粉碎過程的基本概念

礦石的粉碎，就是礦石在外力作用下,克服其內部分子間的內聚力而產生碎裂。粉碎過程就是物料塊度由大變小的過程。在選礦廠，粉碎分為碎礦和磨礦兩大階段。

1、解離度和過粉碎

礦石中的有用礦物和脈石礦物絕大多數都是緊密連生在一起的,如果不先將它們解離，任何物理選礦方法都不能富集它們。礦石粉碎后，由于粒度變小,原來連生在一起的各種礦物，有一些在不同礦物間的界面上裂開，達到一定程度的分離。在粉碎細了的礦石中,有些粒子只含有一種礦物，叫單體解離粒;另外一些粒子還是幾種礦物連生在一起的，叫連生粒。某礦物的解離度，就是該礦物的單體解離粒的顆粒數與含該礦物的連生粒顆粒數及該礦物的單體解離粒顆粒數之和的比值，一般用百分數表示。

在選礦過程中，指標不穩定、精礦品位低、尾礦品位高和中礦產率大等情況，往往是由于解離度不夠所造成的。因此，碎礦和磨礦是選別前不可缺少的作業。它可以為選別作業準備有用礦物解離度大的入選物料。從礦物的結構看，除極少數極粗粒嵌布的礦石經破碎后即可得到相當多的單體解離粒外，絕大多數礦石都必須經過磨礦才能得到比較髙的解離度。因此,碎礦是為磨 礦準備給料,而磨礦是碎礦的繼續。磨礦是達到充分解離的最后工序。

若磨礦產品過粗，則解離不夠充分，選出的精礦品位和回收率都低。但過細也不好,不僅會增加機器的磨損及電力和材料的消耗,而且會對選礦過程造成危害。因為過細的粉碎產品會產生難以選別的微細粒子，如果微粒過多，也同樣會使選出的精礦品位及回收率降低。這種現象稱為過粉碎。過粉碎帶來的危害是：難以控制的微細粒子多，精礦品位和回收率都差，機器的磨損增大，設備的處理能力降低，破碎礦石的功率消耗增多。過粉碎的發生在磨礦過程中較嚴重，但碎礦也會產生。因此從開始破碎時,就應防止過粉碎,遵循"不作不必要的破碎"原則。尤其在處理脆性礦石如鎢、錫的選礦廠,更應重視此問題。

產生過粉碎的原因通常有以下幾個方面：

（1）破碎和磨礦流程不合理；

（2）所用的破碎和磨礦設備與礦石性質不適應；

（3）磨礦細度超過了最佳解離粒度；

（4）操作條件與礦石性質不符。因此，在選礦廠設計時就應重視流程和設備的選擇;在選礦廠生產過程中，應嚴格遵守操作條件并將磨礦細度控制在最佳范圍。

2、階段破碎和破碎比

由于采礦方法、運輸條件及選礦廠規模的不同，送到選礦廠來的原料粒度也不同。目前井下開采的礦石最大塊度為200～600 mm，而露天開采的礦石最大塊度則為1200～1500 mm。選別作業所要求的入選粒度往往都很細,通常在0.3 mm以下。目前所用的碎礦和磨礦設備，由于構造上的原因，所能處理的給礦粒度和產品粒度,都有一定范圍，因此不可能一次就把粗大的礦塊粉碎到所要求的入選粒度。所以必須通過若干臺不同型式的碎礦和磨礦設備，逐段進行處理，而每段只完成整個粉碎過程的一部分任務。在選礦廠中"段"是根據所處理的入料和產品的粒度來劃分的。一般分為兩個大的階段，即碎礦階段和磨礦階段（統稱為粉碎段），碎礦采用兩段或三段，磨礦采用一段或兩段。各段的大致粒度范圍為：

近代有些大型選礦廠有的采用四段破碎，也有些日處理量為一二百噸的小選廠，采用一段破碎。在重選廠或處理極細粒嵌布的礦石或很硬的礦石及工藝上有特殊要求的選礦廠，也有采用三段或三段以上磨礦的。隨著生產的發展，新型粉碎設備的出現和應用,必然會導致碎礦和磨礦工藝過程的改革。如無介質及裝少量介質的自磨及半自磨設備的使用，可能同時取代中碎、細碎及磨礦，使碎礦和磨礦階段大為簡化。總之，上面的劃分是近似的，只能說明一般情況。

礦石經破碎后，粒度都將變小，礦石原來的粒度與破碎后的粒度的比值，叫破碎比(在碎礦段叫碎礦比,在磨礦段叫磨礦比）。破碎比表示礦石破碎后,粒度縮小的倍數，用字母S表示。它 是衡童碎礦與磨礦過程的一項數量指標。其計算方法有以下幾種：

(1)用礦石在破碎前的最大粒度與破碎后的最大粒度的比值來計算

式中Dmax——破碎前礦石的最大粒度，mm;

dmax——破碎后礦石的最大粒度，mm。

礦石的最大粒度，可以從累積產率粒度特性曲線中找出。這種計算法多用于現廠及選礦廠設計中。

(2)用礦石破碎前、后的平均粒度來計算

式中Dp——破碎前礦石的平均直徑，mm；

dp——破碎后礦石的平均直徑，mm。

破碎前、后的物料，都是由若干粒級所組成,只有用平均直徑才能代表它們，用這種方法計算 出的破碎比，能較真實的反映破碎程度，因而在理論研究中應用較廣。

(3)用碎礦機給礦口有效寬度與排礦口寬度之比來計算

式中B——碎礦機給礦口寬度，mm；

e——碎礦機排礦口寬度，mm。

排礦口寬度,對粗碎機，排礦口取最大寬度，對中、細碎機中，取排礦口的最小寬度。用這種方法計算出的破碎比,不能真實地反映出礦粒縮小的倍數，但可估算破碎比，主要用于生產中近似地了解碎礦機擔負的任務。

礦石在每個破碎階段的破碎比，稱為階段破碎比(或稱部分破碎比)。而破碎前原物料的粒度與經過若干段破碎后最終產品粒度之比叫總破碎比。總破碎比等于各段破碎比的連乘積。即

S = S1 × S2 × S3 ×…×Sn

式中 S——總破碎比；

S1、S2、S3、…、Sn——第一、第二、第三、…、第n破碎段的階段破碎比。