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1、会计学1碎矿与磨矿资料碎矿与磨矿资料碎矿和磨矿的工艺特征（重点）碎矿和磨矿的工艺特征（重点）岩矿的机械强度、可碎性与可磨性岩矿的机械强度、可碎性与可磨性破碎机械的施力情况（重点）破碎机械的施力情况（重点）破碎功耗学说及其应用（重点）破碎功耗学说及其应用（重点）破碎矿石的其他方法破碎矿石的其他方法破碎机械的分类破碎机械的分类本章主要内容本章主要内容第1页/共59页一、解离度和过粉碎一、解离度和过粉碎1 1、为什么要碎矿、磨矿、为什么要碎矿、磨矿?使有用矿物和脉石矿物分开，达到单体解离的目的。使有用矿物和脉石矿物分开，达到单体解离的目的。有用矿物：我们需要的矿物，磁铁矿，黄铜矿、方铅矿，有用矿物：
2、我们需要的矿物，磁铁矿，黄铜矿、方铅矿，闪锌矿等。闪锌矿等。脉石矿物：我们暂时不需要或无价值的矿物，粘土矿物，脉石矿物：我们暂时不需要或无价值的矿物，粘土矿物，石英、方解石等。石英、方解石等。生活中的例子：吃饭生活中的例子：吃饭嚼细、消化嚼细、消化 吃排骨吃排骨骨头与肉分离骨头与肉分离4-1碎矿和磨矿的工艺特征碎矿和磨矿的工艺特征碎矿和磨矿的工艺特征碎矿和磨矿的工艺特征第2页/共59页2 2、单体颗粒、单体颗粒只含有一种矿物的颗粒。例如锡石（只含有一种矿物的颗粒。例如锡石（SnOSnO2 2）、磁铁矿）、磁铁矿（FeFe3 3O O4 4）、黄铜矿（）、黄铜矿（CuFeSCuFeS2 2）3
3、3、连生颗粒、连生颗粒几种矿物连在一起的颗粒。如黄铜矿嵌布在石英中。几种矿物连在一起的颗粒。如黄铜矿嵌布在石英中。4 4、单体解离度、单体解离度单体颗粒数占颗粒总数的百分比。单体颗粒数占颗粒总数的百分比。(在显微镜下观察计数在显微镜下观察计数)第3页/共59页5 5、过粉碎、过粉碎矿石被过度的粉碎，使得微细颗粒增多，主要是在磨矿环矿石被过度的粉碎，使得微细颗粒增多，主要是在磨矿环节产生。节产生。过粉碎产生的原因：过粉碎产生的原因：（1 1）磨矿细度超过最佳粒度）磨矿细度超过最佳粒度（2 2）所用设备与矿石性质不适应，易将其泥化）所用设备与矿石性质不适应，易将其泥化（3 3）操作条件不好）操作条
4、件不好（4 4）碎矿与磨矿工艺流程不合理）碎矿与磨矿工艺流程不合理第4页/共59页过粉碎的危害：过粉碎的危害：（1 1）浪费能源，能耗增高）浪费能源，能耗增高（2 2）影响选矿回收率和精矿品位）影响选矿回收率和精矿品位（3 3）精矿、尾矿处理困难）精矿、尾矿处理困难（4 4）增加矿石处理成本）增加矿石处理成本第5页/共59页1 1、破碎与磨碎、破碎与磨碎用外力克服固体物料各质点间的内聚力，使用外力克服固体物料各质点间的内聚力，使物料块破坏以减小其颗粒粒度的过程。物料块破坏以减小其颗粒粒度的过程。2 2、破碎比、破碎比破碎前物料粒度与破碎后产物粒度的比值，破碎前物料粒度与破碎后产物粒度的比值，或
5、物料粒度减小的倍数，用或物料粒度减小的倍数，用i i表示，表示，i 1i 1。二破碎比和分阶段破碎破碎比和分阶段破碎破碎比和分阶段破碎破碎比和分阶段破碎第6页/共59页3 3、破碎比的计算方法、破碎比的计算方法（1 1）最大破碎比最大块粒度相比）最大破碎比最大块粒度相比（2 2）公称破碎比破碎机给、排矿口尺寸之比）公称破碎比破碎机给、排矿口尺寸之比 0.85B-0.85B-给矿口有效宽度，给矿口有效宽度，S S排矿口宽度排矿口宽度（3 3）平均破碎比平均粒度之比）平均破碎比平均粒度之比第7页/共59页4、分段破碎与总破碎比uu从最大块到适应选别要求的颗粒，粒度破碎比可从最大块到适应选别要求的颗
6、粒，粒度破碎比可达上万倍，一次破碎不能完成任务，需经过碎矿达上万倍，一次破碎不能完成任务，需经过碎矿和磨矿配合完成相应的作业。和磨矿配合完成相应的作业。uu碎矿根据粒度情况可分为一三段，粗碎碎矿根据粒度情况可分为一三段，粗碎 i i1 1，中，中碎碎i i2 2，细碎，细碎i i3 3。uu磨矿根据选别粒度要求可以是一段至三段，粗磨磨矿根据选别粒度要求可以是一段至三段，粗磨i i4 4，细磨，细磨i i5 5。第8页/共59页总破碎比：各分段破碎比的乘积第9页/共59页1 1、破碎处理量、破碎处理量 用单位时间处理矿量的大小来表示，用单位时间处理矿量的大小来表示，t/ht/h，从，从数量上评价
7、破碎过程。数量上评价破碎过程。2 2、破碎效率、破碎效率 用破碎矿石的单位能耗来表示，用破碎矿石的单位能耗来表示，kw.h/tkw.h/t，从，从能耗上评价破碎过程。能耗上评价破碎过程。3 3、破碎技术效率、破碎技术效率 用破碎后新生成的细粒级含量与破碎前大于用破碎后新生成的细粒级含量与破碎前大于细粒级含量的百分比表示，从新生细粒级细粒级含量的百分比表示，从新生细粒级的数量来评价破碎过程。的数量来评价破碎过程。三破碎过程的评价指标破碎过程的评价指标破碎过程的评价指标破碎过程的评价指标第10页/共59页一、岩矿机械强度岩矿机械强度指矿石破碎时对于外力的抵抗阻力。静载下岩矿机械强度指矿石破碎时对于
8、外力的抵抗阻力。静载下测定的矿石的抗压强度、抗拉强度、抗弯强度、抗剪强测定的矿石的抗压强度、抗拉强度、抗弯强度、抗剪强度等，常用来表示岩矿的抗破碎阻力机械强度。度等，常用来表示岩矿的抗破碎阻力机械强度。通常用普氏系数通常用普氏系数f f（俄罗斯（俄罗斯M.M M.M 普罗托吉雅可诺夫）表示普罗托吉雅可诺夫）表示矿石的坚固程度，或称坚固性系数。其数字为岩石单轴矿石的坚固程度，或称坚固性系数。其数字为岩石单轴抗压强度的抗压强度的1 1。4-2 岩矿的机械强度、可碎性和可磨性岩矿的机械强度、可碎性和可磨性岩矿的机械强度、可碎性和可磨性岩矿的机械强度、可碎性和可磨性第11页/共59页f=0.320，f
9、 越大，矿石越硬，越难磨（详见P52表3-1-1）粒度越小，承载的抗压强度越大，矿石越难磨细普氏系数f:第12页/共59页二、二、二、二、可碎性和可磨性可碎性和可磨性可碎性和可磨性可碎性和可磨性 可碎性和可磨性反映矿石被破可碎性和可磨性反映矿石被破碎的难易程度，它决定于矿石的碎的难易程度，它决定于矿石的机械强度。同一破碎机械，在同机械强度。同一破碎机械，在同一条件下，处理坚硬矿石与处理一条件下，处理坚硬矿石与处理软矿石相比较软矿石相比较 ，前一情况的生产，前一情况的生产率比较低，功率消耗指数也越大。率比较低，功率消耗指数也越大。结合碎矿和磨矿工艺提出的矿石结合碎矿和磨矿工艺提出的矿石的可碎性系
10、数和可磨性系数，既的可碎性系数和可磨性系数，既反映矿石的坚固程度，也能用来反映矿石的坚固程度，也能用来定量地痕量破碎机械的工艺指标。定量地痕量破碎机械的工艺指标。第13页/共59页n n(1)可碎性系数第14页/共59页(2)可磨性系数中硬矿石一般指石英等中等硬度的矿石，中硬矿石一般指石英等中等硬度的矿石，f=8f=810 10，其可碎系数和可磨系数都等于，其可碎系数和可磨系数都等于1 1。k k碎碎，K K磨磨1 1，矿石较软，好碎、好磨。，矿石较软，好碎、好磨。K K碎碎，K K磨磨 1 1，矿石较硬，难碎、难磨。，矿石较硬，难碎、难磨。第15页/共59页破碎机械的施力情况，主要有五种1
11、1、压碎（反映抗压强度）、压碎（反映抗压强度）2 2、劈开（反映抗拉强度）、劈开（反映抗拉强度）3 3、折断（反映抗弯强度）、折断（反映抗弯强度）4 4、磨剥（反映抗剪强度）、磨剥（反映抗剪强度）5 5、冲击（反映抗冲击强度）、冲击（反映抗冲击强度）（详见（详见P49P49图图3-1-13-1-1）4-3破碎机械的施力情况破碎机械的施力情况破碎机械的施力情况破碎机械的施力情况第16页/共59页（a）压碎；(b)劈开；(c)折断；(d)磨剥；(e)冲击第17页/共59页一种破碎设备可能同时具备几种施力方式，但以一种破碎设备可能同时具备几种施力方式，但以一二种力为主。一二种力为主。选择何种施力方式
12、主要取决于矿石的硬度和脆性选择何种施力方式主要取决于矿石的硬度和脆性等情况。等情况。第18页/共59页破碎机械对矿石的施力情况破碎机械对矿石的施力情况破碎机械对矿石的施力情况破碎机械对矿石的施力情况 任何一种碎矿机和磨矿机都不是只用一种力破碎矿石，通常是以某种力为主，配合上其它种类力的作用，因此，破碎机施于矿石的力是复杂的。为了便于分析研究，常常考虑主要的力，对于其他种力的影响仅作附带考察。第19页/共59页 一、受力分析一、受力分析 当一物体撞击到另一物体时，前者的动能迅当一物体撞击到另一物体时，前者的动能迅速地转换为后者的形变位能，而且局部的集中速地转换为后者的形变位能，而且局部的集中在被
13、撞击处。如果撞击速度过高，变形来不及在被撞击处。如果撞击速度过高，变形来不及扩展到被撞击物的全部，就在撞击处发生相对扩展到被撞击物的全部，就在撞击处发生相对较大的应力，故动载荷的破坏作用较静载荷的较大的应力，故动载荷的破坏作用较静载荷的大。大。第20页/共59页 二、矿石组成对受力的影响二、矿石组成对受力的影响 一般矿石都是由多种矿物组成，它们的物理性一般矿石都是由多种矿物组成，它们的物理性质不一样，有时还有很大差别，例如煤块中的质不一样，有时还有很大差别，例如煤块中的精煤和黄铁矿及矸石，伟晶花岗岩中的绿柱石精煤和黄铁矿及矸石，伟晶花岗岩中的绿柱石和长石等等。当破碎这类矿石时，其中个矿物和长石
14、等等。当破碎这类矿石时，其中个矿物被破碎的情形不一样，有的被破碎成较粗的粒被破碎的情形不一样，有的被破碎成较粗的粒子，有的却细，这种现象称为选择性破碎。子，有的却细，这种现象称为选择性破碎。第21页/共59页4-4 岩矿破磨能耗学说及其应用1.1.岩矿破磨的能耗量岩矿破磨的能耗量岩矿破磨的能耗量岩矿破磨的能耗量 据初步统计，我国年破磨岩矿量超过据初步统计，我国年破磨岩矿量超过据初步统计，我国年破磨岩矿量超过据初步统计，我国年破磨岩矿量超过2020亿吨，亿吨，亿吨，亿吨，消耗的电能占到总发电量的消耗的电能占到总发电量的消耗的电能占到总发电量的消耗的电能占到总发电量的3 35%5%；一般的选矿厂中
15、，电能的绝大部分用于破磨矿石，一般的选矿厂中，电能的绝大部分用于破磨矿石，一般的选矿厂中，电能的绝大部分用于破磨矿石，一般的选矿厂中，电能的绝大部分用于破磨矿石，占到选矿总电耗的占到选矿总电耗的占到选矿总电耗的占到选矿总电耗的60%60%以上。以上。以上。以上。但是，岩矿破磨输入的能量仅仅只有但是，岩矿破磨输入的能量仅仅只有但是，岩矿破磨输入的能量仅仅只有但是，岩矿破磨输入的能量仅仅只有6%6%左右左右左右左右转化为所需要的有用功。转化为所需要的有用功。转化为所需要的有用功。转化为所需要的有用功。第22页/共59页节能降耗，降低生产成本，碎矿与磨矿的节节能降耗，降低生产成本，碎矿与磨矿的节节能
16、降耗，降低生产成本，碎矿与磨矿的节节能降耗，降低生产成本，碎矿与磨矿的节能是重要组成部分，同时也是减少大气中二氧能是重要组成部分，同时也是减少大气中二氧能是重要组成部分，同时也是减少大气中二氧能是重要组成部分，同时也是减少大气中二氧化碳排放量的间接措施之一。化碳排放量的间接措施之一。化碳排放量的间接措施之一。化碳排放量的间接措施之一。2 2、岩矿破裂的微观过程、岩矿破裂的微观过程、岩矿破裂的微观过程、岩矿破裂的微观过程 岩矿在外力的作用下，破裂的过程可分成岩矿在外力的作用下，破裂的过程可分成岩矿在外力的作用下，破裂的过程可分成岩矿在外力的作用下，破裂的过程可分成5 5个个个个阶段，即施力、变形
17、、裂纹产生及扩展、新生阶段，即施力、变形、裂纹产生及扩展、新生阶段，即施力、变形、裂纹产生及扩展、新生阶段，即施力、变形、裂纹产生及扩展、新生表面的生成（破裂）、外力消失及变形部分复表面的生成（破裂）、外力消失及变形部分复表面的生成（破裂）、外力消失及变形部分复表面的生成（破裂）、外力消失及变形部分复原。原。原。原。第23页/共59页A-施力施力外力外力外力外力原子或分子原子或分子化学键化学键A-A-施力施力第24页/共59页B-B-变形变形B-变形变形外力外力外力外力第25页/共59页B-B-化学键断裂形成裂纹化学键断裂形成裂纹C-化学键断裂形成裂纹化学键断裂形成裂纹外力外力外力外力第26页
18、/共59页D-D-裂纹扩展形成新生表面裂纹扩展形成新生表面-岩矿破岩矿破裂裂D-裂纹扩展形成新生表面裂纹扩展形成新生表面-岩矿破裂岩矿破裂外力外力外力外力第27页/共59页E-E-外力消失及变形部分复原外力消失及变形部分复原-破碎完成破碎完成E-外力消失及变形部分复原外力消失及变形部分复原-破碎完成破碎完成第28页/共59页3.3.破碎过程中的能量输入与转换破碎过程中的能量输入与转换破碎过程中的能量输入与转换破碎过程中的能量输入与转换能量最基本、最普遍的形式是什么？能量最基本、最普遍的形式是什么？热量热量所有的能量最终都将自发地转换为其最基本的形所有的能量最终都将自发地转换为其最基本的形式式热
19、量热量这是宇宙演化的基本规律，也是热力学第二定律这是宇宙演化的基本规律，也是热力学第二定律中，热不可能完全转变为功，而部产生任何影响；中，热不可能完全转变为功，而部产生任何影响；功可以完全转化为热的根本原因。功可以完全转化为热的根本原因。第29页/共59页岩矿破磨过程中，输入的能量也不可能完全岩矿破磨过程中，输入的能量也不可能完全转化为功。那么，岩矿破磨中的功是怎样形转化为功。那么，岩矿破磨中的功是怎样形成的呢？其他的能量又是这样消散的呢？成的呢？其他的能量又是这样消散的呢？A-施力阶段：能量以力的形式表现，该过程施力阶段：能量以力的形式表现，该过程中能量将部分耗散，因为这一转换过程不可中能量
20、将部分耗散，因为这一转换过程不可能不对环境产生影响。因此能量转换为力的能不对环境产生影响。因此能量转换为力的效率达不到效率达不到100%；第30页/共59页B-变形阶段：变形就是位移，岩矿在力的作用下变形阶段：变形就是位移，岩矿在力的作用下位移，就做了功，所有岩矿内部的变形与其各变形位移，就做了功，所有岩矿内部的变形与其各变形质点所受的力乘积的总和为变形能，外力所做的功质点所受的力乘积的总和为变形能，外力所做的功可以全部变成岩矿的变形能。但是，岩矿的变形必可以全部变成岩矿的变形能。但是，岩矿的变形必将对岩矿体系以外产生影响，所以输入的部分用于将对岩矿体系以外产生影响，所以输入的部分用于对外界做
21、工，变形阶段的输入等能量也不可能对外界做工，变形阶段的输入等能量也不可能100%转化为岩矿的变形能。转化为岩矿的变形能。第31页/共59页C-化学键断裂形成裂纹阶段：在有外力控制的情化学键断裂形成裂纹阶段：在有外力控制的情况下，化学建的断裂将使分子和原子质点产生局况下，化学建的断裂将使分子和原子质点产生局部的振动，振动的阻尼将消耗能量，消耗的能量部的振动，振动的阻尼将消耗能量，消耗的能量以热的形式散发，岩矿的部分变形能转化为热能。以热的形式散发，岩矿的部分变形能转化为热能。同时化学键断裂后，化学活性增加，势能提高，同时化学键断裂后，化学活性增加，势能提高，这部分能量也由变形能转化而来。对于岩矿
22、破磨这部分能量也由变形能转化而来。对于岩矿破磨而言，化学键断裂消耗的能量是有用的，而振动而言，化学键断裂消耗的能量是有用的，而振动产生的热是无用的，所以该阶段变形能转化为有产生的热是无用的，所以该阶段变形能转化为有用的键能效率小于用的键能效率小于100%。第32页/共59页D-裂纹扩展形成新生表面裂纹扩展形成新生表面-岩矿破裂阶段：在外力的控制岩矿破裂阶段：在外力的控制的情况下，化学键不断断裂，形成裂纹，裂纹扩展形成的情况下，化学键不断断裂，形成裂纹，裂纹扩展形成断裂面，新生断裂面实际上就是断裂化学键的集合。断断裂面，新生断裂面实际上就是断裂化学键的集合。断裂面上，断裂化学键活性极高，很不稳定
23、，它们会自发裂面上，断裂化学键活性极高，很不稳定，它们会自发地吸附外来物质，或者相邻化学键互相吸引，形成自饱地吸附外来物质，或者相邻化学键互相吸引，形成自饱和，降低其能量。从而形成相对稳定的新生表面。新生和，降低其能量。从而形成相对稳定的新生表面。新生表面上的原子或分子质点能量高于体相内原子或分子，表面上的原子或分子质点能量高于体相内原子或分子，这部分能量由变形能转化而来。这部分能量由变形能转化而来。第33页/共59页新生断裂面原子或分子质量的相互作用，新生断裂面原子或分子质量的相互作用，或对外来物质的吸引，都将是其相对位置或对外来物质的吸引，都将是其相对位置发生变化，即产生位移。原子或分子质
24、点发生变化，即产生位移。原子或分子质点的摩擦振动，消耗变形能，变形能降低，的摩擦振动，消耗变形能，变形能降低，转化为热能释放。这是无用能量消耗，但转化为热能释放。这是无用能量消耗，但又是必须的。又是必须的。该能量为新生表面驰豫生成的热量，为该能量为新生表面驰豫生成的热量，为Q2.第34页/共59页新生表面的稳定新生表面的稳定表面断裂键表面断裂键自饱和键自饱和键断裂键吸引外来物质断裂键吸引外来物质新生表面的稳定过程新生表面的稳定过程第35页/共59页E-外力消失及变形部分复原阶段：新生表面形成，岩矿变成外力消失及变形部分复原阶段：新生表面形成，岩矿变成几块，外力施力点不复存在，外力消失。外力消失
25、后，变形几块，外力施力点不复存在，外力消失。外力消失后，变形的矿块形变恢复，其实质是原子或分子质点弹性振动，在阻的矿块形变恢复，其实质是原子或分子质点弹性振动，在阻尼的作用下逐渐消停，达到新的平衡。该过程中，原子或分尼的作用下逐渐消停，达到新的平衡。该过程中，原子或分子质量的振动产生热量，变形能转化为热能消散，这部分能子质量的振动产生热量，变形能转化为热能消散，这部分能耗的无用的。该部分热量为耗的无用的。该部分热量为Q3。但是由于岩矿具有塑性，。但是由于岩矿具有塑性，不能完全恢复原状，产生的永久变形是由变形能做功的结果，不能完全恢复原状，产生的永久变形是由变形能做功的结果，所做的功为矿块各原子
26、或分子质点永久变形位移与外力乘积所做的功为矿块各原子或分子质点永久变形位移与外力乘积的积分。的积分。第36页/共59页4.岩矿破磨过程能量耗散的综合表达岩矿破磨过程能量耗散的综合表达式中：式中：k施力效率系数施力效率系数.第37页/共59页5.岩矿破磨过程的常见的施力方式岩矿破磨过程的常见的施力方式（a）压碎；）压碎；(b)劈开；劈开；(c)折断；折断；(d)磨剥；磨剥；(e)冲击冲击第38页/共59页6.公认的三大能耗学说公认的三大能耗学说n n（1 1）P.RP.R雷廷格雷廷格雷廷格雷廷格尔（尔（尔（尔（RittingerRittinger18671867）学说（面积学学说（面积学学说（面
27、积学学说（面积学说）说）说）说）n n外力破碎物体所做之功，转化为新生表面积上的表外力破碎物体所做之功，转化为新生表面积上的表外力破碎物体所做之功，转化为新生表面积上的表外力破碎物体所做之功，转化为新生表面积上的表面能，破碎过程所消耗的功与新生表面积成正比。面能，破碎过程所消耗的功与新生表面积成正比。面能，破碎过程所消耗的功与新生表面积成正比。面能，破碎过程所消耗的功与新生表面积成正比。n n n n，k1k1-比表面能，生成单位新表面积所做的功比表面能，生成单位新表面积所做的功比表面能，生成单位新表面积所做的功比表面能，生成单位新表面积所做的功第39页/共59页进一步的公式推导：进一步的公式
28、推导：进一步的公式推导：进一步的公式推导：i-i-破碎比破碎比破碎比破碎比式中平均粒度为：式中平均粒度为：式中平均粒度为：式中平均粒度为：给矿：给矿：给矿：给矿：产品：产品：产品：产品：第40页/共59页（2 2）吉尔皮切夫（）吉尔皮切夫（）吉尔皮切夫（）吉尔皮切夫（18741874）和）和）和）和F.F.基克（基克（基克（基克（kickkick18851885）学说学说学说学说-体积学说体积学说体积学说体积学说破碎矿石外力所做的功，完全用于使矿石发生形破碎矿石外力所做的功，完全用于使矿石发生形破碎矿石外力所做的功，完全用于使矿石发生形破碎矿石外力所做的功，完全用于使矿石发生形变，到了形变能储
29、至极限，矿石即被破坏，使几变，到了形变能储至极限，矿石即被破坏，使几变，到了形变能储至极限，矿石即被破坏，使几变，到了形变能储至极限，矿石即被破坏，使几何上相似的同种物料，破碎成同样形状的产品，何上相似的同种物料，破碎成同样形状的产品，何上相似的同种物料，破碎成同样形状的产品，何上相似的同种物料，破碎成同样形状的产品，所需的功与它们的体积或重量成正比。所需的功与它们的体积或重量成正比。所需的功与它们的体积或重量成正比。所需的功与它们的体积或重量成正比。k 2-k 2-比体积功，产生一个单位体积形变所做的功。比体积功，产生一个单位体积形变所做的功。比体积功，产生一个单位体积形变所做的功。比体积功
30、，产生一个单位体积形变所做的功。第41页/共59页可以推导：可以推导：可以推导：可以推导：平均粒径平均粒径平均粒径平均粒径 给矿：给矿：给矿：给矿：产品：产品：产品：产品：上面两个公式都是加权几何平均法推算的结果。上面两个公式都是加权几何平均法推算的结果。上面两个公式都是加权几何平均法推算的结果。上面两个公式都是加权几何平均法推算的结果。第42页/共59页（3 3）F.CF.C邦德（邦德（邦德（邦德（BondBond）及王文东裂缝学说）及王文东裂缝学说）及王文东裂缝学说）及王文东裂缝学说（19521952）根据碎矿、磨矿设备试验得到的资料，整理根据碎矿、磨矿设备试验得到的资料，整理根据碎矿、磨
31、矿设备试验得到的资料，整理根据碎矿、磨矿设备试验得到的资料，整理成经验公式成经验公式成经验公式成经验公式破碎矿石时，外力所做的功首先使物体发生破碎矿石时，外力所做的功首先使物体发生破碎矿石时，外力所做的功首先使物体发生破碎矿石时，外力所做的功首先使物体发生形变，局部变形超过临界点即生成裂缝，裂形变，局部变形超过临界点即生成裂缝，裂形变，局部变形超过临界点即生成裂缝，裂形变，局部变形超过临界点即生成裂缝，裂缝形成之后，储在物体内的形变能使裂缝扩缝形成之后，储在物体内的形变能使裂缝扩缝形成之后，储在物体内的形变能使裂缝扩缝形成之后，储在物体内的形变能使裂缝扩展并生成断面，输入的有用功转变为新生表展
32、并生成断面，输入的有用功转变为新生表展并生成断面，输入的有用功转变为新生表展并生成断面，输入的有用功转变为新生表面的表面能，其它为热损失。面的表面能，其它为热损失。面的表面能，其它为热损失。面的表面能，其它为热损失。第43页/共59页可以推导：可以推导：可以推导：可以推导：平均直径平均直径平均直径平均直径 给矿：给矿：给矿：给矿：产品：产品：产品：产品：第44页/共59页7.7.三个学说比较三个学说比较破碎比小，形变能为主破碎比小，形变能为主破碎比小，形变能为主破碎比小，形变能为主-吉尔皮切夫学说（粗碎）吉尔皮切夫学说（粗碎）吉尔皮切夫学说（粗碎）吉尔皮切夫学说（粗碎）破碎比大，新生表面积多，
33、表面能为主破碎比大，新生表面积多，表面能为主破碎比大，新生表面积多，表面能为主破碎比大，新生表面积多，表面能为主-雷廷格雷廷格雷廷格雷廷格学说（细磨）学说（细磨）学说（细磨）学说（细磨）破碎比中等，形变能与表面能综合考虑破碎比中等，形变能与表面能综合考虑破碎比中等，形变能与表面能综合考虑破碎比中等，形变能与表面能综合考虑-邦德学邦德学邦德学邦德学说（细碎及磨矿）说（细碎及磨矿）说（细碎及磨矿）说（细碎及磨矿）上述三个学说都有局限性，但互不矛盾，且相互补充。上述三个学说都有局限性，但互不矛盾，且相互补充。上述三个学说都有局限性，但互不矛盾，且相互补充。上述三个学说都有局限性，但互不矛盾，且相互补
34、充。芬兰芬兰芬兰芬兰R.T.R.T.胡基（胡基（胡基（胡基（HukkiHukki）教授通过试验对三个学说）教授通过试验对三个学说）教授通过试验对三个学说）教授通过试验对三个学说的适用范围进行了验证（详见的适用范围进行了验证（详见的适用范围进行了验证（详见的适用范围进行了验证（详见P55 P55 图图图图3-1-23-1-2）。）。）。）。第45页/共59页 问题：三大能耗学说与岩矿破磨能耗综合表达问题：三大能耗学说与岩矿破磨能耗综合表达问题：三大能耗学说与岩矿破磨能耗综合表达问题：三大能耗学说与岩矿破磨能耗综合表达式的关系？式的关系？式的关系？式的关系？思考题：根据岩矿破裂的围微观过程，试提出
35、思考题：根据岩矿破裂的围微观过程，试提出降低热耗、提高能量转化率的方法。降低热耗、提高能量转化率的方法。第46页/共59页电热照射破碎：利用高频及超高频电磁场，易于电热照射破碎：利用高频及超高频电磁场，易于吸收电磁能的矿物急剧受热，其它矿物仅靠热传吸收电磁能的矿物急剧受热，其它矿物仅靠热传递得到热能。受热速度不同使矿物间发生了温度递得到热能。受热速度不同使矿物间发生了温度应力，从而原来的强度约降低应力，从而原来的强度约降低1/21/23/43/4。美国曾。美国曾在在4 47 7兆周及兆周及2525千瓦的线圈磁场下进行破碎铁燧千瓦的线圈磁场下进行破碎铁燧岩的试验，苏联曾在岩的试验，苏联曾在0.5
36、0.55050兆周及兆周及6 61414千伏电千伏电容片对花岗岩等做过研究。容片对花岗岩等做过研究。4-5破碎矿石的其他方法破碎矿石的其他方法破碎矿石的其他方法破碎矿石的其他方法第47页/共59页 液电效应破碎：液电效应破碎：利用液体内部的高压和脉冲瞬时放电产生的高压破碎利用液体内部的高压和脉冲瞬时放电产生的高压破碎矿物。在放电区域内产生极高压力，可以将物体破碎。矿物。在放电区域内产生极高压力，可以将物体破碎。此法曾用作大块矿石的破碎试验，在此法曾用作大块矿石的破碎试验，在6565千伏、千伏、4545微法微法拉、拉、2525微亭的放电电路内，破碎花岗岩及石英岩等不合格微亭的放电电路内，破碎花岗
37、岩及石英岩等不合格大块，每立方米的能量消耗约大块，每立方米的能量消耗约0.050.050.150.15千瓦时。同时也千瓦时。同时也曾做过曾做过10070501007050毫米的页岩、碧玉铁质岩和角岩破碎毫米的页岩、碧玉铁质岩和角岩破碎到到5 5毫米以下试验。毫米以下试验。第48页/共59页 超声波粉碎：超声波粉碎：利用超声波在液体中的分散效应，使液体产生空化的作用利用超声波在液体中的分散效应，使液体产生空化的作用，从而使液体中的固体颗粒或细胞组织破碎超声波细胞，从而使液体中的固体颗粒或细胞组织破碎超声波细胞粉碎机由超声波发生器和换能器二大部分组成。超声波发粉碎机由超声波发生器和换能器二大部分组
38、成。超声波发生器将市电转变成生器将市电转变成181821KHz21KHz交变电能供给换能器。锆钛交变电能供给换能器。锆钛酸钡压电振子是换能器的心脏，它随交变电压以酸钡压电振子是换能器的心脏，它随交变电压以18-18-21KHz21KHz频率作伸缩弹性形变，换能器随之作纵向机械振动。频率作伸缩弹性形变，换能器随之作纵向机械振动。振动波通过浸入在生物溶液中的钛合金变幅杆产生空化效振动波通过浸入在生物溶液中的钛合金变幅杆产生空化效应，激发介质里的生物微粒剧烈振动。应，激发介质里的生物微粒剧烈振动。第49页/共59页 微波破碎：微波破碎：利用微波先将矿石加热到一定的温度使得矿石产生一利用微波先将矿石加
39、热到一定的温度使得矿石产生一定的裂缝，从而达到矿石破碎的目的。定的裂缝，从而达到矿石破碎的目的。水电效应破碎：水电效应破碎：用高压脉冲发生器，在液体水中以高压脉冲放电时，用高压脉冲发生器，在液体水中以高压脉冲放电时，产生的热点效应来破碎矿石。由于扩散的电火花队周围产生的热点效应来破碎矿石。由于扩散的电火花队周围的液体发生作用，经液体传到破碎的矿石上，使矿石破的液体发生作用，经液体传到破碎的矿石上，使矿石破碎，实验结果证明，可将碎，实验结果证明，可将150mm150mm的矿石破碎到的矿石破碎到10mm10mm左右。左右。第50页/共59页 热力破碎：热力破碎：选矿上研究的热力破碎，实际是热与机械
40、破选矿上研究的热力破碎，实际是热与机械破碎相结合。先将矿石加热到一定的温度，然后再碎相结合。先将矿石加热到一定的温度，然后再水中冷却，这样就可以改善矿石的可碰性及可磨水中冷却，这样就可以改善矿石的可碰性及可磨性。性。第51页/共59页高压料层粉碎高压料层粉碎 当受到高压气体突然放开时，体积立即膨胀，当受到高压气体突然放开时，体积立即膨胀，以声速或超声速度运动，造成强大的冲击波作以声速或超声速度运动，造成强大的冲击波作用于矿料。冲击波在矿粒内部的晶粒交界处反用于矿料。冲击波在矿粒内部的晶粒交界处反射，就使晶粒交界受着张应力。高速运动着的射，就使晶粒交界受着张应力。高速运动着的流体的动能更有效地传
41、递给矿粒，以及矿粒间流体的动能更有效地传递给矿粒，以及矿粒间的高频率碰撞，都有利于破碎。的高频率碰撞，都有利于破碎。第52页/共59页气力破碎法气力破碎法气力破碎法气力破碎法 其工作原理是以高速喷射气流，使细粒物料互相撞击而粉碎。粉碎程度与进入气流压力有关。第53页/共59页高压电弧破碎法高压电弧破碎法 两个碳级间通以高压电，作用于被破碎设备两个碳级间通以高压电，作用于被破碎设备矿石商，当高压电的炭级开始接触矿石时，就矿石商，当高压电的炭级开始接触矿石时，就发生电弧。即在接触面上发生火花放电。经过发生电弧。即在接触面上发生火花放电。经过短时间作用，矿石爆裂。电流剧增，这时矿石短时间作用，矿石爆
42、裂。电流剧增，这时矿石就被击穿而破碎。此法曾在采矿场对大块矿石就被击穿而破碎。此法曾在采矿场对大块矿石进行二次爆破实验。但用于选矿厂连续破碎矿进行二次爆破实验。但用于选矿厂连续破碎矿石，尚待进一步研究。石，尚待进一步研究。第54页/共59页根据用途主要分为三大类粗碎破碎机：粗碎破碎机：主要有颚式破碎机、旋回破碎机。主要有颚式破碎机、旋回破碎机。中碎破碎机：中碎破碎机：主要有标准型圆锥破碎机、中碎圆锥破碎机。主要有标准型圆锥破碎机、中碎圆锥破碎机。细碎破碎机：细碎破碎机：主要有短头型圆锥破碎机、反击式破碎机、锤式破碎主要有短头型圆锥破碎机、反击式破碎机、锤式破碎机、辊式破碎机、细碎型颚式破碎机等。机、辊式破碎机、细碎型颚式破碎机等。4-6破碎机械分类破碎机械分类破碎机械分类破碎机械分类第55页/共59页本讲作业本讲作业 三种破碎功耗学说及其比较。第56页/共59页人有了知识，就会具备各种分析能力，明辨是非的能力。所以我们要勤恳读书，广泛阅读，古人说“书中自有黄金屋。”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，培养逻辑思维能力；通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，培养文学情趣；通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。有许多书籍还能培养我们的道德情操，给我们巨大的精神力量，鼓舞我们前进。第57页/共59页第58页/共59页