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如何选择矿石的破碎方法

作者:澳门百老汇游戏网址发布时间:2012-03-21

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自然界中存在多种多样的矿石资源,每一种矿石的物理特性和硬度都不相同,矿石在受到外界打击之后,体现出的抵抗力的大小,该数值为矿石破碎的难易程度,是衡量矿石可碎性的参考标准。

在生产过程中影响矿石破碎难易程度的主要因素是矿石自身的硬度。矿石的破碎方法主要是根据矿石的物理机械性质、矿石块入料的尺寸和所要求的破碎比等因素来确定的。选矿工业通常引用可碎性系数定量地衡量矿物机械强度对破碎工作的影响,其表示方法如下:

公式1

式中 ε- 物料的可碎性系数;

Qo- 某破碎机破碎中硬矿石的处理能力;

Q1- 同一破碎机在同样条件下破碎指定矿石的处理能力。

中硬矿石通常用石英代表,其可碎性系数与可磨性系数均为1。

矿石的硬度、可碎性系数及可磨性系数如表1-3-2所示。

硬度等级 极限抗压强度 普氏硬度系数 可碎性系数 可磨性系数 实例
很软 <20 <2 1.30-1.40 1.40-2.00 石膏、无烟煤
20-40 2-4 1.15-1.25 1.25-1.50 页岩、泥灰岩
中等硬度 40-80 4-8 1.00 1.00 石英、硫化矿
80-100 8-10 0.80-0.90 0.75-0.85 一般铁矿
很硬 >100 >10 0.65-0.75 0.50-0.70 玄武岩、含铁石英岩

表中矿石硬度、可碎性系数和可磨性系数

矿物破碎的难易程度与矿物的力学性质有着密切的关系。不同矿物集合体之间的结合力比同种矿物内部的结合力要小;在同样的矿物集合体内,晶体面上的结合力要比晶体内部的小。

一般来说,矿物粒度越小磨碎难度越大。

矿物破碎的难易程度与矿物的脆性也有一定的关系:

1)脆性物料泛指破裂前无变形或变形很小的物料;

2)塑性物料是指破碎时先变形而后碎裂的物料。自然界中煤和大多数矿石都是脆性物料,其中煤属于软矿物。

由于矿石是多种不同性质矿物的共生体,所以在破碎时,不同矿物的破碎程度也是不一样的。对于矿物的破碎工作要根据其物质特性选择适合的破碎方法。

破碎比与破碎产物的粒度特性:

破碎比是指在破碎过程中,入料粒度与产物粒度的比值。破碎的能量消耗和处理能力均与破碎比密切相关。破碎比是由入料颗粒直径(Dmax)与产物颗粒直径(dmax)的比值确定的,即

公式2         破碎产物粒度特性

在工业应用中,由式(1-3-2)确定的破碎比并不能准确地描述破碎过程。因为粒度特性相同的物料经破碎后,虽然产物中的粒度是一样的,但破碎后粒度特性未必相同,如图1-3-2所示。

真实粉碎比:粉碎前后物料的平均粒度的比值,i=Dp/dp。

公式3

式中:Dp、dp- 根据粒度特性计算出的原料与产物的加权平均直径,mm;

γ,-原料和产物的各粒级产率(按筛分分析),%;

D、d - 原料和产物各粒级的算术或几何平均直径,mm。

选煤过程中的破碎比一般比较小,一段破碎即可满足。

但对于选矿,其入选粒度很细,故破碎比i值很大,往往需要进行多次(段)破碎,其总破碎比i等于各段破碎比的乘积。

i = i1×i2×i3×…×in = Dmax/dmax

为了鉴定破碎机的破碎效果和检查破碎产品的质量,必须确定它们的产品粒度组成和粒度特性曲线。

破碎产品的细度与性能

1)矿石粒度的影响:由于多数矿石物料的力学性质分布不均匀,粒度粗切缝隙多的物料,机械强度较差,容易破碎。而粒度细,机械强度好,不容易破碎。

2)破碎粒度与破碎效率及能耗的关系:破碎物料粒度越细,物料的抗破碎性能就越大,破碎难度就越大,效率会下降,机械的能量消耗就会越大。

3)选择性破碎:由于物料的力学性质并不稳定,细磨过程中强度小的被磨细,强度大的则残留下来,这种破碎现象称选择性破碎。

4)破碎过程中细粒物料的凝聚现象:当物料在细磨的状态下,表面积急剧增大,颗粒表面能也随之增大,物料颗粒会自发地聚集在一起以降低表面能,这就是所谓的凝聚现象。

5)微细颗粒的布朗运动:胶体分散体系是指分散相大小在1μm到lnm之间的分散体系,具有明显的布朗运动现象。

6)破碎颗粒随粒度的变细,表面化学力的增强,料浆粘度的增加,料浆的流动性及粒子的分散性变差。需要采用较稀的料浆浓度或化学药剂改变料浆系统的流动、凝聚等性质,才可抵消因颗粒变细而引起的细磨恶化的现象。

选煤矿常用的破碎工艺流程:由于原煤的粒度较大,我国目前使用的选煤方法以重介或跳汰为主。为了满足重选设备对原煤粒度的要求,选煤厂有两种破碎系统。

(1)开路破碎系统:一般是带有准备筛分作业,破碎产品不检查。

(2)闭路破碎系统:一般是带有检查筛分。

破碎效果评定方法

根据原煤炭工业部于1980年发布的指导性技术文件规定,选煤厂破碎设备工艺效果的评定方法(MT/Z2-1979),应采用破碎效率为主要指标,细粒增量为辅助指标,综合评定破碎机的效果。

破碎效率按下式计算:

公式4

细粒增量按下式计算:

公式5

这里的"细粒"是针对破碎产物粒度而言的:

排料粒度要求大于和等于 50 mm的粗碎时,"细粒"是指 0~13 mm;

排料粒度要求小于 50 mm的中碎和细碎,"细粒"是指 0~0.5 mm。

最后更新于 2018-11-02

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