備。對篩子的作用進(jìn)行講授，其作用主要有四個：（1）預(yù)先篩分（2）檢查篩分（3）準(zhǔn)備篩分（4）最終篩分八、碎礦和磨礦車間工作情況二者的工作情況是不相同的，與磨礦車間工作情況不同的是，破碎車間的工作制度是和采石場一樣的，一般是兩班制或三班制。兩班制則每班工作6～7小時，三班制則5～6小時。其余時間則用于設(shè)備的開車、停車和設(shè)備維修上。磨礦車間工作制度，除了規(guī)定的檢修時間外，應(yīng)當(dāng)每天24小時運(yùn)轉(zhuǎn)。因?yàn)槟サV機(jī)時開時停的，則會造成生產(chǎn)過程不穩(wěn)定，指標(biāo)波動和有用礦物流失增多。因此一般用磨礦機(jī)的年作業(yè)率（設(shè)備年作業(yè)率=）。設(shè)備年作業(yè)率的好壞，反映了選礦廠技術(shù)水平和管理水平。它與回收率、精礦品位及磨機(jī)利用系數(shù)共稱為選廠四大指標(biāo)。如何將這兩個車間的工作制度相統(tǒng)一呢，也就是說破碎車間必須在生產(chǎn)時間內(nèi)，破碎出足夠的礦石來滿足磨礦車間的24小時運(yùn)轉(zhuǎn)所需的礦量?！纠恳粋€日處理5000噸的選礦廠，破碎車間每周6天生產(chǎn)，每天生產(chǎn)13小時，磨礦車間每周工作7天，每天24小時運(yùn)轉(zhuǎn)，那么，磨礦車間的生產(chǎn)能力是多少呢（5000/24=208.3噸），而破碎車間的生產(chǎn)能力又是多少呢？【解】5000×7/6×13=450噸在設(shè)備配置方面：磨礦機(jī)通常都可以成列配置在一個臺階上破碎機(jī)、篩子和附屬設(shè)備等，常常配置在幾個臺階上，較為分散。在設(shè)備操作和控制方面：（1）各部機(jī)器必須按工藝過程規(guī)定的程序，以一定的間隔時間相繼啟動，啟動次序與礦料運(yùn)行方向相反；（2）各部機(jī)器可以單獨(dú)啟動，又可以成組啟動；可以遠(yuǎn)程操縱，也可以在現(xiàn)場人工操縱；停止時，與（1）要求的相反；（3）當(dāng)生產(chǎn)線上的某一機(jī)器被迫停車時，應(yīng)當(dāng)對所有供給該機(jī)器礦料的其它機(jī)器也必須停止運(yùn)轉(zhuǎn)，但它以后的機(jī)器可以繼續(xù)工作。（4）此外，應(yīng)當(dāng)規(guī)定出各種信號，以便指揮和通知分散在全車間內(nèi)的工作人員。雖然破碎和磨礦分別在兩個車間進(jìn)行，它們的工作情況又有許多不同，但二者之間有著十分密切的關(guān)系。因此，在考慮技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的問題的同時，必須對二者進(jìn)行綜合考慮，才能使破碎和磨礦總的效果最好?！颈局v課程的小結(jié)】今天我們主要講了選礦的基本知識，涉及到一些基本概念如礦物加工、品位、選礦回收率和常用的一些選礦方法。第二我們講解了破碎與磨礦在選廠中的重要性、破碎與磨礦流程和作業(yè)情況以及破碎與磨礦的車間工作制度?！颈局v課程的作業(yè)】（1）幾個要記住的概念：選礦；品位；選礦回收率。（2）簡述破碎與磨礦在選廠中的重要性？（3）掌握破碎和磨礦車間的生產(chǎn)能力計(jì)算方法。

課程名稱：《破碎與磨礦》第2講次摘要授課題目（章、節(jié)）第一章粒度特性與篩分分析第一節(jié)粒度與粒度分析第二節(jié)篩分分析第三節(jié)粒度特性曲線和粒度特性方程式本講目的要求及重點(diǎn)難點(diǎn)：【目的要求】了解粒度的概念和粒度特性方程式，理解粒度表示方法、篩分工具及試驗(yàn)，掌握粒度特性曲線?！局攸c(diǎn)】篩分工具、篩分試驗(yàn)、粒度特性曲線【難點(diǎn)】篩分試驗(yàn)、粒度特性曲線內(nèi)容【本講課程的引入】碎礦與磨礦設(shè)備的發(fā)展是與人類的生活、生產(chǎn)、工藝技術(shù)進(jìn)步同步的，相互促進(jìn)的。人類應(yīng)用粉碎工藝及其設(shè)備可以追溯到古代。石器時期，人類就開始利用石塊相互撞擊以獲得理想的形狀，作為理想的必需工具，那么如何得到不同的顆粒形狀呢，不同的形狀或大小怎么來分析呢。【本講課程的內(nèi)容】第一章粒度特性與篩分分析第一節(jié)粒度與粒度分析粒度及其表示方法破碎篩分、磨碎分級與分選加工的物料均是碎散物料群體，構(gòu)成該群體的顆粒大小不一，形狀各異，在技術(shù)上通常引入“粒度”、“粒級”、“粒度組成”及“平均粒度”等概念來描述它們的特性——粒度特性。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物度即為直徑或邊長；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＝(d十a(chǎn)+c)/3或幾何平均值d＝表示。一般用mm或um表示。粒度的表示方法粒度的表示方法單個礦塊：d=(a+b+c)/3，用于測定大礦塊。加權(quán)算術(shù)平均法加權(quán)幾何平均法調(diào)和平均法松散礦料計(jì)算松散礦料平均粒度直徑的三種方法所得結(jié)果大小順序：加權(quán)算術(shù)平均法＞加權(quán)幾何平均法＞調(diào)和平均法粒級——用某種方法(如篩分)將粒度范圍寬的物料群分離成若干個粒度范圍窄的級別，這些級別均稱為粒級，各粒級均以其上限粒度(d1)及下限粒度(d2)表示，如d1～d2或d2～d1或-d1+d2。粒度組成——上述各粒級按粗、細(xì)不同順序排列，并指明各粒級占物料群總量的質(zhì)量百分率，這種資料稱為粒度組成。它描述物料群的粒度分布情況，通常以粒度組成表表示(見表1-1)。平均粒度——描述物料群的粒度稱為平均粒度。對d1／d2＜的粒級，即粒度范圍較窄的物料群，其平均粒度d＝(d1+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(jì)學(xué)上求平均值的方法計(jì)算其加權(quán)算術(shù)平均粒度dn，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。表1-1散碎物料粒度組成粒級／mm質(zhì)量／kg產(chǎn)率各粒級／%篩上累積／%篩下累積／%12~168~124~82~40~2合計(jì)22.530.045.022.530.0150.015203015201001535658010010085653520 對同一物料群采用不同的計(jì)算方法所得到的平均粒度值是不同的，一般ds＞dj＞dt。往往有這種情況，兩批散料的平均粒度相等，但它們各相同粒級的質(zhì)量百分率卻完全不同。為了更全面地說明散料的粒度特性，又引入偏差系數(shù)k來描述散料中各粒級的不均布程度。式中，δ為標(biāo)準(zhǔn)差，；其他符號含義同前。通常認(rèn)為，k＜40％、k＝40％～60％或k＞60％時，散料的各粒級分布依次是均勻的、較均勻的、不均勻的。綜合運(yùn)用粒度組成、平均粒度、標(biāo)準(zhǔn)差及偏差系數(shù)四種指標(biāo)，就能比較全面地描述碎散物料的粒度特性。二、粒度分析方法粒度分析是一種技術(shù)操作，它的任務(wù)是測定碎散物料的粒度特性。坡度分析方法有多種，選礦中常用的有三種：篩分分析：-100mm+0.043mm篩分分析：-100mm+0.043mm，篩子測定水力沉降：-75um+1.0um，沉降天平顯微分析：-0.5um+20um，顯微鏡，電鏡粒度分析①篩分分析法——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(yīng)篩子的篩孔尺寸。篩分分折法廣泛用于測定0.04～l00mm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(yīng)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。0.04～0.1mm物料須用濕篩。該法特點(diǎn)是設(shè)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。②水力沉降分析法——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干粒級。該法適用于測定1～75um細(xì)粒物料的粒度組成。其特點(diǎn)是不像篩分分析法那樣嚴(yán)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(jìn)入同一個粒級。③顯微鏡分析法——利用顯微鏡觀察微細(xì)顆粒的大小和形狀，適用于0.1～50um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(diǎn)是直觀。第二節(jié)篩分分析一、篩分工具1、標(biāo)準(zhǔn)篩標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)椎篩確定一系列篩子中某個篩子作為基準(zhǔn)篩，簡稱基篩。標(biāo)準(zhǔn)篩都有篩底和篩蓋，分別用以收集篩下產(chǎn)品和防止物料濺失。由于各國采用的標(biāo)準(zhǔn)不同，所以有各種各樣的標(biāo)準(zhǔn)篩，按篩比不同可大致將它們分為兩類：一類的篩比是，美國、英國、加拿大等國采用；另一類的篩比是，法國、前蘇聯(lián)等采用。與稱為基本篩比。為了得到粒度范圍更窄的級別，還規(guī)定了輔助篩比，如、()6等。單位長度的篩面上所具有的篩孔數(shù)目稱為網(wǎng)目數(shù)，簡稱網(wǎng)目。有的標(biāo)準(zhǔn)篩的網(wǎng)目是指每英寸長度上的篩孔數(shù)，有的標(biāo)準(zhǔn)篩的網(wǎng)目是指每厘米長度上的篩孔數(shù)。我國目前還沒有國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)篩，以前沿用上海標(biāo)準(zhǔn)篩和美國泰勒篩，二者相近，目前正在推廣應(yīng)用國際標(biāo)準(zhǔn)篩。表1-2列出了常見的六種標(biāo)準(zhǔn)篩。在使用標(biāo)準(zhǔn)篩時，通常是把疊放好的一套篩子(包括篩底、篩蓋和試樣)整體固定在振篩機(jī)上，振篩機(jī)工作時能使套篩產(chǎn)生水平面內(nèi)的搖動和垂直方向的振動，從而將試樣篩分。根據(jù)需要也可采用人工篩分。2、非標(biāo)準(zhǔn)篩非標(biāo)準(zhǔn)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。標(biāo)準(zhǔn)篩是用于細(xì)物料的篩分，而非標(biāo)準(zhǔn)篩用于粗物料的篩分。另外，標(biāo)準(zhǔn)篩的篩框?yàn)檩^小的園形金屬框，篩面由銅、不銹鋼、尼龍等絲線編織而成，非標(biāo)準(zhǔn)篩的篩框?yàn)檩^大的長方形木質(zhì)框(比可用薄鋼板焊接)，篩面由低碳鋼絲編織而成或用薄鋼板沖孔而成。非標(biāo)準(zhǔn)篩的操作通常由人工進(jìn)行．從粗孔到細(xì)扎逐個使用篩子，試料中粗粒不多時，宜先用中等篩孔的篩了，然后分別從中孔到粗孔和從中孔到細(xì)孔逐個使用篩子。表1-2常見標(biāo)準(zhǔn)篩制泰勒篩國際篩上海篩蘇聯(lián)篩英國篩德國篩網(wǎng)目(孔／英寸)孔徑／mm孔徑／mm網(wǎng)目(孔／英寸)孔徑／mm篩孔尺寸／mm篩絲直徑／mm網(wǎng)目(孔／英寸)孔徑／mm網(wǎng)目(孔／英寸)孔徑／mm2.57.925836.686.33.5.5.69144.69954553.92645453.3463.3273.3563.5262.8172.7942.872.4182.2622.3682.6162.50.582.0591.98122.00.5101.6511.6101.981.60.45101.6741.5121.3971.4121.661.250.40121.4051.2141.1681.18141.431.000.35141.2061.02160.9911161.270.9000.35161.00200.8330.8200.9950.8000.30180.85240.7010.71240.8230.7000.30220.7080.75280.5890.6280.6740.6300.25250.60100.6320.4950.5320.560.5600.23300.50110.54350.4170.4340.5330.5000.22360.42120.49420.3510.335420.4520.4500.18440.35140.43480.2950.30480.3760.3550.15520.30160.385600.2460.25600.2950.2500.13600.252200.30650.2080.20700.2510.2000.13720.211240.25800.1750.18800.200.1800.13850.177300.201000.1470.151100.1390.1400.091000.152400.151150.1240.1251200.130.1250.091200.125500.121500.1040.11600.0970.1000.071500.105600.101700.0830.091800.090.0900.071700.088700.0882000.0740.0752000.0770.0710.0552000.075800.0752300.0620.0632300.0650.0630.0452400.0651000.062700.0530.052800.0560.0560.043250.0430.043200.050.0400.033000.0534000.038二、篩分試驗(yàn)篩分試驗(yàn)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(biāo)準(zhǔn)篩，小篩分使用標(biāo)準(zhǔn)篩；按篩分時是否使用水介質(zhì)促進(jìn)篩分的進(jìn)行又分為干篩與濕篩。因大粒度物料容易篩分，當(dāng)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(dāng)試料水分與含泥量較小且要求不很嚴(yán)格時，可采用干篩，否則宜采用濕篩。當(dāng)然，濕篩需要輔以脫水及干燥作業(yè)。對于濕篩，通常是將單個的標(biāo)準(zhǔn)篩固定在高頻電磁振動器上，手持振動器將篩子置于水盆中篩分。篩分試驗(yàn)包括取樣、篩分、稱重、記錄、結(jié)果處理等幾個環(huán)節(jié)。取樣要求有代表性，取樣量與物料粒度有關(guān)，如表1-3所示。表1-3試樣量與物料粒度的關(guān)系物料最大粒度／mm0.10.30.51351020樣品最小質(zhì)量／kg0.0250.050.10.20.52520篩分時間對試驗(yàn)結(jié)果有較大的影響，原則上以充分篩透即篩上物中不含有小于篩孔尺寸的顆粒為準(zhǔn)，這通常要根據(jù)篩分的難易程度由經(jīng)驗(yàn)而定，比如小篩分的篩分時間通常需要10～30min。衡量篩分時間是否足夠的方法是，篩分完畢后再人工篩分，若在1min內(nèi)所得篩下物質(zhì)量小于人工篩分前篩上物質(zhì)量的1％，則認(rèn)為篩分時間足夠。干濕聯(lián)合篩分是先用細(xì)孔篩(如200網(wǎng)目)進(jìn)行濕篩．然后將篩上物過濾，放入不高于75℃的恒溫箱內(nèi)烘干，再稱重，根據(jù)篩分試樣的質(zhì)量及稱出的篩上物質(zhì)量計(jì)算出篩下物質(zhì)量，最后將篩上物干篩并稱出各粒級質(zhì)量。干篩后得到的最底層細(xì)篩(與上述200網(wǎng)目篩相同)的篩下物要與濕篩時洗出的細(xì)泥合并計(jì)算。對于濕篩的篩下物，根據(jù)需要還可進(jìn)一步濕篩分級，并逐級過濾、烘干、稱重，否則，應(yīng)整體過濾、烘干、稱重。在篩分試驗(yàn)過程中不得遺失物料，也不能使外界的物料進(jìn)人試樣中，稱重須精確，篩分試驗(yàn)后各粒級質(zhì)量和與原試樣質(zhì)量的差值，不得超過原試樣質(zhì)量的1％～2.5％，否則試驗(yàn)無效。試驗(yàn)結(jié)果處理的基本內(nèi)容是計(jì)算產(chǎn)率。產(chǎn)率分為粒級產(chǎn)率與累積產(chǎn)率，粒級產(chǎn)率是該粒級的質(zhì)量占被篩物料總質(zhì)量的百分率，累積產(chǎn)率又分為篩上累積產(chǎn)率(又叫正累積)及篩下累積產(chǎn)率(又叫負(fù)累積)。正累積產(chǎn)率是大于某一篩孔的各粒級產(chǎn)率之和，負(fù)累積產(chǎn)率是小于某—篩孔的各粒級產(chǎn)率之和。在計(jì)算粒級產(chǎn)率時，“被篩物料總質(zhì)量”可以用各粒級質(zhì)量之和，也可以用原試樣的質(zhì)量，此時把損失量加入最細(xì)級別，認(rèn)為篩分時呈灰塵飛揚(yáng)了。最基本的篩分試驗(yàn)記錄及結(jié)果處理見表1-1。第三節(jié)粒度特性曲線和粒度特性方程式一、粒度特性曲線粒度分析的結(jié)果除用表格(如表1-1)表示外，還可用曲線表示，稱為粒度特性曲線，或粒度分析曲線，它是以散料粒度組成表為依據(jù)繪制的，曲線的橫坐標(biāo)代表粒度，縱坐標(biāo)代表產(chǎn)率。若縱坐標(biāo)為粒級產(chǎn)率，則稱為部分粒度特性曲線，若縱坐標(biāo)為累積產(chǎn)率，則稱為累積粒度特性曲線。如圖1-1圖1-2所示。與部分粒度特性曲線相比，累積粒度特性曲線在生產(chǎn)考查和流程計(jì)算上獲得了更為廣泛的應(yīng)用，它具有如下特點(diǎn)：①正、負(fù)累積粒度特性曲線是互相對稱的，若繪在一張圖紙上，它們必交于物料產(chǎn)率為50％的點(diǎn)上。②正累積粒度特性曲線必交于縱坐標(biāo)軸上物料產(chǎn)率為100％的點(diǎn)；負(fù)累積粒度特性曲線必交于縱坐標(biāo)軸上物料產(chǎn)率為0的點(diǎn)(坐標(biāo)原點(diǎn))。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(yīng)累積產(chǎn)率；或由指定的累積產(chǎn)率查得相應(yīng)的粒度。②可求出任一粒級(d1～d2)的產(chǎn)率，它等于粒度d1及d2所對應(yīng)的縱坐標(biāo)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(jìn)，表明物料中細(xì)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(xì)粒度分布均勻。對于粒度范圍很寬的物料，在繪制其粒度特性曲線時，既要考慮到橫軸的比例，又要兼顧到越是接近原點(diǎn)，橫坐標(biāo)的分點(diǎn)就越密集，為此，必須把曲線繪在很大的圖紙上。為了解決這個問題，可將曲線繪制在半對數(shù)坐標(biāo)系或全對數(shù)坐標(biāo)系中。所謂半對數(shù)坐標(biāo)系，是只把代表粒度的橫坐標(biāo)值取對數(shù)，而代表產(chǎn)率的縱坐標(biāo)仍保留算術(shù)值。全對數(shù)坐標(biāo)系是把橫、縱坐標(biāo)值均取對數(shù)。把橫坐標(biāo)取對數(shù)后，相鄰粒度級之間在橫軸上的間距，細(xì)粒級增長，粗粒級縮短，因此，在一般尺寸的圖紙上就可繪制清晰準(zhǔn)確的曲線，也便于使用。如篩分分析所用套篩的篩比相同，繪制半對數(shù)粒度特性曲線十分簡便，因?yàn)樗邢噜徚６戎g在橫軸上的間距都相等。例如，篩比為的泰勒篩，各篩孔的對數(shù)差值恒等于lg。圖l-3是根據(jù)表1-1繪制的半對數(shù)累積粒度特性曲線，因，故曲線的左端不能畫到粒度為零處。圖1-4是根據(jù)表1-1繪制的全對數(shù)負(fù)累積粒度特性曲線，因縱坐標(biāo)也采用了取對數(shù)處理，曲線已直線化了，這樣便于求出該直線的斜率和截距，進(jìn)而將曲線用數(shù)學(xué)方程式表示出來，借此確定顆粒粒度在物料中的分布規(guī)律。二、粒度特性方程式粒度特性方程式是研究表述物料群粒度特性的另一種方法，它是由篩分試驗(yàn)所得數(shù)據(jù)，經(jīng)數(shù)學(xué)方法推理得到的經(jīng)驗(yàn)公式。1、高登一安德列邵夫——舒曼公式(1.1)式中y為負(fù)累積產(chǎn)率；X為與產(chǎn)率Y對應(yīng)的物料粒度；Xmax為最大物料粒度，對一定的物料，Xmax是常數(shù)；K為與物料性質(zhì)有關(guān)的參數(shù)，對一定的物料，K是常數(shù)，一般破碎產(chǎn)物的K值常介于0.7～1.0之間。式(1.1)表明了物料粒度X與負(fù)累積產(chǎn)率Y的函數(shù)關(guān)系，在x的定義域(0，Xmax)內(nèi)，給定一個X便可求出對應(yīng)的Y值。顎式破碎機(jī)和圓錐破碎機(jī)的產(chǎn)物，其粒度在0至破碎機(jī)排料口寬度(Xmax)的范圍內(nèi)，相應(yīng)的產(chǎn)率Y基本上符合式(1.1)。2、羅遜—拉姆勒公式(1.2)R——正累積產(chǎn)率；X——與產(chǎn)率R對應(yīng)的物料粒度；b——與物料粒度大小有關(guān)的參數(shù)，對一定物料，b是常數(shù)；n——與物料性質(zhì)有關(guān)的參數(shù)，對一定物料，n是常數(shù)；e——自然對數(shù)的底，e＝2.71828。破碎的煤、細(xì)碎的礦石、磨碎的礦石及水泥等錘碎機(jī)、球磨機(jī)與分級機(jī)的產(chǎn)物，其粒度特性與式(1.2)基本吻合。粒度特性方程式在早些時候的科研活動中，被用于計(jì)算散料的顆粒表面積、顆粒數(shù)目及平均粒度等。近年來，用它和碎礦或磨礦的功耗相聯(lián)系，成為研究這些生產(chǎn)過程的重要手段?！颈局v課程的小結(jié)】今天主要學(xué)習(xí)了粒度與篩分，內(nèi)容比較散，也比較多，要求大家了解粒度的概念和粒度特性方程式，理解粒度表示方法、篩分工具及篩分試驗(yàn)，重點(diǎn)掌握粒度特性曲線，并會利用這些曲線來分析礦石的性質(zhì)。【本講課程的作業(yè)】（1）粒度的表示方法有哪些？（2）如何利用粒度特性曲線來分析礦石性質(zhì)？

課程名稱：《破碎與磨礦》第3講次摘要授課題目（章、節(jié)）第二章篩分與篩分設(shè)備第一節(jié)篩分原理第二節(jié)篩分過程本講目的要求及重點(diǎn)難點(diǎn)：【目的要求】了解篩分的概念和篩分動力學(xué)，掌握篩分的分類、篩分效率的計(jì)算及影響因素?！局攸c(diǎn)】篩分的各種類型及作用、篩分效率的計(jì)算及影響因素【難點(diǎn)】篩分效率的計(jì)算及影響因素內(nèi)容【本講課程的引入】在前面的講述中，我們知道，在對礦物加工之前，一般都需要破碎，而破碎之后的顆粒有大小之別，如何把這些大小顆粒分開，以利于下一步工作的進(jìn)行呢？【本講課程的內(nèi)容】第一節(jié)篩分原理一、概述1、篩分的基本概念碎散物料通過一層或數(shù)層篩面被分成不同粒級的過程稱為篩分。在實(shí)驗(yàn)室或試驗(yàn)場地為完成粒度分析而進(jìn)行的篩分稱為試驗(yàn)篩分，在工廠或礦場為完成生產(chǎn)任務(wù)面進(jìn)行的篩分稱為工業(yè)篩分，本章的篩分是指工業(yè)篩分。二、篩分作業(yè)的任務(wù)與分類按應(yīng)用目的和使用場合的不同，以及篩分作業(yè)在生產(chǎn)工藝中擔(dān)負(fù)的任務(wù)不同。篩分作業(yè)可分為：1、獨(dú)立篩分當(dāng)篩分產(chǎn)品作為最終產(chǎn)品供給用戶使用時，稱為獨(dú)立篩分，如煤、鐵礦石和建筑石料的篩分。對于煤炭工業(yè)，獨(dú)立篩分主要是指篩選廠生產(chǎn)不同粒級商品煤的篩分，供動力用煤的粒級見表1-4。表1-4煤炭粒度分級注：小于13mm的煤如不再分級，稱末煤，用符號M表示。粒度名稱粒級符號粒級／mm特大塊T>100大塊D50~100中塊Z25~50小塊X13~25粒煤L6~13粉煤F<62．準(zhǔn)備篩分當(dāng)篩分是為分選作業(yè)提供不同粒級的入選礦物時，稱為準(zhǔn)備篩分，如重選及磁選前的礦物篩分。對于煤炭工業(yè)，各種選煤設(shè)備都應(yīng)供給適宜粒級的原煤。過粗的大塊不能分選，過細(xì)微粒難以回收。3．預(yù)先篩分與檢查篩分當(dāng)篩分作業(yè)和破碎作業(yè)配合進(jìn)行時稱為輔助篩分。若用在破碎前把合格粒級預(yù)先篩出叫預(yù)先篩分；若用在破碎后以控制破碎產(chǎn)品的粒度則叫檢查篩分，如圖1-5所示。預(yù)先篩分的目的是為了避免物料的過度破碎，提高破碎設(shè)備的生產(chǎn)能力和減少動力消耗。檢查篩分的目的是從破碎設(shè)備的產(chǎn)物中，將粒度不合格的大塊篩出，保證產(chǎn)品不超過要求的粒度上限。4．脫水篩分將伴有大量水的碎散物料(如渣漿、泥漿、礦漿等)作為篩分原料，以脫除其中液相為目的的篩分稱為脫水篩分。其一方面可以提高產(chǎn)品質(zhì)量，便于貯存和運(yùn)輸，減少運(yùn)輸量及解決高寒地區(qū)冬季裝、卸車的出難，另一方面可以回收水，以便循環(huán)使用。5．脫泥篩分與脫介篩分為達(dá)到—定的工藝目的，將碎散物科或伴水的碎散物料作為篩分原料，脫除其中細(xì)粒的篩分。稱為脫泥篩分或脫介篩分。6．選擇性篩分通常，篩分是將碎散物料按幾何尺寸(粒度)進(jìn)行分離的，但在某些倩況下，篩分可將散料按質(zhì)量分離，如選礦改選煤生產(chǎn)中按品位或灰分分離，這種篩分稱為選擇性篩分。第二節(jié)篩分過程碎散物料的篩分過程，可看做由兩個階段組成：一是小于篩孔尺寸的細(xì)顆粒通過粗顆粒所組成的物料層到達(dá)篩面，簡稱穿層或分層；二是細(xì)顆粒透過篩孔成為篩下物，簡稱透篩，同時粗顆粒也排出篩面成為篩上物。一、顆粒通篩的概率假定直徑為d的單個球形顆粒在重力作用下向水平布置的篩面自由落下，篩絲直徑為a，方形篩孔的邊長為L(L≥d)。如果顆粒能夠透過篩孔，則必須是球形顆粒的中心位于圖中的陰影面積(L-d)2之內(nèi)，否則，它將碰到篩絲被彈回。而整個過程(可稱為事件A)發(fā)生在面積(L+a)2之內(nèi)。不難想像，顆粒透過篩孔的概率P(A)(又稱或然率)與面積(L-d)2成正比，與面積(L+a)2成反比，即：(1.3)考查式(1.3)發(fā)現(xiàn)：①根據(jù)L≥d的假設(shè)，恒有0≤P(A)≤1或0≤P(A)≤100％。②式中L2/(L+a)2項(xiàng)是篩孔面積與篩面面積的比值，稱為篩面開孔率；d/L項(xiàng)稱為顆粒相對篩孔的粒度(簡稱相對粒度)。因此，該式又可敘述為：顆粒透篩概率與篩面開孔率成正比，與相對粒度成反比。如果顆粒透篩概率越大，那么為實(shí)現(xiàn)這個概率值(呈現(xiàn)穩(wěn)定的頻度)所需要的試驗(yàn)次數(shù)就越少；反之，概率值越小，試驗(yàn)次數(shù)就越多。如果需要重復(fù)N次試驗(yàn)才能實(shí)現(xiàn)透篩概率P(A)，則N與P(A)成反比：N＝1/P(A)。在實(shí)際過程中，對于一定的篩面，篩絲直徑a、篩孔邊長L及開孔率L2/(L+a)2都是常數(shù)，只有顆粒直徑(粒度)d或相對粒度d/L是變量。因此可看做N是d/L的函數(shù)。取不同的d/L值，汁算出各相應(yīng)的P(A)值及N值，可繪制出如圖l-6所示的曲線。從圖中看出，在d＞0.75L以后，曲線很快變陡，即N值突然增大，這意味著d＞0.75L的顆粒透過篩孔的可能性顯著減小。一般把d＝0.75L稱為臨界粒度，大于此稱為難篩粒，小于此稱為易篩粒。顯然，當(dāng)篩分原料中的易篩粒較多時對篩分過程有利。二、傾斜篩面的篩分超度相對水平面傾斜安裝的篩面稱為傾斜篩面，篩面與水平面的夾角稱為篩面傾角。傾角的大小與篩子的生產(chǎn)率和篩分效率有密切的關(guān)系，傾角大，料層在篩面上向前運(yùn)動的速度就快。生產(chǎn)率就大；但這樣使物料在篩面上停留的時間縮短，減少了顆粒透篩機(jī)會，降低了篩分效果。根據(jù)統(tǒng)計(jì)舉原理，在篩分過程中必然存在這樣—個粒度：該粒度的所有顆粒有—半進(jìn)入篩上產(chǎn)物，而另一半進(jìn)入篩下產(chǎn)物，則這個粒度稱為篩分粒度，也稱為規(guī)定粒度。對于水平篩面，篩分粒度基本上等于篩孔尺寸，但傾斜篩面的篩分粒度要比篩孔尺寸小，如圖1-7所示。顯然，顆粒能夠無阻礙地透過篩孔的有效尺寸(篩分粒度d)是篩孔尺寸L在水平面上的投影值：d＝Lcosα-hsinα。對于篩孔大小一定的篩面，傾角α越大，顆粒透篩的通道越窄，篩分粒度越??；篩面厚度h越大，這種情況越突出。例如當(dāng)α=45°，h＝L/2，則d≈0.35L，即篩分粒度差不多只等于篩孔的1/3。圖1-7中，顆粒垂直落向傾斜篩面，這種情況在實(shí)際中并不多見。而較為多見的是，顆粒沿著與鉛垂線成某一角度δ的方向落向篩面，這時篩分粒度會減小更多，如圖1-8所示。傾斜篩面不僅使篩分粒度相對減小，而且使篩分不甚嚴(yán)格，物料中小于篩孔尺寸L而大于所謂的篩分粒度(Lcosα-hsinα)的顆粒，從理論上講應(yīng)該是進(jìn)入篩上產(chǎn)物的，但它們的尺寸畢竟小寸篩孔尺寸L，況且在實(shí)際中眾多顆粒進(jìn)入篩面的方向是各種各樣的。三、顆粒平行于篩面運(yùn)動時的速度顆粒平行于篩面運(yùn)動時的速度是指相對速度。產(chǎn)生這種相對速度的緣由可能是物料運(yùn)動而篩面不動，如固定篩；也可能是物料不怎么運(yùn)動而主要是篩面運(yùn)動，如滾筒篩和搖動篩。假設(shè)一個直徑為d的球形顆粒平行于傾斜篩面(傾斜角α)運(yùn)動，速度為v，如圖1-9所示。顆粒到達(dá)篩孔(邊長L)邊緣的最外點(diǎn)A以后，內(nèi)于慣性力和重力的共同作用．顆粒就在篩孔上方沿拋物線軌跡運(yùn)動。假定v值較小，顆粒的運(yùn)動軌跡與篩面表面的交點(diǎn)，不超過顆粒最邊緣的位置O1點(diǎn)，顆粒就能透過篩孔。因?yàn)樵贠1點(diǎn)上，顆粒緊壓篩孔上沿，顆粒翻轉(zhuǎn)的力臂為零，因而顆粒的翻轉(zhuǎn)力距也為零。這樣，顆粒就不能向前運(yùn)功。如果v值較大，顆粒運(yùn)動軌跡就會交于線段OO1，這時就產(chǎn)生翻轉(zhuǎn)力矩，顆料可能不透過篩孔。在圖上所定的坐標(biāo)系中，順粒運(yùn)動軌跡方程式為：(1.4)顆粒中心在位置O1上的坐標(biāo)x1和y1為：因?yàn)辄c(diǎn)O1位于運(yùn)動軌跡上，所以坐標(biāo)x1和y1應(yīng)當(dāng)滿足方程式(1.4)將x1和y1代人方程式(1.4)，則：(1.5)因此，當(dāng)篩面傾角為α?xí)r，為使直徑為d的顆粒毫無阻礙地透過尺寸為L的篩孔，顆粒沿篩面的運(yùn)動速度不應(yīng)當(dāng)超過用方程式(1.5)計(jì)算出的數(shù)值。當(dāng)α=0，也就是篩面呈水平時，方程式〔1.5)可以變?yōu)橄铝行问剑?1.6)對接近篩孔大小的難篩粒，可令d≈L，然后代入方程式(1.6)中求解。篩子的生產(chǎn)能力，取決于物料沿篩面的運(yùn)動速度。從上面討論的示例中可以看出，運(yùn)動速度過大對篩分過程的效率是不利的。由十篩面上發(fā)生的現(xiàn)象很復(fù)雜．在調(diào)整篩子時，只能用試驗(yàn)方法確定物料沿篩面最適宜的運(yùn)動速度。在許多情況下，物料的運(yùn)動速度是用改變篩面傾角的方法來調(diào)整。四、篩分順序碎散物料篩分產(chǎn)物的級別超過兩種時，分出物料的順序由篩面的安裝位置來決定。篩分流程可以分為：由粗到細(xì)的流程，由細(xì)到粗的流程及聯(lián)合流程。由粗到細(xì)的篩分流程中，篩面一個個地重疊起來，上層篩面的篩孔較大，以下各層篩面的篩孔逐漸減小，見圖1—10(a)。這種流程的優(yōu)點(diǎn)是：①篩而的磨損較小，雖然全部物料從其中的最大塊加到篩孔最大的篩面上，但這個篩面往往由鋼棒組成，不易磨損，并可保護(hù)下面的細(xì)孔篩網(wǎng)；②細(xì)級別的物料篩效率較高，因?yàn)榧拥郊?xì)孔篩面上的物料數(shù)量較少；③粗級別的物料在篩分過程中的破碎現(xiàn)象較少，因?yàn)榇旨墑e的物料很快地從篩分過程中分出，這一點(diǎn)對煤的篩分具有重要的意義；④由于篩面是多層重疊的，所以篩分裝置的布置比較緊湊。這種流程的缺點(diǎn)足：觀察下層篩面工作情況時很不方便，更換篩面困難，篩面布置過于密集，只能從篩子的一端排出各級別的物料。按圖1-10(b)流程布置的篩面，各級別排出的地點(diǎn)可以分開，上層篩面的底部裝有篩底，能夠把物料加到下層篩面的頭部，可提高下層篩的篩分效率。在由細(xì)到粗的篩分流程中，篩面順次地按照篩孔增加的順序排列[見圖1—10(c)]。這種流程的優(yōu)點(diǎn)是：檢修方便，容易觀察各層面篩面的工作情況；除此以外，各篩分級別可以沿整個篩面長度分別排出，但是，這種流程的缺點(diǎn)是十分嚴(yán)重的：①篩面的磨損很快，篩分效率較低，因?yàn)槿课锪隙技拥胶Y孔最小的篩面上；②脆性物料的大塊可能在篩面上破碎。五、篩分效果理想的篩分效果是，比篩孔小的顆粒全部透篩而成為篩下產(chǎn)物，比篩孔大的顆粒全部不透篩而成為篩下產(chǎn)物，這時篩分效率就是l00％。但是，由于各種各樣的原因，例如，因原料中合有粘土和水分使應(yīng)該進(jìn)入篩下產(chǎn)物的細(xì)顆粘粘在粗顆粒上—同進(jìn)入篩上產(chǎn)物；或因篩面使用日久而使篩孔磨損變大等，導(dǎo)致本該進(jìn)入篩上的粗粒卻進(jìn)入了篩下產(chǎn)物。評定篩分效果的指標(biāo)較多，常用的有：1．篩分效率篩分效率是評價篩分過程進(jìn)行的完全程度的技術(shù)指標(biāo)，由式(1.7)、(1.8)、（1.9）計(jì)算。（1.7）（1.8）（1.9）式中η——篩分效率，%；Ec——粗粒物正配效率，％，Ef——細(xì)粒物正配效率，％；γ0——篩上產(chǎn)品產(chǎn)率，％；Oc——篩上產(chǎn)品中粗粒物含量(占本級)，%——計(jì)算入料中粗粒物含量，％，——計(jì)算入料中細(xì)粒物含量，％；Of——篩上產(chǎn)品中細(xì)粒物含量(占本級)，%。Oc和Of可由篩上產(chǎn)品粒度特性曲線查得，和則由計(jì)算入料粒度特性曲線查得。計(jì)算篩分效率時，一般用規(guī)定粒度劃分粗粒物和細(xì)粒物；當(dāng)鑒定篩分設(shè)備時，則按分配粒度劃分。2．平均分配誤差平均分配誤差按式(1.10)、(1.11)、(1.12)計(jì)算(1.10)(1.11)(1.12)式中PEm——平均分配誤差；PEu——上分配誤差；PE1——下分配誤差；Sp——分配粒度，即分配曲線上對應(yīng)于分配率為50％的粒度值；S75——分配曲線上對應(yīng)于分配率為75％的粒度值；S25——分配曲線k對應(yīng)于分配率為25％的粒度值。S75、Sp與S25均由分配曲線上查得，當(dāng)分配曲線很不規(guī)整，無法同時求得S75與S25時，則可用PEu或PE1代替PEm。3．總錯配物含量總錯配物含量按式(1.13)、(1.14)、(1.15)計(jì)算：（1.13）（1.14）(1.15)式中m0—總錯配物含量，%；λu—篩下產(chǎn)品產(chǎn)率，%；Uc—篩下產(chǎn)品中粗粒物含量(占本級)，％；mc——粗粒錯配物含量，即篩下產(chǎn)品中粗粒物占入料的百分?jǐn)?shù)，％；m1——細(xì)粒錯配物含量．即篩上產(chǎn)品中細(xì)粒物占入料的百分?jǐn)?shù)，％。Oc由篩下產(chǎn)品粒度特性曲線查得。計(jì)算總錯配物含量時，一般用分配粒度劃分粗粒物和細(xì)粒物。六、篩分過程動力學(xué)對于一定的篩分作業(yè)，篩分原料中小于篩分粒度的物料的質(zhì)量是常量，它不隨篩分時間t變化；篩下產(chǎn)物的質(zhì)量是變量，隨著時間的增長而增長，直到篩分結(jié)束為止。故篩分效率是時間的函數(shù)。設(shè)dw是在時間微元量dt內(nèi)所產(chǎn)出的篩下物微元質(zhì)量，則dw/dt代表單位時間內(nèi)篩下物的產(chǎn)量，稱為篩下物產(chǎn)出速率，它與篩面上料層中小于篩分粒度的物料的質(zhì)量w成正比：（1.16）式中，k為比例系數(shù)，負(fù)號表爾w隨著時間延長而減少。對該式積分，得：設(shè)wo是篩分原料中小于篩分粒度的物料的質(zhì)量，則當(dāng)t＝0時，w=w0，因此有：c＝Lnw0，于是1nwm＝-kt+lnwo，或。根據(jù)效率的基本定義有：，則有η＝1-e-kt。更符合實(shí)際的公式為：(1.16)式(1.16)即為篩分效率與篩分時間的關(guān)系式，式中n、k均為與篩分原料的性質(zhì)及篩分條件有關(guān)的參數(shù)。格式中項(xiàng)分解為級數(shù)，取前兩項(xiàng)代人式(1.16)得：，令k=1/a，則有：（1.17）設(shè)篩上物料沿篩而運(yùn)動的速度為常量v，則篩分時間t可用篩面長度L和速度v表示：，代入式（1.17）得：。令,則：（1.18）利用式(1.17)可以進(jìn)一步研究篩分效率與篩子負(fù)荷的關(guān)系。在物料的篩分條件(物料粒度特性、濕度、篩孔尺寸、篩面長度和傾角、篩面運(yùn)動形式等)保持一定時，篩分效率隨篩子負(fù)荷的增加面降低。這是因?yàn)榻o料量愈多，物料層厚度就愈大，細(xì)粒愈難穿越粗粒層而接觸到篩面。這時，為達(dá)到相同的篩分效率，必須增加篩分時間，因此，可以近似地認(rèn)為，篩分效率不變時，篩子負(fù)荷與時間成反比。即：（1.19）式中t1、t2——達(dá)到規(guī)定篩分效率所需的篩分時間；Q1、Q2——與t1、t2相對應(yīng)的篩子負(fù)荷。代入式(1.17)得：或當(dāng)篩分時間相同(t1＝t2)、篩子負(fù)荷分別為Q1和Q2時，篩分效率為η1和η2，代入式(1.19)得：（1.20）式(1.20)即為篩分效率均篩子負(fù)荷之間的關(guān)系。應(yīng)用該式需先知道n值，這要收集盡可能多的篩分效率與篩子負(fù)荷的試驗(yàn)數(shù)據(jù)、并經(jīng)一定的統(tǒng)計(jì)工作而得到。對于振動篩，可取n＝3。表1-5列出了振動篩的篩分效率和處理能力的關(guān)系，其試驗(yàn)平均值是篩子制造廠家的數(shù)據(jù)，并取篩分效率為0.9時的相對負(fù)荷為1?？梢钥闯?，按式(1.20)計(jì)算的結(jié)果與試驗(yàn)平均值基本相近。表1-5振動篩的篩分效率與生產(chǎn)率的關(guān)系篩分率效（以小數(shù)表示）0.40.50.60.70.80.90.920.940.960.98篩子的相對生產(chǎn)率試驗(yàn)平均值2.32.11.691.61.31.00.90.80.60.4n=3時，公式（1-2-19）的計(jì)算值0.362.091.821.571.311.00.920.830.720.585利用式(1.17)可以進(jìn)一步研究篩分效率與篩面長度的關(guān)系。設(shè)L1和ηl為第一種情況下的篩面長度和篩分效率，L2和η2為第二種情況下的篩面長度和篩分效率。根據(jù)式（1.18）有：及從而或(1.21)篩分效率與篩分時間及篩子負(fù)荷的關(guān)系，可由圖1-2-9和圖1-2-10形象地說明。七、影響篩分過程的因素1．入篩原料性質(zhì)的影響①含水率——物料的含水率又稱濕度或水分。附著在物料顆粒表面的外在水分，對物料篩分有很大影響；物料裂縫中的水分以及與物質(zhì)化合的水分，對篩分過程則沒有影響。篩分效率與物料濕度的關(guān)系見圖1-13。圖中，兩種物料所受的影響不同，原因可由這兩種物料具有的吸濕性能來解釋。②含泥量——如果物料含有易結(jié)團(tuán)的混合物（如粘土等)，即使在水分含量很少時，篩分也可能發(fā)生困難。因?yàn)檎惩廖锪显诤Y分中會粘結(jié)成團(tuán)，使細(xì)泥混入篩上產(chǎn)物中。③粒度特性——指原料中含有對篩分過程有特定意義的各種粒級物料的含量。表1-6列出了物料的粒度特性對篩分過程的影響。表1-6物料的粒度特性對篩分過程的影響粒級名稱及其粒度范圍對篩分過程的影響原料（d1~d2）能篩粒級（d1~L）易篩粒容易穿過粗粒層并接近篩面繼而透過篩孔難篩粒難于穿過粗粒層及透過篩孔，且容易卡在篩孔內(nèi)不能篩粒級（L~d2）阻礙粒對其他粒級尤其是難篩粒級的穿層與透篩有阻礙作用且容易卡在篩孔內(nèi)非阻礙粒對其他粒級的阻礙作用很小注：L——篩孔尺寸：d1<L<d2④密度特性——當(dāng)物科中粗、細(xì)顆粒存在密度差時，粗粒密度小，細(xì)粒密度大，則容易篩分。2．篩子性能的影響①篩面運(yùn)動形式——篩面運(yùn)動形式關(guān)系到篩上物料層的松散度及需要透篩的細(xì)物料相對篩面運(yùn)動的速度、方向、頻率等，因而對分層、透篩過程均有影響。幾種典型篩子的篩分效率見表1-7。表1-7不同運(yùn)動特性篩面的篩分效果篩面運(yùn)動形式固定不動筒形轉(zhuǎn)動搖動振動篩分效率/%50~606070~80≥90②篩面結(jié)構(gòu)參數(shù)篩面寬度與長度——一般情況下，篩面寬度決定篩子的處理能力，篩面越寬，處理能力就越大；篩面長度決定篩子的篩分效率。篩面越長，效率就越高。篩面傾角——傾角的大小與篩子的生產(chǎn)率和篩分效率有密切的關(guān)系，因傾角大，料層在篩面上向前運(yùn)動的速度快，生產(chǎn)率大，但物料在篩面上停留時間縮短，顆粒透篩機(jī)會減小，篩分效率降低。常見的篩孔形狀有圓形、方形和長方形三種，依次以直徑、邊長和短邊長來表示篩孔的尺寸、當(dāng)三種篩子具有相同的篩孔尺寸時，篩下產(chǎn)物的粒度上限卻不相同。篩下產(chǎn)物的最大粒度按下式計(jì)算：（1.22）式中dmax：篩下產(chǎn)物最大粒度；L：篩孔尺寸；K：系數(shù)，見表1-8。表1-8不同對象的篩孔對篩分粒度的影響篩孔形狀圓形方形長方形k值0.70.91.2~1.73．操作條件的影響對一定的篩子和篩分原料而言，操作條件主要是指給料的數(shù)量和質(zhì)量。前者即篩子負(fù)荷，通常以t／(臺·h)或t／(m2·h)為單位，它與篩分效率的關(guān)系在前面已經(jīng)論述；后者是指應(yīng)保持連續(xù)和均勻地向篩子給料，其中均勻性既包括在任意瞬時的篩子負(fù)荷都應(yīng)相等，也包括物料是沿整個篩面寬度上給進(jìn)。此外，及時清理和維修篩面，也有利于篩分操作?！颈局v課程的小結(jié)】今天主要學(xué)習(xí)了篩分的概念及分類、篩分效率、篩分動力學(xué)及篩分過程，對于篩分的概念要求大家基本了解就可以了，重點(diǎn)掌握篩分分類、篩分效率的計(jì)算及篩分過程影響因素。【本講課程的作業(yè)】（1）在實(shí)際生產(chǎn)中，篩分類型有哪些？各有什么樣的作用？（2）篩分效率如何計(jì)算？影響因素有哪些？（3）影響篩分過程的因素有哪些？

課程名稱：《破碎與磨礦》第4講次摘要授課題目（章、節(jié)）第二章篩分與篩分設(shè)備第三節(jié)篩分設(shè)備本講目的要求及重點(diǎn)難點(diǎn)：【目的要求】通過本講課程的學(xué)習(xí)，了解篩分設(shè)備的分類，掌握各種類型的篩分設(shè)備特點(diǎn)及主要部件?！局攸c(diǎn)】各種類型的篩分設(shè)備特點(diǎn)及主要部件【難點(diǎn)】圓振動篩和直線振動篩的特點(diǎn)內(nèi)容【本講課程的引入】前面我們學(xué)習(xí)了篩分的概念及分類、篩分效率、篩分動力學(xué)及篩分過程，這一講課，我們接著學(xué)習(xí)，常用的選礦設(shè)備都有哪些？各有什么特點(diǎn)？【本講課程的內(nèi)容】第三節(jié)篩分設(shè)備一、篩分設(shè)備的類型及其主要特點(diǎn)篩分設(shè)備俗稱篩子。篩子的種類繁多，一般按篩面的結(jié)構(gòu)形式和運(yùn)動形式，將其分為以下幾種類型：1．固定篩固定篩是最簡單、也是最古老的篩分機(jī)械，篩面由許多平行排列的篩條構(gòu)成，排列的方向與篩上料流的方向相同或垂直。篩面成水平安裝(脫水時)或傾斜安裝，工作時固定不動。物料靠自重沿篩面下滑而篩分。固定篩有棒條篩和條縫篩之分，前者篩條較粗、篩縫較大(一般≥25rnm)，用于粗粒級篩分；后者篩條較細(xì)，篩縫鉸小(一般0.25～1mm)，用于料漿的初步脫水。弧形篩和旋流篩屬于新型固定篩。弧形篩篩面沿篩上料流方向呈圓弧形，篩條與篩上料流方向垂直；旋流篩的篩面是圓錐形，篩條近似與母線平行。固定篩構(gòu)造簡單，壽命長，尤其不消耗動力，沒有運(yùn)動部件，設(shè)備成本和使用成本低。因此，雖然生產(chǎn)能力和篩分效率較低，但仍在廣泛使用。2．滾筒篩滾筒篩的篩面為圓柱面或圓錐面篩筒，沿篩筒的對稱軸線裝有轉(zhuǎn)軸，當(dāng)傳動裝置帶動轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動時，篩筒也隨之回轉(zhuǎn)。圓錐面篩筒水平安裝，物料由篩筒小端給入，并隨篩筒旋轉(zhuǎn)被帶起，當(dāng)達(dá)到一定高度時，因受重力作用自行落下，如此不斷起落運(yùn)動實(shí)現(xiàn)物料的篩分。滾筒篩運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)可靠，但生產(chǎn)能力低，篩孔易堵塞、篩分效率低，可用于粗、中粒物料的篩分和脫水。3．振動篩振動篩由帶有篩面的矩形篩箱、激振裝置、傳功裝置、支承或吊掛裝置組成。支承或吊掛篩箱采用的是彈簧組件，篩箱的振功依靠激振器、振動篩是一個彈性振動系統(tǒng)，其振幅受給抖量和其他動力學(xué)因素的影響而可以改變。振動篩運(yùn)動特點(diǎn)是頻率高、振幅小，物料在篩面上作跳躍運(yùn)動，因而生產(chǎn)率和篩分效率都較高、振動篩適用于各種篩分作業(yè)。振動篩的種類很多，見下圖1-14。共振篩也曾被大量應(yīng)用，但因其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、工作穩(wěn)定性差、調(diào)整困難、維修量大等缺點(diǎn)，目前已不再制造。橢圓振動篩的篩分效果較好，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，目前應(yīng)用不多。限定中心式圓振動篩，俗稱偏心式振動篩、半振動篩或陀旋篩，工作時篩子中部作圓運(yùn)動，給、排料端作橢圓運(yùn)動，其主要缺點(diǎn)是傳給地基的動負(fù)荷較大，另外需要曲軸和較多的軸承，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，已經(jīng)被淘汰。偏心軸式自定中心園振動篩的的軸制造成本較高，因此這種篩于很少制造。4．其他篩分機(jī)其他篩分機(jī)如旋轉(zhuǎn)概率篩、立式(臥式)振動(無振動)離心篩、弛張篩、強(qiáng)化篩和變幅篩等。與上面所述的篩分機(jī)比較，這些篩分機(jī)的結(jié)構(gòu)形式、運(yùn)動形式和工作原理都是特殊的、新穎的，是對細(xì)、濕、粘的物料進(jìn)行干法篩分的新設(shè)備。二、慣性振動篩的基本組成與工作原理慣性振動篩一般簡稱振動篩，工作時的強(qiáng)迫力由安裝在篩箱上的慣性激振器產(chǎn)生，因此面得名。1、振動篩分類（1）圓振動篩圓振動篩的基本組成與工作原理如圖1-15所示。（2）直線振動篩直線振動篩的基本組成與工作原理如圖1-16所示。2、振動篩的主要部件（1）篩箱1）篩框把篩面固定在篩框里就構(gòu)成了篩箱，篩框是用型鋼組合起來的結(jié)構(gòu)件，對它的基本要求是具有較大的整體剛度和抗疲勞強(qiáng)度。如圖1-17所示。2）篩面對篩面的基本要求是：有足夠的機(jī)械強(qiáng)度、最大的開孔率、篩孔不易堵塞。所謂開孔率，是指篩孔總面積與整個篩面面積之比，常見的篩面有篩蓖、篩板、篩網(wǎng)、篩片和篩布等幾種。按材質(zhì)可分為金屬和非金屬兩種。①篩蓖：篩蓖從小平行排列的具有一定斷凹形狀的一組蓖條直接固定在篩框橫梁上而構(gòu)成的篩面，因此又稱為蓖條篩面或棒條篩面。常見的蓖條的形狀如圖1-18所示。篩蓖的蓖條較粗、強(qiáng)度及剛度均較大，故各蓖條間不設(shè)置橫向構(gòu)件，因此，工作團(tuán)平滑。對篩上物料的移動阻力很小，塊料不容易卡塞。篩蓖的開孔率一般為50％～60％，主要用1：固定篩和重型振動篩。對來自礦山的大塊物料作大于50mm(個別情況下可小至25nm)的粗篩分?；h條在多數(shù)情況下是與篩框的各橫梁固接，但有時只在一端與篩框固接，另一端呈懸臂狀。當(dāng)物料給到篩蓖上時，出于物料的沖力及蓖條的彈性，使各鏈條產(chǎn)生不同的上下顫動，從而使物料松散并有助于排出篩上物，避免物料卡塞在篩縫中。這種情況僅限于作固定篩使用。如圖1-19所示。②篩板：篩板是用Au、l6Mn、16MnCr等材料的鋼板經(jīng)鉆孔或沖孔等加工方法制作的一種篩面。篩板的厚度h一般是5～12mm，篩孔尺寸D越大，板厚h也應(yīng)相應(yīng)增大，以保證其足夠的強(qiáng)度。但篩板太厚會增加重量，還會增加細(xì)粒物料透篩的阻力，通常按公式h＝0.625D確定。常用的孔形是圓形，個別情況下也采用方形。為了使篩板有足夠的強(qiáng)度而且開孔率盡可能大，圓形篩孔幾乎總是作菱形排列，如圖1-20所示。③篩網(wǎng)：篩網(wǎng)是用鋼絲編織而成的篩面，篩孔—般為方形。采用不同的編織方法，可以編出多種結(jié)構(gòu)的篩網(wǎng)，圖1-21是兩種常見的結(jié)構(gòu)。④篩片：篩片是用圓形金屬絲冷壓成梯形、三角形或其他上寬下窄斷面的篩條后，再經(jīng)焊接或螺栓聯(lián)接而成的篩面，如圖l-22所示。⑤篩布：篩布又稱網(wǎng)狀絲布，它與篩網(wǎng)沒有根本的區(qū)別，也是由經(jīng)、緯金屬絲編織而成，只是絲線及篩孔均較細(xì)小。一般認(rèn)為，篩孔小于0.5mm為篩布，大于0.5mm為篩網(wǎng)。⑥非金屬篩面：制作篩面的非金屬有聚氨能、尼龍、滌綸等。聚氨酯是介于橡膠和塑料之間的一種高分子化合物，耐磨性好(是錳鋼的3～4倍)，耐腐蝕、有彈性、密度低，用它制作篩面可降低篩機(jī)運(yùn)行噪聲，防止篩孔卡塞，使用壽命長。用聚氨酯可制作各種結(jié)構(gòu)、各種孔形的篩面，制作不同的模具，就可產(chǎn)生不同的篩面，當(dāng)篩面結(jié)構(gòu)復(fù)雜特殊時，這種生產(chǎn)工藝更顯得優(yōu)越。但由于聚氨配的剛度、強(qiáng)度均比金屬低，故篩條較粗，開孔率比同規(guī)格金屬篩面較低，一般不適于制作篩孔很細(xì)的篩面。（2）篩面在篩框上的固定篩面在篩框上的固定廣泛采用螺栓連接。對于篩蓖，常將行鏈條逐根地緊固在篩框上，對于其他整體式篩面在縱向邊、橫向邊和中部分別采用不向的固走方法，見圖1-23。（3）慣性激振器1）單相激振器按偏心質(zhì)量的配置方式，單軸激振器分為偏質(zhì)輪式、偏質(zhì)軸式、偏質(zhì)輪軸式和偏質(zhì)塊式四種，其中偏質(zhì)輪軸式是偏質(zhì)輪與偏質(zhì)軸的復(fù)合形式，其結(jié)構(gòu)見圖1-24。2）雙軸激振器雙軸激振器基本上就是兩個或兩組單軸激振器的組合，按照偏心質(zhì)量分配方式分類的單軸激振器，都可組合成對應(yīng)的雙軸激振器。偏質(zhì)軸式直線振動篩雙軸激振器見圖l-25。3、振動篩的典型產(chǎn)品（1）DD型、ZD型、DS型、ZS型推動篩這些振動篩是我國六七十年代的產(chǎn)品，主要用于煤炭行業(yè)，其中圓振動篩常用于分級，直線振動篩常用于脫水和脫介，許多用戶全今仍在使用。其結(jié)構(gòu)分別見圖1-26、1-27、1-28、1-29，其型號意義為；對于圓振動篩，激振器軸線應(yīng)盡量通過振動體的重心(2DD型和2ZD型都是如此)，這樣，篩箱各點(diǎn)均是相同的圓軌跡，工作平穩(wěn)，不產(chǎn)生搖擺。對于直線振動篩，只要是單獨(dú)的采用帶傳動，就必須使兩帶輪的中心連線垂直于篩機(jī)的振動方向，這樣，在篩機(jī)工作時帶傳動中心距的變化最小。2．YK型、ZKX型、ZKB型、ZKS型探動篩其結(jié)構(gòu)分別見圖1-30、1-31，其型號編制不太規(guī)范，一般意義為：3GS型概率篩、ZD型等厚篩、GDS型概率等厚篩這些振動師是我國國八十年代的產(chǎn)品，主要用于中等粒度的煤炭或礦物的干法篩分，其結(jié)構(gòu)分別見圖1-32、1-33，各型號意義為：三、干法細(xì)篩當(dāng)原料的水分、粘性物及細(xì)顆粒的含量均較高時，一般的慣性振動篩按較小的篩分坡度進(jìn)行干法篩分時常發(fā)生篩孔被堵塞的現(xiàn)象。為此，人們研制了各種干法細(xì)篩，這些篩子的結(jié)構(gòu)原理新穎，效果顯著，但結(jié)構(gòu)一般較復(fù)雜。（1）旋轉(zhuǎn)概率篩旋轉(zhuǎn)概率篩工作時不振動，只轉(zhuǎn)動，篩縫比篩分粒度大得多，具有顯著的概率篩分效應(yīng)，故稱為旋轉(zhuǎn)概率篩。其結(jié)構(gòu)原理如圖1-34所示。（2）立式圓筒篩立式圓筒篩的結(jié)構(gòu)原理如圖1-35、1-36所示。立式圓筒篩的振功強(qiáng)度很大，物料對篩面有清理作用，抗堵孔能力強(qiáng)，單倫篩面面積處理能力大，能精確篩分。但是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，為使篩筒的圓振動慣性力被配重產(chǎn)生的離心慣性力相抵消，達(dá)到動平衡，要求制造精度高。（3）變幅篩變幅篩的結(jié)構(gòu)原則如圖1-37所示。主要特點(diǎn)是振幅大、頻率低、物料易松散，上部篩面的振幅比下部篩面大，有利于大量細(xì)物料快速適篩，但要求給、排料配置高度較大。4．弛張篩弛張篩的結(jié)構(gòu)原理如圖l-38所示。5．無振動離心篩無振動離心篩的結(jié)構(gòu)原理如圖l-39所示。物料主要是在離心力場中實(shí)現(xiàn)篩分的，篩簡不作任何振動?！颈局v課程的小結(jié)】通過本講課程的學(xué)習(xí)，大家應(yīng)該了解篩分設(shè)備的分類，掌握各種類型的篩分設(shè)備特點(diǎn)及主要部件，特別是圓振動篩和細(xì)篩的特點(diǎn)?！颈局v課程的作業(yè)】（1）篩分設(shè)備都有哪些類型？（2）簡述各種主要篩分設(shè)備的特點(diǎn)（3）振動篩有哪些產(chǎn)品？（4）簡述細(xì)篩的特點(diǎn)及應(yīng)用

課程名稱：《破碎與磨礦》第5講次摘要授課題目（章、節(jié)）破碎與破碎設(shè)備第一節(jié)破碎概述本講目的要求及重點(diǎn)難點(diǎn)：【目的要求】通過本講課程的學(xué)習(xí)，了解破碎的概念及作用，理解破碎方式，掌握破碎方法的選擇?！局攸c(diǎn)】破碎的作用、破碎方式、破碎方法的選擇【難點(diǎn)】破碎方式、破碎方法的選擇內(nèi)容【本講課程的引入】大家知道，對于一個大塊礦石，如果要想加工，一般都需要對它做一些處理，如用錘子敲碎變小等，那而在選礦中，我們把這一過程，叫做破碎。【本講課程的內(nèi)容】第一節(jié)概述一、破碎概念及作用所謂破碎，是指利用外力（包括人力、機(jī)械力、風(fēng)力、熱力、磁電及核能等）克服固體物料內(nèi)部分子間凝聚力，將大塊固體物料顆粒分裂成小塊物料顆料的作業(yè)。按照處理后要求物料尺寸大小的不同，通常將破碎分為粗碎、中碎、細(xì)碎和粉磨四種作業(yè)。粉磨在礦物加工領(lǐng)域又稱為磨礦，是根據(jù)礦物加工選別的需要，將破碎過的小顆料礦物通過一定的粉磨設(shè)備制成粉面的作業(yè)。破碎作業(yè)具體劃分如下表所示。表1-9破碎作業(yè)劃分表作業(yè)名稱粒度范圍破碎粗碎將1500~1000mm處理到mm350~200mm中碎將350~200mm處理到100mm~80mm之間細(xì)碎將100mm~80mm處理到10mm和3mm之間粉磨(磨礦)粗磨將物料磨細(xì)到3mm~1mm細(xì)磨將物料磨細(xì)到0.08mm~0.01mm微磨將物料磨細(xì)到0.05~0.001mm以下超微磨將物料磨細(xì)到5μm以下固體物料經(jīng)過破碎后，粒度尺寸變小，比表面積增大，使物料同周圍物質(zhì)的接觸面積增大，提高了物料的物理作用效果和化學(xué)反應(yīng)速度。二、破碎方式破碎作業(yè)技具所消耗的能運(yùn)形式不問分為：機(jī)械能破碎，即用機(jī)械力破碎物料；非機(jī)械能破碎，即應(yīng)用心能、熱能等進(jìn)行破碎。選煤廠和選礦廠主要是采用機(jī)械能破腫。機(jī)械能破碎有五種基本方式(圖1-40)：①擠壓破碎〔圖l-40(a)]——物料在兩個工作面之間受到緩慢增大的壓力作用而破碎。這種方法大多用干脆性、堅(jiān)硬物料的粗碎。②劈裂破碎[圖1—40(b)]——用一個尖棱(或平面)和一個帶有尖棱的工作表面擠壓礦石時，礦石將沿壓力作用線的方向劈裂。劈裂的原因是由于劈裂平面上的拉應(yīng)力達(dá)到或超過礦石拉伸強(qiáng)度極限。由于礦石的拉伸強(qiáng)度極限比抗壓強(qiáng)度極限小很多，因此，在其他條件相同情況下，劈裂破碎比擠壓破碎所需的壓力小。③折斷破碎[圖1—40(c)]——礦石受彎曲作用而破碎。被破碎的礦石被視為承受集中載荷的兩支點(diǎn)梁或多支點(diǎn)梁。當(dāng)?shù)V石內(nèi)的彎曲應(yīng)力達(dá)到礦石的彎曲強(qiáng)度時，礦石即被折斷。④研磨破碎[圖1—40(d)]——礦石與運(yùn)動的工作面之間存在相對運(yùn)動而受一定的壓力和剪切力作用。當(dāng)剪切應(yīng)力達(dá)到礦石的剪切強(qiáng)度時，礦占即被粉碎。研磨破碎多產(chǎn)生細(xì)粒，效率低、能量消耗大。這種方法多用于小塊物料的細(xì)磨。③沖擊破碎[圖1—40(e)]——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。這種方法主要用于脆性物料的破碎。實(shí)際上，任何一種破碎機(jī)和磨礦機(jī)一般都是由兩種或兩種以上的方法聯(lián)合起來進(jìn)行破碎的，例如壓碎和折斷，沖擊和磨碎等。破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)應(yīng)保證實(shí)現(xiàn)上述破碎方式。每一種破碎機(jī)，一般都有其主要破碎方式。齒輥破碎機(jī)以劈裂破碎為主，但在連續(xù)破碎時，由于物料在破碎空間排列的隨機(jī)性，物料受力是很復(fù)雜的，常常是幾種破碎方式并存。三、與破碎相關(guān)的礦石性質(zhì)及破碎方法的選擇礦石的破碎方法主要根據(jù)礦石的物理機(jī)械性質(zhì)、礦石塊的尺寸和所要求的破碎比來選擇。礦石破碎過程中所表現(xiàn)出來的抵抗外力的強(qiáng)度大小，稱為礦占破碎的難易程度。它是衡量礦石可碎性的標(biāo)淮，主要取決于礦石的結(jié)構(gòu)特性和礦物的結(jié)晶形態(tài)。礦物晶格間的作用力越大，硬度就越大，也就越難破碎。礦石或礦物的結(jié)構(gòu)具有某些缺陷、裂隙時，往往首先易在該部位破裂。選礦工處常引用可碎性系數(shù)定量地衡量礦物機(jī)械強(qiáng)度對破碎的影響，其表示方法如下：（1.22）式中ε——物料的可碎性系數(shù)；Q0——某破碎機(jī)破碎中硬礦石的處理能力；Q1——同一破碎機(jī)在同樣條件下破碎指定礦石的處理能力。中硬礦石通常用石英代表。其可碎性系數(shù)與可磨性系數(shù)均為1。若礦石硬度大，則可碎性系數(shù)與可磨件系數(shù)均小于1，表示破碎機(jī)對其處理能力小于對中硬礦石的處理能力；反之，礦石硬度小，可碎性系數(shù)與可磨件系數(shù)大于1，破碎機(jī)對其處理能力則較大。選礦上常用礦石的極限抗壓強(qiáng)度σb、普氏硬度系數(shù)f(f＝σb/10)、可碎性系數(shù)及可磨性系數(shù)表示礦石的硬度，如表1—10所示。表1-10礦石硬度、可碎性系數(shù)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(shí)例很軟軟中等硬度硬很硬＜2020~4040~8080~100＞100＜22~44~88~10＞101.30~1.401.15~1.251.000.80~0.900.65~0.751.40~2.001.25~1.501.000.75~0.850.50~0.70石膏、無煙煤頁巖、泥灰?guī)r硫化礦一般鐵礦玄武巖、含鐵石英巖按普氏硬度系數(shù)／可將礦石分為10級，／值由o．3到20，見表l—11。顯然，f值越大，礦石越堅(jiān)固，也越難破碎。各種礦石的物理機(jī)械性質(zhì)見表1—12。表1-11普氏硬度巖石分級表等級堅(jiān)固性強(qiáng)度f巖石ⅠⅡⅢⅢaⅣⅣaⅤⅤaⅥⅥaⅦⅦaⅧⅨⅩ最堅(jiān)固的巖石很堅(jiān)固的巖石堅(jiān)固的巖石堅(jiān)固的巖石頗堅(jiān)固的巖石頗堅(jiān)固的巖石中等堅(jiān)固的巖石中等堅(jiān)固的巖石頗軟弱的巖石頗軟弱的巖石軟弱的巖石軟弱的巖石土質(zhì)的巖石松散的巖石流砂性巖石2015108654321.51.00.80.60.50.3最堅(jiān)固的石英巖、玄武巖很堅(jiān)固的花崗質(zhì)巖石、石英斑巖致密的花崗巖、很堅(jiān)固的砂巖堅(jiān)固的石灰?guī)r、不堅(jiān)固的花崗巖，硫鐵礦一般的砂巖，鐵礦石矽質(zhì)頁巖，頁巖質(zhì)砂巖堅(jiān)固的粘土質(zhì)巖石，不堅(jiān)固的石灰?guī)r不堅(jiān)固的各種頁巖，致密的泥灰?guī)r白堊，巖鹽，石膏，無煙煤碎石質(zhì)土壤，硬化的粘土致密的粘土，軟弱的煙煤黃土，輕沙質(zhì)粘土腐植土，泥煤，濕砂砂，松土，采下的煤流砂，沼澤土壤，含水黃土應(yīng)當(dāng)指出，礦石的力學(xué)性質(zhì)是不均勻的。不同礦物集合體之間的結(jié)合力比同種礦物內(nèi)部的結(jié)合力要??；在同樣的礦物集合體內(nèi)，晶體面上的結(jié)合力比晶體內(nèi)部的要小。再加上形成礦物的不連續(xù)性與不均勻性，以及開采時對礦物受力形成的裂紋的影響。一般來說，隨著物料極度的減小，以上提到的引起礦物強(qiáng)度降低的因素也減少，故紉礦粒的強(qiáng)度較高，也就是礦粒愈細(xì)愈難磨碎。表1-12礦石的物理機(jī)械性能礦石性質(zhì)礦石種類極限抗壓強(qiáng)度σb/MPa彈性模量E/Pa普氏硬度系數(shù)f軟礦石煤方鉛礦菱鐵礦無煙煤閃鋅礦疏松石灰石2.0~4.04.57.0約9.0約10402~4低于中硬礦石致密石灰石褐鐵礦磁鐵礦50~100，甚至達(dá)130約82106.5350000680000~7200006~10中硬礦石花崗巖純褐鐵礦正長巖大理石致密砂巖120~150125125~15650~150約160515000~61400056500012~15高于中硬礦石半假象褐鐵礦輝綠巖片麻巖158~195.5180~200172~220612600~79000015~18極硬礦石石英巖斑巖銅礦石鈦磁鐵礦玄武巖花崗長英巖198~218153~280150~280234200~300約350780000~1030000680000562000~91300018~20另外，物料的脆性對破碎也有較大影響。破裂前無變形成變形很小的物料叫脆性物料；破碎時先變形而后碎裂的物料叫塑性物料。大多數(shù)礦石都是脆性物料。礦石通常都是多種不同性質(zhì)礦物的共生體，破碎時，不同礦物的破碎程度不一樣，破碎后的產(chǎn)物粒度也不同，這種現(xiàn)象叫選擇性破碎。四、破碎比及破碎產(chǎn)物的粒度特性在破碎過程中，入料粒度與產(chǎn)物粒度的比值叫做破碎比