资源加工学第三章ppt课件

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1、第三章第三章 粉碎粉碎与分分级第三章 粉碎与分级1变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分本本章章主主要要内内容容概述概述 粉碎原理粉碎原理 粉碎理论粉碎理论 影响粉碎过程因素影响粉碎过程因素 助磨作用助磨作用 粉碎粉碎分级分级筛分分级筛分分级 水力分级水力分级 气流介质分级气流介质分级 分级结果的描述分级结果的描述第三章第三章 粉碎与分级粉碎与分级本章主要内容概述 粉碎分级筛分分级 第三章 粉碎与分级2变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主

2、接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分粉碎是大块物料在机械力作用下粒度变小的过程粉碎是大块物料在机械力作用下粒度变小的过程 。2 2）粉碎工程研究的主要内容及发展趋势）粉碎工程研究的主要内容及发展趋势1）粉碎的主要作用）粉碎的主要作用（1 1）原料制备）原料制备（2 2）混合或共生物料中有用成分的解离）混合或共生物料中有用成分的解离（3 3）增加物料的比表面）增加物料的比表面（4 4）粉体的改性）粉体的改性（5 5）便于贮存、运输和作用）便于贮存、运输和作用（6 6）用于环境保护）用于环境保护（1 1）粉碎基础理论）粉碎基础理论 （2 2）粉碎设备）粉碎设备 （3 3）粉碎工艺）粉碎工艺 （

3、4 4）粉碎过程的粒度监控技术和粉体的粒度检测技术）粉碎过程的粒度监控技术和粉体的粒度检测技术 （5 5）开发非机械力粉碎技术）开发非机械力粉碎技术 3.1.1 概述粉碎是大块物料在机械力作用下粒度变小的过3变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分粉碎比粉碎比 分阶段粉碎分阶段粉碎 粉粉碎碎产产品品的的细度与性能细度与性能 单单体体解解离离及及解离度解离度 可碎性可碎性粉碎原理粉碎原理粉碎的工艺特征粉碎的工艺特征粉碎方法粉碎方法粉碎理论粉碎理论 3.1.2 粉碎与分级粉碎与分级粉碎原理粉碎原理粉碎比

4、 粉碎原理粉碎的工艺特征 粉碎方法 粉碎理论 3.14变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分1)1)粉碎比粉碎比 被被粉粉碎碎物物料料粉粉碎碎前前的的粒粒度度与与粉粉碎碎产产物物粒粒度度的的比比值值。以以i i表示表示.极限粉碎比：物料粉碎前后的最大粒度之比，极限粉碎比：物料粉碎前后的最大粒度之比，i=Di=Dm m/d/dm m名名义义粉粉碎碎比比：粉粉碎碎机机给给料料口口的的有有效效宽宽度度（0.85B0.85B）和和排排料料口宽度（）的比值，口宽度（）的比值，i=0.85B/Si=0.85B

5、/S；真实粉碎比：粉碎前后物料的平均粒度的比值，真实粉碎比：粉碎前后物料的平均粒度的比值，i=D/di=D/d（1）三种表示形式三种表示形式（3 3）整个粉碎过程中达到的粉碎比叫总粉碎比。）整个粉碎过程中达到的粉碎比叫总粉碎比。i=i i=i1 1ii2 2ii3 3iin n=D=Dmaxmax/d/dmaxmax 3.1.2 3.1.2 粉碎的工艺特征粉碎的工艺特征（2 2）粉碎过程中，每个阶段达到的粉碎比称为部分粉）粉碎过程中，每个阶段达到的粉碎比称为部分粉碎比或阶段粉碎比，用碎比或阶段粉碎比，用i in n表示。表示。粉碎比极限粉碎比：物料粉碎前后的最大粒度之比，i=Dm/dm5变电站

6、电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分2)2)粉碎的四个阶段：破碎、磨矿、超细粉碎、超微粉碎粉碎的四个阶段：破碎、磨矿、超细粉碎、超微粉碎阶段；给料最大块粒度阶段；给料最大块粒度mmmm；产品最大块粒度；产品最大块粒度mmmm；粉碎比；粉碎比粉碎粉碎各阶各阶段产段产品粒品粒度特度特征征破碎破碎粗碎粗碎中碎中碎细碎细碎15003003501003153501001001031510040305120磨矿磨矿一段磨矿一段磨矿二段磨矿二段磨矿超细粉碎超细粉碎超微粉碎超微粉碎0.0750.00010.00011

7、10000.10.0750.0750.000111000301010.3110010.30.10.0751100 3.1.2 3.1.2 粉碎的工艺特征粉碎的工艺特征 2)粉碎的四个阶段：破碎、磨矿、超细粉碎、超微粉碎 阶段；6变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分（1 1 1 1）矿石硬度的影响）矿石硬度的影响）矿石硬度的影响）矿石硬度的影响 （2 2 2 2）粉碎粒度与粉碎效率及能耗）粉碎粒度与粉碎效率及能耗）粉碎粒度与粉碎效率及能耗）粉碎粒度与粉碎效率及能耗 （3 3 3 3）选择性粉碎）选

8、择性粉碎）选择性粉碎）选择性粉碎 物料粉碎过程随粉碎粒度的变细，效率下降，能耗大物料粉碎过程随粉碎粒度的变细，效率下降，能耗大幅度上升，被粉碎颗粒粒度愈细，其抗粉碎的能力愈强。幅度上升，被粉碎颗粒粒度愈细，其抗粉碎的能力愈强。大多数物料的力学性质是不均匀的，粒度愈粗微裂缝愈大多数物料的力学性质是不均匀的，粒度愈粗微裂缝愈多，机械强度愈差，愈易磨。而粒度愈细则机械强度愈好，多，机械强度愈差，愈易磨。而粒度愈细则机械强度愈好，愈难粉碎。愈难粉碎。力学性质不均匀的物料在细磨过程中强度小的被磨力学性质不均匀的物料在细磨过程中强度小的被磨细，强度大的则残留下来，这种现象称选择性粉碎。细，强度大的则残留下

9、来，这种现象称选择性粉碎。3.1.2 3.1.2 粉碎的工艺特征粉碎的工艺特征 3 3）粉碎产品的细度与性能粉碎产品的细度与性能（1）矿石硬度的影响（2）粉碎粒度与粉碎效率及能耗（3）7变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分（4 4 4 4）粉碎过程中细粒物料的凝聚及覆膜现象）粉碎过程中细粒物料的凝聚及覆膜现象）粉碎过程中细粒物料的凝聚及覆膜现象）粉碎过程中细粒物料的凝聚及覆膜现象 物料细磨时，表面积急剧增大，颗粒表面能增大，物料细磨时，表面积急剧增大，颗粒表面能增大，物料颗粒会自发地聚集在一起以

10、降低表面能，即发生凝聚现物料颗粒会自发地聚集在一起以降低表面能，即发生凝聚现象。象。胶体分散体系是指分散相大小在胶体分散体系是指分散相大小在1m1m到到lnmlnm之间的分散体系，之间的分散体系，具有明显的布朗运动现象。具有明显的布朗运动现象。（6 6 6 6）随颗粒粒度变细，表面电化学力增强，料浆的粘度增）随颗粒粒度变细，表面电化学力增强，料浆的粘度增）随颗粒粒度变细，表面电化学力增强，料浆的粘度增）随颗粒粒度变细，表面电化学力增强，料浆的粘度增加，料浆的流动性及粒子的分散性变差。采用较稀的料浆加，料浆的流动性及粒子的分散性变差。采用较稀的料浆加，料浆的流动性及粒子的分散性变差。采用较稀的料

11、浆加，料浆的流动性及粒子的分散性变差。采用较稀的料浆浓度或使用化学药剂改变料浆系统的流动、凝聚等性质，浓度或使用化学药剂改变料浆系统的流动、凝聚等性质，浓度或使用化学药剂改变料浆系统的流动、凝聚等性质，浓度或使用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。才可抵消因颗粒变细而引起的细磨恶化的现象。才可抵消因颗粒变细而引起的细磨恶化的现象。才可抵消因颗粒变细而引起的细磨恶化的现象。3.1.2 3.1.2 粉碎的工艺特征粉碎的工艺特征（5 5）微细颗粒布朗运动的影响）微细颗粒布朗运动的影响（4）粉碎过程中细粒物料的凝聚及覆膜现象 物8变电站电气主接线是指变电站

12、的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分（1 1）单一颗粒：只含有一种组分的均相固体颗粒。）单一颗粒：只含有一种组分的均相固体颗粒。（2 2）单体解离粒：在矿石粉碎产品中，只含有一种矿物的颗粒。）单体解离粒：在矿石粉碎产品中，只含有一种矿物的颗粒。（3 3）连连生生粒粒：粉粉碎碎产产品品中中，两两种种矿矿物物或或两两种种以以上上矿矿物物连连生生在在一一起起的颗粒。的颗粒。（4 4）单单体体解解离离度度：物物料料群群中中，某某矿矿物物的的单单体体解解离离颗颗粒粒数数占占该该粒群中含有该矿物的颗粒总数的百分数。粒群中含有该矿物的

13、颗粒总数的百分数。C C：某矿物的单体解离度；某矿物的单体解离度；A A：该矿物的单体解离粒子个数；：该矿物的单体解离粒子个数；：含有该矿物的连生粒子个数。：含有该矿物的连生粒子个数。3.1.2 3.1.2 粉碎的工艺特征粉碎的工艺特征 4.4.单体解离及解离度单体解离及解离度（1）单一颗粒：只含有一种组分的均相固体颗粒。（4）单体解离9变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分（1 1）材材料料的的强强度度：材材料料抵抵抗抗外外界界破破坏坏的的能能力力，以以材材料料破破坏坏时时单单位面积上所受的力即

14、位面积上所受的力即N/N/或或Pa Pa 来表示来表示 ；按按接接受受力力破破坏坏的的方方式式不不同同，分分为为压压缩缩强强度度、拉拉伸伸强强度度、扭扭曲曲强强度、弯曲强度和剪切强度等；度、弯曲强度和剪切强度等；抗压强度抗压强度 抗剪强度抗剪强度 抗弯强度抗弯强度 抗拉强度抗拉强度按材料内部的均匀性和有否缺陷分为理论强度和实际强度按材料内部的均匀性和有否缺陷分为理论强度和实际强度。p p抗压强度抗压强度 ；F-F-普普氏氏硬硬度度系系数数，为为抗抗压压强强度度的的百分之一。百分之一。3.1.2 3.1.2 粉碎的工艺特征粉碎的工艺特征 5.5.可碎性可碎性（1）材料的强度：材料抵抗外界破坏的能

15、力，以材料破坏时单位面10变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分通常用“可碎（磨）性系数”来衡量矿石粉碎的难易程度，可碎（磨）性系数的表示如下：可碎性系数 3.1.2 3.1.2 粉碎的工艺特征粉碎的工艺特征 通常用“可碎（磨）性系数”来衡量矿石粉碎的难易程度，可碎（磨11变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分 3.1.2 3.1.2 粉碎的工艺特征粉碎的工艺特征 3.1.2 粉碎的工艺特征 12变电

16、站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分3.1.3 粉碎方法粉碎方法（1 1）挤压粉碎挤压粉碎 挤压粉碎是粉碎设备的工作部件对物料施加挤压挤压粉碎是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。作用，物料在压力作用下发生粉碎。（2 2）挤压剪切粉碎挤压剪切粉碎（3 3）冲击粉碎冲击粉碎冲击粉碎包括高速运动的粉碎体对被粉碎物料的冲击和冲击粉碎包括高速运动的粉碎体对被粉碎物料的冲击和高速运动的物料向固定壁或靶的冲击以及运动物料的相高速运动的物料向固定壁或靶的冲击以及运动物料的相互冲击。互冲

17、击。（4 4）研磨、磨削粉碎研磨、磨削粉碎3.1.3 粉碎方法（1）挤压粉碎 挤13变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分(1)体积粉碎体积粉碎（2）表面粉碎）表面粉碎3.1.4粉碎理论1.1.粉碎模型粉碎模型颗粒均受到破坏，粉碎后生成物多为粒度大的中间颗粒。颗粒均受到破坏，粉碎后生成物多为粒度大的中间颗粒。随着粉碎过程的进行，这些中间颗粒逐渐被粉碎成细粒。随着粉碎过程的进行，这些中间颗粒逐渐被粉碎成细粒。在粉碎的某一时刻，仅是颗粒的表面产生破坏，被磨削在粉碎的某一时刻，仅是颗粒的表面产生破坏，被

18、磨削下微粉成分，这一破坏作用基本不涉及颗粒内部。下微粉成分，这一破坏作用基本不涉及颗粒内部。(1)体积粉碎（2）表面粉碎3.1.4 粉碎理论 1.粉14变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分粉碎产品粒度分布粉碎产品粒度分布（3）均一粉碎）均一粉碎 施加于颗粒的作用力使颗粒产生均匀的分散性破施加于颗粒的作用力使颗粒产生均匀的分散性破坏，直接粉碎成微粉成分。坏，直接粉碎成微粉成分。3.1.4粉碎理论粉碎产品粒度分布（3）均一粉碎 施加于颗粒的作15变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力

19、系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分1 1）混合粉碎与单独粉碎的比较）混合粉碎与单独粉碎的比较3.1.4粉碎理论2.2.混合粉碎和选择性粉碎混合粉碎和选择性粉碎 1）混合粉碎与单独粉碎的比较3.1.4 粉碎理论 2.混合16变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分（1 1）颗颗粒粒层层受受到到粉粉碎碎介介质质的的作作用用力力即即使使不不足足以以使使强强度度高高的的物物料料颗颗粒粒碎碎裂裂，但但其其大大部部分分会会通通过过该该颗颗粒粒传传递递至至位位于于力

20、力的的作作用用方方向向上上与与之之相相邻邻的的强强度度低低的的颗颗粒粒上上，该该作作用用足足以以使使之之发发生粉碎。生粉碎。（2 2）当当两两种种硬硬度度不不同同的的颗颗粒粒相相互互接接触触并并作作相相对对运运动动时时，硬硬度度大大者者会会对对硬硬度度小小者者产产生生表表面面剪剪切切或或磨磨削削作作用用，软软颗颗粒粒在在接接触触面面上上会会被被硬硬颗颗粒粒磨磨削削而而形形成成若若干干细细颗颗粒粒。此此时时，硬硬质质颗颗粒对软质颗粒起着研磨介质的作用。粒对软质颗粒起着研磨介质的作用。(3)(3)两两种种硬硬度度不不同同的的颗颗粒粒在在破破碎碎过过程程中中，硬硬度度大大的的大大颗颗粒粒的的表表面面

21、不不均均匀匀性性（锐锐角角）会会对对硬硬度度小小的的颗颗粒粒起起劈劈裂裂、压压碎等作用，有利于硬度小的颗粒破碎。碎等作用，有利于硬度小的颗粒破碎。3.1.4粉碎理论2 2）出现这种选择性粉碎现象的原因）出现这种选择性粉碎现象的原因 （1）颗粒层受到粉碎介质的作用力即使不足以使强度高17变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分1 1）表表面面积积假假说说:碎碎磨磨过过程程中中所所消消耗耗的的有有用用功功与与表表面面积积成成正正比比，与产品粒度成反比与产品粒度成反比。2 2）体积假说）体积假说:外力作用

22、于物体时，物体首先发生弹性变形，外力作用于物体时，物体首先发生弹性变形，当外力超过该物体的强度极限时该物体就发生破裂，故破碎当外力超过该物体的强度极限时该物体就发生破裂，故破碎物料所需的功与它的体积大小有关。物料所需的功与它的体积大小有关。3 3）裂纹假说）裂纹假说:物料在破碎时外力首先使其在局部发生变形，物料在破碎时外力首先使其在局部发生变形，一旦局部变形超过临界点时则产生裂口，裂口的形成释放了一旦局部变形超过临界点时则产生裂口，裂口的形成释放了物料内的变形能，使裂纹扩展为新的表面。输入的能量一部物料内的变形能，使裂纹扩展为新的表面。输入的能量一部分转化为新生表面积的表面能，与表面积成正比；

23、另一部分分转化为新生表面积的表面能，与表面积成正比；另一部分变形能因分子摩擦转化为热能而耗散，与体积成正比。两者变形能因分子摩擦转化为热能而耗散，与体积成正比。两者综合起来，将物料粉碎所需要的有效能量设定为与体积和表综合起来，将物料粉碎所需要的有效能量设定为与体积和表面积的几何平均值成正比面积的几何平均值成正比。3.1.4粉碎理论3.3.粉碎能耗理论与功指数粉碎能耗理论与功指数1 1）能耗理论）能耗理论1）表面积假说:碎磨过程中所消耗的有用功与表面积成正比，与产18变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组

24、成部分当n=2时当nl.5时当n1时三个假设可统一地用如下数学模型来表述，式中三个假设可统一地用如下数学模型来表述，式中E E为粉碎为粉碎所需功耗，所需功耗，X X为粒径，为粒径，n n为指数为指数。3.1.4粉碎理论RittingerRittinger的表面积假说模型的表面积假说模型 BondBond的裂纹假说模型；的裂纹假说模型；KickKick的体积假说模型的体积假说模型。当n=2时三个假设可统一地用如下数学模型来表述，式中E为粉碎19变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分F F、PP给料及

25、产品中给料及产品中80%80%通过的方形筛孔的宽度（微米）通过的方形筛孔的宽度（微米）WW将将一一短短吨吨（907.185kg907.185kg）给给料料粒粒度度为为F F的的物物料料粉粉碎碎到到产品粒度为产品粒度为P P时所消耗的功；时所消耗的功；WiWi功功指指数数，即即将将“理理论论上上无无限限大大的的粒粒度度”粉粉碎碎到到80%80%通通过过0.010.01筛孔宽（或筛孔宽（或65%65%通过通过0.0750.075筛孔宽）时所需的功。筛孔宽）时所需的功。(2)(2)功指功指数数3.1.4粉碎理论F、P给料及产品中80%通过的方形筛孔的宽度（微米）(20变电站电气主接线是指变电站的变压

26、器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分功指数的应用功指数的应用 在在测测出出功功指指数数WiWi的的情情况况下下可可以以计计算算各各种种粒粒度度范范围内的粉碎功耗；围内的粉碎功耗；测测出出被被粉粉碎碎物物料料的的功功指指数数WiWi，可可以以计计算算设设计计条条件件下下的的需需要要功功率率，根根据据需需用用功功率率的的容容量量，选选择择粉粉碎碎机械；机械；可可以以比比较较不不同同粉粉碎碎设设备备的的工工作作效效率率，如如两两台台磨磨机机消消耗耗的的功功率率相相同同，但但产产品品粒粒度度不不同同，分分别别算算出出两两台磨机的操作功

27、指数，就可确定哪台效率高。台磨机的操作功指数，就可确定哪台效率高。3.1.4粉碎理论功指数的应用 在测出功指数Wi的情况下可以计算各种粒度范围21变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分粉碎速度：粗大颗粒消失速率与参加粉碎的粉体中粉碎速度：粗大颗粒消失速率与参加粉碎的粉体中这些大颗粒所占比率成正比。这些大颗粒所占比率成正比。上式称之为上式称之为n n阶粉碎动力学方程，阶粉碎动力学方程，x xo o为给料为给料中大于指定粒级颗粒的比率，中大于指定粒级颗粒的比率，x(t)x(t)为经过为经过t t时间时

28、间粉碎后产品中大于指定粒级颗粒的比率。粉碎后产品中大于指定粒级颗粒的比率。k k相当相当于该指定粒级以上大颗粒被粉碎的选择函数于该指定粒级以上大颗粒被粉碎的选择函数。4.4.粉碎动力学粉碎动力学3.1.4粉碎理论粉碎速度：粗大颗粒消失速率与参加粉碎的粉体中这些大颗粒所占比22变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分助磨剂：在粉碎作业中，能够显著提高粉碎效率或降低能耗助磨剂：在粉碎作业中，能够显著提高粉碎效率或降低能耗的化学物质。的化学物质。（1 1）按助磨剂添加时的物质状态：固体、液体和气体）按助磨

29、剂添加时的物质状态：固体、液体和气体（2 2）根据物理化学性质：有机助磨剂和无机助磨剂）根据物理化学性质：有机助磨剂和无机助磨剂。a a）固体助磨剂：如硬脂酸盐类、胶体二氧化硅、碳黑、氧化）固体助磨剂：如硬脂酸盐类、胶体二氧化硅、碳黑、氧化镁粉、胶体石墨等。镁粉、胶体石墨等。b b）液体助磨剂：包括各种表面活性剂、分散剂等。如用于水）液体助磨剂：包括各种表面活性剂、分散剂等。如用于水泥熟料、方解石、石灰石等的三乙醇胺：用于石英等的烷基泥熟料、方解石、石灰石等的三乙醇胺：用于石英等的烷基油酸（钠）：用于滑石的聚羧酸盐：用于硅石灰的六偏磷酸油酸（钠）：用于滑石的聚羧酸盐：用于硅石灰的六偏磷酸钠等。

30、钠等。c c）气体助磨剂：如蒸气状的极性物质（丙酮、硝基甲烷、甲）气体助磨剂：如蒸气状的极性物质（丙酮、硝基甲烷、甲醇、水蒸气）以及非极性物质（四氯化碳等）醇、水蒸气）以及非极性物质（四氯化碳等）3.1.5 助磨作用1.1.助磨剂的种类助磨剂的种类助磨剂：在粉碎作业中，能够显著提高粉碎效率或降低能耗的化学物23变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分（3 3）具有较强的抗）具有较强的抗CaCa2 2、MgMg+2+2的能力的能力;受受pHpH的影响较小的影响较小（4 4）助磨剂的分子结构要与磨矿系统

31、复杂的物理化）助磨剂的分子结构要与磨矿系统复杂的物理化学环境相适应学环境相适应助磨剂的特征助磨剂的特征（1 1）助磨剂应具有良好的选择性分散作用；）助磨剂应具有良好的选择性分散作用；（2 2）能够调节料浆的粘度）能够调节料浆的粘度3.1.5 助磨作用（3）具有较强的抗Ca2、Mg+2的能力;受pH的影响较小24变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分颗粒表面积随能量输入的速率可用下式表示：颗粒表面积随能量输入的速率可用下式表示：ds/dek(ss)机械法制备超细粉体必须具备两个基本条件：机械法制备超

32、细粉体必须具备两个基本条件：能量高度集中；能量高度集中；要要使使用用助助磨磨剂剂。助助磨磨剂剂对对超超细细粉粉碎碎过过程程有有非非常常显显著的影响。著的影响。2.2.助磨剂的作用原理助磨剂的作用原理3.1.5 助磨作用颗粒表面积随能量输入的速率可用下式表示：ds/dek(s25变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分助磨剂作用原理假说助磨剂作用原理假说（1 1）“吸附降低硬度吸附降低硬度”学说：助磨剂分子在颗粒上的吸学说：助磨剂分子在颗粒上的吸附降低了颗粒的表面能或者引起近表面层晶格的位错迁附降低了

33、颗粒的表面能或者引起近表面层晶格的位错迁移，产生点或线的缺陷，从而降低颗粒的强度和硬度，移，产生点或线的缺陷，从而降低颗粒的强度和硬度，促进裂纹的产生和扩展。促进裂纹的产生和扩展。（2 2）“料浆流变学调节料浆流变学调节”学说：助磨剂通过调节浆料的学说：助磨剂通过调节浆料的流变学性质和颗粒的表面电性等，降低浆料（如矿浆）流变学性质和颗粒的表面电性等，降低浆料（如矿浆）的粘度，促进颗粒的分散，从而提高浆料的可流动性，的粘度，促进颗粒的分散，从而提高浆料的可流动性，阻止颗粒在研磨介质及磨机衬板上的粘附以及颗粒之间阻止颗粒在研磨介质及磨机衬板上的粘附以及颗粒之间的团聚的团聚 。3.1.5 助磨作用助

34、磨剂作用原理假说（1）“吸附降低硬度”学说：助磨剂分子在颗26变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分分级：将粒度不同的混合物料按粒度或按在介质中沉降速度不同分成若干粒度级别的过程。分级是物料按粒度分离的一种形式。筛分分级筛分分级水力分级水力分级气流分级气流分级 分级的方式分级的方式3.2 分 级 分级：将粒度不同的混合物料按粒度或按在介质中沉降速度不同分成27变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分分筛

35、：将粒度不同的混合物料通过单层或多层筛子分成若分筛：将粒度不同的混合物料通过单层或多层筛子分成若干不同粒度级别的过程干不同粒度级别的过程。独立筛分独立筛分当筛分产品作为最终产品供给用户使用时。当筛分产品作为最终产品供给用户使用时。准备筛分准备筛分当筛分作业是为下一道工序提供不同粒级的当筛分作业是为下一道工序提供不同粒级的原料时。原料时。预先筛分预先筛分当筛分作业用于粉碎前将粒度合格的物料预当筛分作业用于粉碎前将粒度合格的物料预先分出时先分出时.辅助筛分辅助筛分当筛分与粉碎设备配合使用时。当筛分与粉碎设备配合使用时。检查筛分检查筛分筛分作业用于控制粉碎产品粒度时。筛分作业用于控制粉碎产品粒度时。

36、闭路粉碎系统：粉碎设备与分级设备配合并且不合格的粗粒产闭路粉碎系统：粉碎设备与分级设备配合并且不合格的粗粒产品返回粉碎机进行再次粉碎的粉碎系统。品返回粉碎机进行再次粉碎的粉碎系统。开路粉碎系统：粉碎产品不经分级或不返回粉碎的粉碎系统。开路粉碎系统：粉碎产品不经分级或不返回粉碎的粉碎系统。3.2.1 筛分分级筛分分级1.1.筛分方法及其特点筛分方法及其特点分筛：将粒度不同的混合物料通过单层或多层筛子分成若干不同粒度28变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分标准筛制标准筛制 （1 1）以）以1.414

37、1.414为筛比，如美国、英国、加拿大等国所采为筛比，如美国、英国、加拿大等国所采用。用。（2 2）以）以1.2591.259为筛比，如法国、前苏联等国所采用。为筛比，如法国、前苏联等国所采用。（3 3）以）以1.41.4为筛比，为国际标准化组织所提出为筛比，为国际标准化组织所提出。3.2.1 筛分分级筛分分级1 1）筛分分析和标准筛筛分分析和标准筛 筛序：按筛孔尺寸从大到小排序，各个筛子所处的层次次序。筛序：按筛孔尺寸从大到小排序，各个筛子所处的层次次序。筛比：按筛序叠好的每两个相邻筛子的筛孔尺寸之比。筛比：按筛序叠好的每两个相邻筛子的筛孔尺寸之比。筛基：作为标准筛基准的筛子。筛基：作为标准

38、筛基准的筛子。标准筛制3.2.1 筛分分级 1）筛分分析29变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分2）筛分分析操作方法）筛分分析操作方法取样筛析结果计算结果分析3.2.1 筛分分级筛分分级2）筛分分析操作方法取 样筛 析结果计算结果分析3.230变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分取样过程注意事项：取样过程注意事项：取样尽可能少。取样尽可能少。取样具有代表性。取样具有代表性。取样原则取样原则：粒度大

39、多取，粒度小少取粒度大多取，粒度小少取试样最小重量与试样粒度的关系试样最小重量与试样粒度的关系最大块尺寸最大块尺寸（mm)mm)0.10.10.30.30.50.51 13 35 510102020样品最小重样品最小重量（量（kg)kg)0.00.025250.00.05 50.10.10.20.20.50.52 25 520203.2.1 筛分分级筛分分级取样过程注意事项：试样最小重量与试样粒度的关系最大块尺寸（m31变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分（1 1）干干 筛筛（2 2）湿湿 筛筛

40、（3 3）干湿联合筛析法干湿联合筛析法筛分终点：在筛分终点：在1 1分钟内所得的筛下物料量小分钟内所得的筛下物料量小于筛上物料量的于筛上物料量的1 1时，认为筛分已到终点。时，认为筛分已到终点。3.2.1 筛分分级筛分分级3 3）筛析方法）筛析方法（1）干 筛（2）湿 筛（3）干湿联合32变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分2.2.筛分原理筛分原理 1 1）筛分概率）筛分概率筛上残留率筛上残留率3.2.1 筛分分级筛分分级2.筛分原理 1）筛分概率 筛上残留率 3.2.1 33变电站电气主接线是

41、指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分以以/a/a为为横横坐坐标标，i i为为纵纵坐坐标标，i i为为参参数数可可作作出出残残留留率率曲曲线线，此此曲曲线线即即称称为为部部分分分分离离效效率率曲曲线线（图图3-113-11）。由由图图可可知知，/a/a1 1时时，与与筛筛孔孔同同等等大大小小的的颗颗粒粒不不能能通通过过筛筛网网，/值值越越小小，越越易易通通过过。而且，颗粒与筛网碰撞次数而且，颗粒与筛网碰撞次数i i越多，越易分离。越多，越易分离。实际表明，物料粒度小于筛孔的实际表明，物料粒度小于筛孔的3/43/4的

42、颗粒容易透过筛孔，的颗粒容易透过筛孔，被称为易筛粒；而大于筛孔被称为易筛粒；而大于筛孔3/43/4的颗粒，因透筛困难，称为难筛粒。的颗粒，因透筛困难，称为难筛粒。3.2.1 筛分分级筛分分级以/a为横坐标，i为纵坐标，i为参数可作出残留率曲线，此34变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分筛分效率筛分效率:实际得到的筛下产物量与入筛物料中所含粒度实际得到的筛下产物量与入筛物料中所含粒度小于筛孔的物料量的比的百分数小于筛孔的物料量的比的百分数 。筛上产物，筛上产物，原料，原料，筛下产物，筛下产物，筛筛

43、分分效效率率，；CC筛筛下下产产物物重重量量；入入筛筛原原物物料料重重量量；入入筛筛原原物物料料中中小于筛孔级别的物料含量，小于筛孔级别的物料含量，用小于筛孔的所有物料来计算筛分效用小于筛孔的所有物料来计算筛分效率，其结果称总筛分效率；只用小于率，其结果称总筛分效率；只用小于筛孔物料的个别粒级或几个粒级计算，筛孔物料的个别粒级或几个粒级计算，则称为部分筛分效率则称为部分筛分效率 （2 2）筛分效率筛分效率3.2.1 筛分分级筛分分级筛分效率:实际得到的筛下产物量与入筛物料中所含粒度小于筛孔35变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是

44、电力系统接线组成中一个重要组成部分某一时刻存在于筛面上但比筛孔小的物料重量t筛分时间；k为比例系数；负号表示物料量是随筛分时间增长而减少的(3)(3)筛分动力学筛分动力学3.2.1 筛分分级筛分分级某一时刻存在于筛面上但比筛孔小的物料重量 (3)筛36变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分水水力力分分级级，又又称称为为湿湿式式分分级级，是是利利用用颗颗粒粒在在液液体体介介质质流流中中沉沉降降的速度差，或运动轨迹的不同进行分级的过程。的速度差，或运动轨迹的不同进行分级的过程。水力分级中分级介质的运动

45、有三种形式：水力分级中分级介质的运动有三种形式：一是介质的流动方向与颗粒沉降方向相反的垂直上升介质流一是介质的流动方向与颗粒沉降方向相反的垂直上升介质流(a)(a)；二是水平介质流（二是水平介质流（b b）；）；三是旋转介质运动流（三是旋转介质运动流（c c）。）。3.2.2 水力分级水力分级 水力分级，又称为湿式分级，是利用颗粒在液体介质流中沉降的速度37变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分1 1）淘析）淘析 法法基本原理基本原理沉降分析法中最简单而又比较准沉降分析法中最简单而又比较准确的一种

46、方法。确的一种方法。利用渐进缩短沉降时间的方法，利用渐进缩短沉降时间的方法，由细至粗的逐步将各粒级物料自由细至粗的逐步将各粒级物料自试料中淘析出来。试料中淘析出来。7445382010t5t4t3t2t13.2.2 水力分级水力分级 1）淘析 法基本原理沉降分析法中最简单而又比较准确的一种方法38变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分2）上升水流法）上升水流法优优 点点 可以连续地分出各个粒级产可以连续地分出各个粒级产物，结果准确。物，结果准确。工作原理根据矿粒在上升水流中的自由沉降根据矿粒在上升

47、水流中的自由沉降规律，利用上升水流，在相同的流规律，利用上升水流，在相同的流量下，在不同直径的分级管中，产量下，在不同直径的分级管中，产生不同的上升水速，使粒度不同的生不同的上升水速，使粒度不同的矿粒按其不同的沉降速度分成若干矿粒按其不同的沉降速度分成若干粒度级别粒度级别。3.2.2 水力分级水力分级 2）上升水流法优 点 可以连续地分出各个粒级产物39变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分 气气流流介介质质分分级级主主要要用用于于超超细细粉粉碎碎粉粉体体的的分分级级，由由于于气流介质分级时物料是

48、干的，也称为干式分级气流介质分级时物料是干的，也称为干式分级 。分级介质的运动有三种形式：分级介质的运动有三种形式：一逆流平衡分级一逆流平衡分级(a)(a)；二横切气流式分级（二横切气流式分级（b b）；）；三离心分级（三离心分级（c c）。）。3.2.3 3.2.3 气流介质分级气流介质分级1 1）干式分级机理）干式分级机理 气流介质分级主要用于超细粉碎粉体的分级，由于气流介质分40变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分3.2.3 3.2.3 气流介质分级气流介质分级2.2.气流介质分级应具备的

49、基本条件气流介质分级应具备的基本条件（1 1）物料充分分散；物料充分分散；（2 2）分离作用力既瞬时作用于点或线上，又持）分离作用力既瞬时作用于点或线上，又持久作用于整个分级区域内；久作用于整个分级区域内；（3 3）对气流作整流处理，避免产生局部涡流；）对气流作整流处理，避免产生局部涡流；（4 4）分离出的颗粒应立即卸出，避免再混合。）分离出的颗粒应立即卸出，避免再混合。3.2.3 气流介质分级 2.气流介质分级应具备的基本条件41变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分粒度分配曲线粒度分配曲线:以

50、粒度为横坐标，各粒级在粗粒级或细粒级以粒度为横坐标，各粒级在粗粒级或细粒级中的分配率为纵坐标，绘出的表示分级效果的曲线中的分配率为纵坐标，绘出的表示分级效果的曲线 。分级粒度分级粒度:分配率分配率50%50%所对应的粒度所对应的粒度利用分离曲线确定分离粒度，并可用偏差利用分离曲线确定分离粒度，并可用偏差E EP P表示分级效率表示分级效率 3.2.4 3.2.4 分级效果的评价分级效果的评价1.1.粒度分配曲线粒度分配曲线粒度分配曲线:以粒度为横坐标，各粒级在粗粒级或细粒级中的分配42变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统

51、接线组成中一个重要组成部分 2.2.分级效率分级效率f f：分级效率，：分级效率，%：入料中小于规定粒度的粒子含量，：入料中小于规定粒度的粒子含量，%；：细粒级产物中小于规定粒度的粒子含量，：细粒级产物中小于规定粒度的粒子含量，%；：分级后细粒级产物中的固体产率，：分级后细粒级产物中的固体产率，%；：粗粒级产物中小于规定粒度的粒子含量，：粗粒级产物中小于规定粒度的粒子含量，%；3.2.4 3.2.4 分级效果的评价分级效果的评价 2.分级效率 f：分级效率，%3.2.4 分级效43变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线

52、组成中一个重要组成部分3.2.4 3.2.4 分级效果的评价分级效果的评价3.2.4 分级效果的评价 44变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分粒粒度度分分布布粒度特性分析方法粒度特性分析方法粒度分布即粉体中各粒度区间的颗粒含量占总量的比例粒度分布即粉体中各粒度区间的颗粒含量占总量的比例.累积分布和分布密度累积分布和分布密度粒度分布的表示方法粒度分布的表示方法列表法列表法图示法图示法特性函数法特性函数法筛分分析筛分分析沉降分析沉降分析显微分析显微分析比表面分析比表面分析形状分析形状分析3.2.5

53、粉碎产品粒度特征粉碎产品粒度特征1.1.粒度分布粒度分布粒度分布粒度特性分析方法 粒度分布即粉体中各粒度区间的颗粒含45变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分1 1）累积分布和分布密度）累积分布和分布密度则则函函数数F(DF(Dp p)称称为为随随机机变变量量d dp p的的累累积积分分布布函函数数，函函数数f(Df(Dp p)称称为为d dp p的分布密度或频率分布函数。的分布密度或频率分布函数。在在粒粒度度分分析析中中，通通常常以以累累积积筛筛余余（大大于于某某一一筛筛孔孔尺尺寸寸的的颗颗粒粒

54、质质量量百百分分数数）或或累累积积筛筛下下（小小于于某某一一筛筛孔孔尺尺寸寸的的颗颗粒粒质质量量百百分分数数）来表示累积分布。来表示累积分布。若将粒径若将粒径d dp p作为随机变量，当其取值小于任意指定的作为随机变量，当其取值小于任意指定的D Dp p这一这一事件具有概率事件具有概率PdpDpPdpDp，且此概率仅与，且此概率仅与D Dp p值有关，即它是值有关，即它是D Dp p的函数的函数F(DF(Dp p)，则可表示为：，则可表示为：PdpDpPdpDpF(DF(Dp p)如果在如果在DDp p区间里有区间里有3.2.5 粉碎产品粒度特征粉碎产品粒度特征1）累积分布和分布密度 则函数F

55、(Dp)称为随机变量dp的累46变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分将粉体粒度分析数据列成表格，分别计算出各粒级的百将粉体粒度分析数据列成表格，分别计算出各粒级的百分数和累积筛下分数和累积筛下(或累积筛余或累积筛余)百分数。百分数。3.2.5 粉碎产品粒度特征粉碎产品粒度特征2 2）粒度分布的表示方法粒度分布的表示方法 列表法列表法将粉体粒度分析数据列成表格，分别计算出各粒级的百分数和累积筛47变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是

56、电力系统接线组成中一个重要组成部分每个矩形的每个矩形的面积表示相面积表示相应粒度级别应粒度级别的含量百分的含量百分数。数。DDp p00时，时，F(DF(Dp p)的极限的极限值为值为f(Df(Dp p)，且，且f(Df(Dp p)关于关于D Dp p连续，那么上面的矩形图就连续，那么上面的矩形图就变为粒度分布密度曲线。变为粒度分布密度曲线。图示法图示法 3.2.5 粉碎产品粒度特征粉碎产品粒度特征每个矩形的面积表示相应粒度级别的含量百分数。Dp0时，48变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分高登

57、高登舒曼（舒曼（Gaudin-SchuhmanGaudin-Schuhman）分布函数（）分布函数（G-SG-S分布函数）分布函数）RosinRosinRammlerRammler分布函数（分布函数（R RR R分布函数）分布函数）对数正态分布函数对数正态分布函数(3)(3)特性函数法特性函数法 (3)(3)特性函数法特性函数法(3)(3)特性函数法特性函数法3.2.5 粉碎产品粒度特征粉碎产品粒度特征高登舒曼（GaudinSchuhman）分布函数（GS49变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分

58、4.4.粒度特性分析方法粒度特性分析方法（1 1）筛分分析筛分分析（2 2）沉降分析）沉降分析（3 3）显微分析）显微分析（4 4）比表面分析）比表面分析（5 5）形状分析）形状分析3.2.5 粉碎产品粒度特征粉碎产品粒度特征4.粒度特性分析方法（1）筛分分析3.2.5 粉50变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分 参考书籍参考书籍1 1徐秉权徐秉权 编著编著.粉体工程学粉体工程学.长沙长沙:中南工业大学教材科中南工业大学教材科,1997,1997年年2 2李启衡李启衡 主编主编.破碎与磨矿破碎与

59、磨矿.北京北京:冶金工业出版社冶金工业出版社,1980,1980年年3 3陆厚根陆厚根 编著编著.粉体技术导论粉体技术导论.上海上海:同济大学出版社同济大学出版社,1998,1998年年4 4杨小生杨小生 编编.选矿学选矿学(上上).).长沙长沙:中南大学教材科中南大学教材科,1998,1998年年5 5郑郑水水林林 编编著著.超超细细粉粉碎碎.北北京京:中中国国建建材材工工业业出出版版社社,19991999年年6 6段段希希祥祥 编编著著.球球磨磨机机介介质质工工作作理理论论与与实实践践.北北京京:冶冶金金工工业业出出版社版社,1999,1999年年7 7盖盖国国胜胜 主主编编.超超细细粉粉碎碎分分级级技技术术.北北京京:中中国国轻轻工工业业出出版版社社,20002000年年8 8 卢卢寿寿慈慈 主主编编.粉粉体体加加工工技技术术.北北京京:中中国国轻轻工工业业出出版版社社,20002000年年 参考书籍51