(完整版)第四章粉碎过程

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六、粉碎流程 6.1 开路粉碎 物料只通过粉碎机一次即达到要求的粒度； 卸出的物料全部作为产品； 不带分级设备的粉碎流程
优点：流程比较简单、设备简单 缺点：粉碎效率较低、部分物料粒度不合格
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6.2 闭路（圈流）粉碎 物料经粉碎机粉碎后，通过分级设备将其中合乎要 求的细粒物料分出作为产品，而把其中粗粒部分重 新送回粉碎机与后来加入的物料一起再进行粉碎
适合于：韧性物料和小块物料的粉磨 振动磨、搅拌磨、球磨机
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4、劈裂法 物料受到两个楔形工作体的作用而粉碎（在支点间 施力）
适合于：粉碎脆性物料 齿辊破碎机
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五、粉碎方法的选择
被破碎物料的尺寸和所要求的破碎比 物料的物理机械性质
粉碎高强度物料宜采用压碎和击碎 韧性物料宜采用研磨 脆性物料宜采用劈碎和击碎
冲量定量：设质点的质量为 m，碰撞开始时的速
度 v ，结束瞬时的速度 u ，碰撞冲量 S ，不计
普通力的冲量，则质点动量定理的积分形式为
mu mv S 17
动量守恒：
(m1u1 m2u2 ) (m1v1 m2v2 ) 0
k u2 u1 v1 v2
恢复系数
k=1 理想情况 完全弹性碰撞：系统动能守恒
从而使颗粒的尺寸减小，表面积增加的过程。
粉碎过程的实质：克服物料表面质点的表面张力和 克服物料内部质点间的内聚力
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1.2 破粉碎 破碎：使大块物料破裂成小块物料的加工过程 粉磨：使小块物料破裂成细粉末物料的加工过程
粗碎－将物料破碎到100mm左右 破碎 中碎－将物料破碎到30mm左右
粉
细碎－将物料破碎到3mm左右
第四章 粉碎过程
粉碎基本概念 粉碎原理 机械力化学 粉碎设备
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引言 粉体的制备一般可以分为两类： 物理方法——颗粒从大到小的粉碎过程
机械制备法：破碎、粉磨、超细粉碎 物理合成法： 蒸发－冷凝、溅射法 化学合成法——颗粒从小到大的生成过程 化学液相法、化学气相法、化粉碎 1.1 粉碎：固体物料在外力作用下，克服内聚力，
选粉设备出口中某一粒级的细粉量
M 与选粉机喂料量中该粒级的含量之比
m
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选粉设备分选出合格的物料质量
m
=E=
进入选粉设备的全部合格物料的总质量 M
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E m c ab M a cb
式中：
a
b
K———循环负荷率，％； E———选粉效率，％；
c
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a———出磨细度（能通过指定筛的含量) ，％；
碎 粉磨 粗磨－将物料粉磨到0.1mm左右 细磨－将物料粉磨到60μm左右
超细磨－将物料粉磨到5μm左右 4
二、粉碎的目的和意义（粉体化）
减小粒径，增大表面积 改善粉体的物理化学性能 提高粉体混合的均化效果 有利于运输、储存 有利于提高制品的性能
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三、粉碎比 粉碎比：定量描述固体物料经某一粉碎机械粉碎后，
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四、粉碎方法
粉碎机械的施力作用
压碎 劈碎 折断 磨碎 冲击
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1、挤压法 将物料置于两破碎表面之间并施加压力，使被破碎 的物料达到它的压碎强度极限而被破坏
适合于： 硬质和大块物料的粗、中碎 挤压磨、颚式破碎机
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2、冲击法 使物料在瞬间受到外来的冲击力作用而破碎。
适合于：脆性物料的中、细碎和磨碎 锤式、反击式、冲击式破碎机、管磨机
品的粒度之比。
i总=i1．i2……in
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【例】 今有一套破碎粉磨系统，一破为颚式破碎机，进料 平均粒度为350mm，出料平均粒度为80mm，从二 破反击式破碎机卸出的平均粒度为20mm，经球磨 机粉磨得细粉平均粒度为0.05mm，试分别计算平 均粉碎比i1、i2、i3 和总粉碎比i。
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4、粉碎产品的粒度特性
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2、公称粉碎比 （ i公称） 破碎机的最大进料口宽度与最大出料口宽度之比。 i公称= Dmax / dmax
Dmax—破碎机的最大进料口宽度； dmax—破碎机的最大出料口宽度。
i=（0.7~0.9）i公称
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3、多级粉碎比（ i总） 多级粉碎：多台粉碎机串联起来的粉碎过程； 粉碎级数：串联的粉碎机台数称为粉碎级数。 多级粉碎比（总粉碎比）：原料粒度与最终粉碎产
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锤式破碎机 依靠高速旋转的工件撞击和打击颗粒，并使其在转 子与定子间、物料颗粒与颗粒间产生高频度的相互 强力冲击、剪切而粉碎。（中、细碎中硬质物料）
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锤式破碎机
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2.1 碰撞理论适用于冲击机理分析
两物体碰撞 （粉碎体－物料、物料－物料） 碰撞前： v1 , v2 (v1 v2) 碰撞结束：u1 , u2 （沿质心连线）
F
G
Q
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闭路粉碎特点： 物料经过的路线复杂； 使用较多的附属设备； 常用于最后一级粉碎流程
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6.3 循环负荷率K： 选粉机粗粉(G)与细粉(Q)之比
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G F
粗颗粒回料的质量
Q G
=K=
该级粉碎（磨）产品的质量
Q
循环负荷率的高低代表着物料
在球磨机内的停留时间的长短
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6.4 选粉效率E ：
颗粒尺寸大小变化的参数。
粉碎比表示方法：平均粉碎比、公称粉碎比、 多级粉碎比
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1、平均粉碎比 （i）
粉碎前物料的平均直径为D，粉碎后物料的平均直
径为d ：
i＝D/d
破碎机：3～30；粉磨机：500～1000
评价粉碎设备性能的指标：单位电耗、粉碎比 粉碎作业程序 选择粉碎机械类型 设备大小
(
v22
u22
)

1 2
m1
(v1

u1
)(
v1

u1
)

1 2
m2
(v2
u2
)(
v2

u2
)
对于塑性碰撞（k
=0）：
u1

u2

u

m1v1 m2v2 m1 m2
T
T1
T2

m1m2 2(m1 m2 )
(v1
v2 )2
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3、磨碎法 物料在两个相对滑动的工作面间，受一定的剪切力 的作用而被粉碎，或者在研磨体的摩擦作用下被粉 碎。
k=0 极限情况 非弹性碰撞或塑性碰撞：系统动能不守恒 碰撞后系统以相同的速度运动
一般0<k<1 18
碰撞过程中的动能损失
碰撞开始：
T1

1 2
m1v12

1 2
m2v22
碰撞结束：
T2

1 2
m1u12

1 2
m2u22
动能损失：
T
T1
T2

1 2
m1
(v12
u12
)

1 2
m2