粉碎工程第2章基本原理

矿石粉碎工程2017年制教师：欧乐明教授电话：邮箱：课程提纲第一章学科概论第二章粉碎基本原理第三章破碎筛分工艺与设备第四章磨矿工艺与设备本章主要内容概述

粉碎原理

粉碎理论

影响粉碎过程因素

助磨作用

粉碎分级筛分分级

水力分级

气流介质分级

分级结果的描述第2章粉碎基本原理粉碎比

分阶段粉碎

粉碎产品的细度与性能

单体解离及解离度

可碎性

粉碎原理粉碎的工艺特征

粉碎方法

粉碎理论

2.1

粉碎原理粉碎比：被粉碎物料粉碎前的粒度与粉碎产物粒度的比值。以i表示部分粉碎比或阶段粉碎比，用in表示

极限粉碎比：物料粉碎前后的最大粒度之比，i=Dm/dm名义粉碎比：粉碎机给料口的有效宽度（0.85B）和排料口宽度（Ｓ）的比值，i=0.85B/S；真实粉碎比：粉碎前后物料的平均粒度的比值，i=D/d三种表示形式相应地，整个粉碎过程中达到的粉碎比叫总粉碎比。显然，i=i1×i2×i3×…×in=Dmax/dmax2.1粉碎原理----粉碎比根据颗粒粉碎过程中所形成的产品粒度特征及这一过程中所用粉碎设备施力方式的差别，粉碎过程阶段主要：破碎、磨矿、超细粉碎、超微粉碎。表1-1矿物粉碎各阶段产品粒度特征阶段给料最大块粒度mm产品最大块粒度mm粉碎比破碎粗碎1500～300350～1003～15中碎350～100100～103～15细碎100～4030～51～20磨矿一段磨矿30～101～0.31～100二段磨矿1～0.30.1～0.0751～100超细粉碎0.1～0.0750.075～0.00011～1000超微粉碎0.075～0.0001-0.00011～10002.1粉碎原理----分阶段粉碎2.1粉碎原理----粉碎产品的细度与性能矿石硬度的影响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，愈难粉碎。粉碎粒度、粉碎效率及能耗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。选择性粉碎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。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，物料颗粒会自发地聚集在一起以降低表面能，即发生凝聚现象。微细颗粒布朗运动的影响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。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。

2.1粉碎原理----粉碎产品的细度与性能单一颗粒：只含有一种组分的均相固体颗粒；单体解离粒：在矿石粉碎产品中，只含有一种矿物的颗粒；连生粒：粉碎产品中，两种矿物或两种以上矿物连生在一起的颗粒。单体解离度：物料群中，某矿物的单体解离颗粒数占该粒群中含有该矿物的颗粒总数的百分数。C：——某矿物的单体解离度；A：该矿物的单体解离粒子个数；Ｂ：含有该矿物的连生粒子个数。2.1粉碎原理----单体解离及解离度

矿物解离度的测定矿物单体解离度的测定，由于采用的测试技术不同可分为矿物分离测量法和矿物显微图像测量法。矿物分离测量法，是利用产物中矿物间性质（密度、磁性、可浮性等）上的差别，将产物按其组分含量的不同分为一系列组分含量级别。具有比重差异的矿物组分，常用的分析手段是重液和重介质沉浮分离．有时也采用上升水流管或磁流体静力分离技术；若产物中矿物组分磁性差异明显，则采用磁力分离技术；而对于某些特定产物，也可采用浮游或浸出技术进行分析。2.1粉碎原理----单体解离及解离度

矿物解离度的测定矿物显微图像测量法，是目前矿物单体解离度测定普遍采用的方法。MLA系统组成实体显微镜测定法、反光显微镜测定法、图像分析仪测定法2.1粉碎原理----单体解离及解离度

材料的强度：材料抵抗外界破坏的能力，以材料破坏时单位面积上所受的力即N/㎡或Pa来表示；按接受力破坏的方式不同，分为压缩强度、拉伸强度、扭曲强度、弯曲强度和剪切强度等；抗压强度>抗剪强度>抗弯强度>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。σp——抗压强度；F----普氏硬度系数，为抗压强度的百分之一。2.1粉碎原理----可碎性

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

2.1粉碎原理----可碎性

2.1粉碎原理----粉碎方法

矿石的性质是多种多样的，针对矿石的性质而选用合适的破碎力方式是提高破碎效率的重要途径。矿石是硬而脆的晶体聚合材料，它的力学性质依破碎力的不同而表现出不同的抗破碎性能。矿石是不同矿物的聚合体，力学性质极不均匀，矿石块中存在不少力学上的脆弱面，故抵抗冲击的能力很差，因而，用冲击破碎矿石耗能会是最低的。针对不同的矿石性质而选用合适的破碎力是破碎中的一条重要原则，即破碎力要适应于矿石性质，才会有好的破碎效果。对于硬矿石，应当用弯折配合冲击来破碎它，如采用磨剥，机器必遭严重磨损。对于脆性矿石，弯折及劈开较为有利，如采用磨剥，则产品中的过细粉末就会太多。对于韧性及粘性较大的矿石，宜采用磨剥方式破碎，若采用冲击及弯折均效果不好。2.1粉碎原理----粉碎方法

体积粉碎表面粉碎均一粉碎粉碎产品粒度分布粉碎模型2.1粉碎原理----粉碎模型混合粉碎与单独粉碎的比较混合粉碎与选择性粉碎2.1粉碎原理----混合粉碎与选择性粉碎

（1）颗粒层受到粉碎介质的作用力即使不足以使强度高的物料颗粒碎裂，但其大部分（其中一部分作用能量消耗于直接受力颗粒的裂纹扩展）会通过该颗粒传递至位于力的作用方向上与之相邻的强度低的颗粒上，该作用足以使之发生粉碎，从这个意义上讲，倒是硬质颗粒对软质颗粒起到了催化作用。（2）当两种硬度不同的颗粒相互接触并作相对运动时，硬度大者会对硬度小者产生表面剪切或磨削作用，软颗粒在接触面上会被硬颗粒磨削而形成若干细颗粒。此时，硬质颗粒对软质颗粒起着研磨介质的作用。（3）两种硬度不同的颗粒在破碎过程中，硬度大的大颗粒的表面不均匀性会对硬度小的颗粒起劈裂、压碎等作用，有利于硬度小的颗粒破碎。选择性粉碎现象的原因2.1粉碎原理----混合粉碎与选择性粉碎

2.1粉碎原理—粉碎功耗理论破碎及粉碎理论是研究物料在破碎过程中能量消耗与哪些因素有关，并确定外力破碎物料时所做的功的学说，也叫破碎的功耗学说。在选矿厂中，40％～60％的动力消耗是在破碎和磨碎作业中，这必然引起人们的关注。破碎物料块所消耗的功，一部分使被破碎的物料变形，并以热的形式散失于周围空间；另一部分则用于形成新表面，变成固体的自由表面能。破碎过程的能量消耗与很多因素有关。现有的破碎理论都没有完整地解释物料被破碎的实质，均有一定的局限性。目前，公认的破碎及粉碎理论有以下几种理论和假说。2.1粉碎原理—粉碎功耗理论一、面积假说

破碎理论的面积假说是由德国学者P．R．雷廷格（P．R．Rittinger）于1867年提出的。雷廷格认为：破碎过程是以减小物料颗粒尺寸为目的的，破碎过程将使物料的表面积不断增加。为此，物料破碎时，外力所做的功用于产生新表面，即破碎功耗与破碎过程中物料新生成表面的面积成正比，或内力的单元功dA1与物料的破断面的面积增量dS成正比。即：

dA1＝K1dS

（1－2－1）假设物料块的形状为立方体，边长为D，如顺着一个面把它破碎开，则新生成表面的面积为S=D2，式（1－1－4）可写为；

dA1＝K1dS=K1dD2＝2K1DdD（1－2－2）破碎Q立方米物料时所作的单元功为：

（1－2－3）

设原矿和破碎产物的平均直径为Dpj和dpj。将式（1-2-3）积分，即得破碎Q立方米物料时所需要的功。式（1-2-4）的右边取负号。因为外力功与内力功的绝对值相等，但符号相反。

（1－2－4）由式（1-2-4）可知，当原矿的平均直径Dpj一定时，破碎功与破碎比减1之值成正比；如原矿的平均直径不同而破碎比相同，则破碎功与原矿的平均直径成反比。实践证明，当破碎比一定时，原矿粒度越小，破碎所需的能量越大。面积假说只能近似地计算破碎比很大时的破碎总功耗，也就是只能近似地用在磨矿机的磨矿中，因为它只考虑了生成新表面所需的功。

2.1粉碎原理—粉碎功耗理论一、面积假说

二、体积假说

破碎的体积假说是由俄国学者吉尔皮切夫与德国学者基克（kick）提出的。体积假说认为：将几何形状相似的同类物料破碎成几何形状也相似的产品时，其破碎功耗与被破碎物料块的体积或质量成正比，或内力的单元功dA2与破碎物料块的变形体积的微量dV成正比。即：

dA2＝K2dV＝K2dD3＝3K2D2dD（1-2-5）

破碎Q立方米

物料时的单元功：

（1-2-6）

破碎Q立方米物料所需之功：

（1-2-7）

由式（1-2-7）可见，根据体积假说，破碎功只与破碎比有关。体积假说只能近似地计算粗碎和中碎的破碎总功耗，因为它只考虑了变形。

2.1粉碎原理—粉碎功耗理论

三、裂缝假说裂缝假说是由F．C．榜德（F．C．Bond）于1952年提出，它介于面积假说和体积假说之间的一种破碎理论。裂缝假说认为破碎矿石时，外力首先使物料块产生变形，外力超过强度极限以后，物料块就产生裂缝而破碎成许多小块。榜德提出的一个计算破碎功耗的公式为：

(1-2-8)

Wi

是理论上无限大的粒度破碎到80%可以通过100μm筛孔宽时所做的功，它在一定程度上表示物料粉碎的难易程度，即可碎性或可磨性。榜德认为：破碎物料时外力所做的功先是使物体变形，当变形超过一定限度后即产生裂缝，储存在物体内的变形能促使裂缝扩展并生成断面。输入功的有用部分成为新生表面上的表面能，其它部分成为热损失。因此，破所需的功，应考虑变形能和表面能两项，变形能和体积成正比，而表面能与表面积成正比。因此，根据榜德所作的解释，将质量m的矿物从D破碎到d所需的功耗A3为：

（1-2-9）2.1粉碎原理—粉碎功耗理论

榜德假说适用于破碎和磨碎。

以上所介绍的三种破碎理论都有局限性和误差，都从某一个角度解释了破碎的某一阶段。面积假说只注意了新生表面积所需要的能量，而忽视了物料破碎前先出现变形和实际中物料又是非均质的。体积假说只考虑了破碎时的变形能，没有考虑到新生表面积的增加，同样具有片面性。裂缝假说是介于面积假说与体积假说之间，提出破碎功耗与

D5/2成正比，但没有充足的理论根据，而且由于它是根据实际资料整理出的经验公式，所以具有一定的适用范围。

根据试验研究证实：粉碎时新生表面积不多，体积假说较为准确，裂缝假说结果不可靠；细碎时（破碎到10μm以下时）裂缝假说求得的数据过小，此时新生表面积增加，表面能是主要的，面积假说较为准确；在粗碎与细碎之间的广泛范围内，裂缝假说比较适用，因为榜德的经验公式是根据一般破碎设备得出结论，所以在中等破碎比情况下与它大致相符。

各假说在适合各自的粒度范围内与实际情况的误差不大，因而在应用时，应正确加以选择。其中，裂缝假说较有实际意义与应用价值。

2.1粉碎原理—粉碎功耗理论三、裂缝假说表面积假说:碎磨过程中所消耗的有用功与表面积成正比，与产品粒度成反比。粉碎能耗理论与功指数

体积假说: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，故破碎物料所需的功与它的体积大小有关。裂纹假说: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；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”。

2.1粉碎原理—粉碎功耗理论图3-1-2破碎产物粒度与比功耗的关系Ⅰ—普通碎矿范围；Ⅱ—普通磨矿范围;Ⅲ—磨矿极限范围（1）破碎过程是复杂的，建立这些功耗学说时，许多影响因素并未考虑，例如结晶缺陷，矿石的节理及裂缝、矿石湿度、粘性和不均匀性，矿块间的相互摩擦和挤压等，这些因素均会影响矿石的强度，也就影响到破碎它时需要的功耗。（2）几个功耗学说都有片面性和近似性，今后还须不断验证并探寻更完善的新理论。2.1粉碎原理—粉碎功耗理论功指数F、P­——给料及产品中80%通过的方形筛孔的宽度（微米）

W——将一短吨（907.185kg）给料粒度为F的物料粉碎到产品粒度为P时所消耗的功；Wi——功指数，即将“理论上无限大的粒度”粉碎到80%通过0.01㎜筛孔宽（或65%通过0.075㎜筛孔宽）时所需的功。2.1粉碎原理—粉碎功耗理论功指数的应用①在测出功指数Wi的情况下可以计算各种粒度范围内的粉碎功耗；②测出被粉碎物料的功指数Wi，可以计算设计条件下的需要功率，根据需用功率的容量，选择粉碎机械；③可以比较不同粉碎设备的工作效率，如两台磨机消耗的功率相同，但产品粒度不同，分别算出两台磨机的操作功指数，就可确定哪台效率高。2.1粉碎原理—粉碎功耗理论粉碎速度：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率成正比。

粉碎动力学上式称之为n阶粉碎动力学方程，xo为给料中大于指定粒级颗粒的比率，x(t)为经过t时间粉碎后产品中大于指定粒级颗粒的比率。k相当于该指定粒级以上大颗粒被粉碎的选择函数。

2.1粉碎原理—粉碎功耗理论助磨剂：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。助磨剂的种类划分按助磨剂添加时的物质状态：固体、液体和气体。a）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。b）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：用于石英等的烷基油酸（钠）：用于滑石的聚羧酸盐：用于硅石灰的六偏磷酸钠等。c）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）

根据物理化学性质：有机助磨剂和无机助磨剂。

2.1粉碎原理—助磨具有较强的抗Ca2+、Mg2+的能力;受pH的影响较小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助磨剂的结构特征助磨剂应具有良好的选择性分散作用；能够调节料浆的粘度2.1粉碎原理—助磨颗粒表面积随能量输入的速率可用下式表示：ds/de＝k(s∞－s)机械法制备超细粉体必须具备两个基本条件：①能量高度集中；②要使用助磨剂。助磨剂对超细粉碎过程有非常显著的影响。2.1粉碎原理—助磨助磨剂作用原理“吸附降低硬度”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。“料浆流变学调节”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）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的团聚。2.1粉碎原理—助磨助磨剂应用实例：涂布浆料研磨工艺①随着研磨过程的进行，微细颗粒的表面上会出现越来越多的不饱和价键和带有正或负电荷的结构单元，使颗粒处于亚稳的高能状态，颗粒的表面能也急剧增加。微细颗粒的群体在比较大的相互引力作用下结成难于再次分散的团聚体，增加了超细研磨的难度。②浆料的粘度过高，导致研磨介质运动阻力增加，削弱了介质的冲击力和介质间的相对运动，降低了研磨效率。2.1粉碎原理—助磨①助磨剂改善浆料的流变学性质和颗粒表面电性，进而降低了浆料粘度，促进颗粒分散，在不降低固含量的条件下提高了浆料流动性。在生产系统中大大减小了管道和各进出口阻力，使系统保持稳定。②提高了介质相对运动对浆料颗粒的冲击和研磨作用；③助磨剂分子在新生颗粒表面的吸附，大大降低了微颗粒表面的不饱和表面键能，防止了颗粒群体的团聚，降低浆料粘度，使研磨介质的作用有效地进行。助磨剂作用2.1粉碎原理—助磨拓展：破碎矿石的其它方法

（1）电热照射法破碎：它的破碎原理是，岩矿在高频及超高频电磁场的作用下，易于吸收电磁能的矿物急剧受热，其它矿物仅靠热传导得到热量。受热速度不同使矿物间产生温度应力，从而使原矿的强度降低1/2～3/4。.（2）液电效应破碎：在液体内部进行高压和瞬时脉冲放电，放电区域内产生极高压力，可以将物体破碎，此种效应叫液电效应。此方法曾用作大块矿石的破碎试验，在65千伏，45微法拉，25微亨的放电电路内，破碎花岗岩及石英等不合格大块，每立方米的能量消耗约为0.05～0.15千瓦时。拓展：破碎矿石的其它方法

（3）超声波粉碎法：其原理是在破碎过程中施加一定的超声波，使矿粒产生共振，直接吸收超声波的能量，诱发裂纹。这种诱发的裂纹，对颗粒的破碎十分有效，能产生快速破碎及节能效果。这种粉碎方法与干式球磨相比，能产出粒度分布窄得多的产品，这一趋势在粗级别部分特别显著，产品中几乎没有什么粗颗粒出现，在细级别又可以避免过粉碎的产生。（4）热力破碎法：实际是热与机械力相结合，用热处理的方法使矿石变弱，然后用机械破碎它，从而提高破碎效果。如果加热后又突然浸入水中水冷，会在矿块中产生应力，降低矿石强度，从而改善矿石可磨性。（5）高压水射流粉碎法：原理是把现行的挤压粉碎原理改为颗粒内裂纹的应力扩张破碎。利用射流高压水的压力从颗粒内部使内裂纹扩张而导致颗粒破碎。拓展：破碎矿石的其它方法

矿料的破碎具有以下特点：（1）吨位巨大，即使是小选矿厂，每日也要破碎上百吨矿料，大选厂则每天要破碎数千吨至数万吨矿石。这就要求碎磨设备生产能力大。（2）矿料硬度大，对碎磨设备磨损严重，这就要求碎磨设备应当坚固耐用，及工作可靠；（3）能耗高，材料消耗高，而处理的矿石又是价廉的矿料，因此，破碎成本低几乎成了选择破碎方法的一条决定因素，破碎成本低的破碎方法才具有生命力。拓展：破碎过程的评价指标破碎处理量：从数量上评价破碎过程，以“吨/时”表示处理能力大小，但必须指明给矿及排矿粒度。破碎效率：破碎是一个耗能巨大的过程，通常从能耗上评价破碎过程的效率，采用“KW.H/T或T/KW.H”作为评价破碎过程的指标。此指标也应指明给矿粒度及排矿粒度。破碎的技术效率：破碎既是减少粒度的过程，就需要从粒度减小的状况上评价破碎过程的技术效率。何谓破碎比？它有几种表示法及各种表示法的应用场合？碎矿与磨矿各有何特点？机械破碎法有哪些施力方式？如何根据矿石性质来选择施力方式？对破碎有影响的岩矿力学性质是哪些？怎么影响破碎？选矿界常见的功耗学说是哪几个？各个学说的物理基础及表达式如何？几个功耗学说的应用范围如何？适用性如何？最具适用性的是哪个学说？为什么？除机械破碎法外，还在研究些什么破碎方法？重点：第一部分粉碎本章主要内容概述

粉碎原理

粉碎理论

影响粉碎过程因素

助磨作用

粉碎分级筛分分级

水力分级

气流介质分级

分级结果的描述第2章粉碎基本原理分级：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。筛分分级水力分级气流分级分级的方式2.2分级－－基本概念筛分：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。独立筛分——当筛分产品作为最终产品供给用户使用时。准备筛分——当筛分作业是为下一道工序提供不同粒级的原料时。预先筛分——当筛分作业用于粉碎前将粒度合格的物料预先分出时.辅助筛分——当筛分与粉碎设备配合使用时。检查筛分——筛分作业用于控制粉碎产品粒度时。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。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。2.2分级－－基本概念松散物料的筛分过程，可以看作两个阶段组成：1、易于穿过筛孔的颗粒通过不能穿过筛孔的颗粒所组成的物料层到达筛面。2、易于穿过筛孔的颗粒透过筛孔。矿粒通过筛孔的可能性称为筛分概率。—般来说，矿粒通过筛孔的概率受到下列因素影响：1)筛孔大小；2)矿粒与筛孔的相对大小；3)筛子的有效面积；4)矿粒运动方向与筛面所成的角度；5)矿料的含水量和含泥量。2.2分级－－筛分分析筛分原理

筛分概率

筛上残留率

2.2分级－－筛分分析以χ/a为横坐标，γi为纵坐标，i为参数可作出残留率曲线，此曲线即称为部分分离效率曲线（图3-11）。由图可知，χ/a＝1时，与筛孔同等大小的颗粒不能通过筛网，χ/α值越小，越易通过。而且，颗粒与筛网碰撞次数i越多，越易分离。实际表明，物料粒度小于筛孔的3/4的颗粒容易透过筛孔，被称为易筛粒；而大于筛孔3/4的颗粒，因透筛困难，称为难筛粒。

2.2分级－－筛分分析筛分效率:实际得到的筛下产物量与入筛物料中所含粒度小于筛孔的物料量的比的百分数。筛上产物，Ｔ，o原料Ｑ，α筛下产物，Ｃ，β

Ｅ――筛分效率，％；C――筛下产物重量；Ｑ――入筛原物料重量；α――入筛原物料中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，则称为部分筛分效率。2.2分级－－筛分分析级别(部分)筛分效率与总筛分效率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。

级别（部分）筛分效率与总筛分效率有着密切的关系，细粒级别的级别筛分效率恒大于总筛分效率，且级别愈细，级别筛分效率愈高；“难筛颗粒”的级别筛分效率恒小于总筛分效率，且“难筛颗粒”尺寸愈接近筛孔尺寸，则其级别筛分效率愈低2.2分级－－筛分分析入筛原料性质的影响(1)含水率——物料的含水率又称湿度或水分。(2)含泥量——如果物料含有易结团的混合物(如粘土等)，即使在水分含量很少时，筛分也可能发生困难。2.2分级－－影响筛分效率的因素入筛原料性质的影响(3)粒度特性——影响筛分过程的粒度特性主要是指原料中含有对筛分过程有特定意义的各种粒级物料的含量。表2-1-2物料的粒度特性对筛分过程的影响粒级名称及粒度范围对筛分过程的影响原料（d1～d2）能筛粒级（d1～L）易筛粒（d1～0.75L）容易穿过粗粒层并接近筛面继而透过筛孔难筛粒（0.75L～L）难于穿过粗粒层及透过筛孔，且容易卡在筛孔内不能筛粒级（L～d2）阻碍粒（L～1.5L）对其他粒级尤其是难筛粒级的穿层与透筛有阻碍作用，且容易卡在筛孔内非阻碍粒（1.5L～d2）对其他粒级的阻碍作用很小2.2分级－－影响筛分效率的因素B.筛子性能的影响(1)筛面运动形式筛面运动形式关系到筛上物料层的松散度及需要透筛的细物料相对筛面运动的速度、方向、频率等，因而对分层、透筛过程均有影响。(2)筛面结构参数筛面宽度与长度———般情况下，筛面宽度决定筛子的处理能力，筛面越宽，处理能力就越大；筛面长度决定筛子的筛分效率，筛面越长，效率就越高。(3)操作条件的影响对一定的筛子和筛分原料而言，操作条件主要是指给料的数量和给料方式。

2.2分级－－影响筛分效率的因素筛分动力学Ｗ——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

2.2分级－－筛分分析筛分分析概念筛序、筛比、筛基、目标准筛制以1.414为筛比，如美国、英国、加拿大等国所采用。以1.259为筛比，如法国、前苏联等国所采用。以1.4为筛比，为国际标准化组织所提出。按筛孔尺寸从大到小排序，各个筛子所处的层次次序按筛序叠好的每两个相邻筛子的筛孔尺寸之比作为标准筛基准的筛子标准筛2.2分级－－筛分分析筛分分析操作方法取样筛析结果计算结果分析2.2分级－－筛分分析筛分分析操作方法取样过程注意事项：取样尽可能少。取样具有代表性。取样原则：粒度大多取，粒度小少取表1－3试样最小重量与试样粒度的关系最大块尺寸（mm)0.10.30.51351020样品最小重量（kg)0.0250.050.10.20.525202.2分级－－筛分分析筛析方法干筛湿筛干湿联合筛析法筛分终点：在1分钟内所得的筛下物料量小于筛上物料量的1％时，认为筛分已到终点。筛分分析操作方法2.2分级－－筛分分析工业用筛

固定筛、振动筛、摆动筛、气流筛2.2分级－－筛分分析水力分级，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(a)；二是水平介质流（b）；三是旋转介质运动流（c）。

2.2分级－－水利分级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。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试料中淘析出来。2.2分级－－水利分级上升水流法优点可以连续地分出各个粒级产物，结果准确。工作原理根据矿粒在上升水流中的自由沉降规律，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粒度级别。2.2分级－－水利分级气流介质分级主要用于超细粉碎粉体的分级，由于气流介质分级时物料是干的，也称为干式分级。

水力分级中分级介质的运动有三种形式：一逆流平衡分级(a)；二横切气流式分级（b）；三离心分级（c）。

2.2分级－－气流介质分级理想分级

:将任一物料群颗粒按某一粒度d0进行分级，分级过程完成后，在粗粒级中未混入小于该粒度的颗粒，同时在细粒级中也未混入大于该粒度的颗粒，此时，按粒度的分级进行得很完全。

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率为纵坐标，绘出的表示分级效果的曲线。分级粒度:分配率50%所对应的粒度利用分离曲线确定分离粒度是国内外广泛使用的方法，并可用偏差EP表示分级效率

2.2分级－－分级效果的评定

分级效率

ηf：分级效率，%α：入料中小于规定粒度的粒子含量，%；β：细粒级产物中小于规定粒度的粒子含量，%；γ：分级后细粒级产物中的固体产率，%；θ：粗粒级产物中小于规定粒度的粒子含量，%；2.2分级－－分级效果的评定2.2分级－－分级效果的评定颗粒的形状（1）形状系数表面形状系数：φs=S/d2体积形状系数：φv=V/d3比表面形状系数：φsv=φs/φv

颗粒的轮廓边界或表面上各点的图像，称作颗粒的形状。

颗粒形状的定量分析已有许多方法，常用的有以下几种：

物料的粒度组成及粒度分析2.2分级－－分级效果的评定（2）形状指数2）粗糙度1）球形度

2.2分级－－分级效果的评定描述物料细分状态的个别物理单元称为颗粒

颗粒物料大小的量度，即粒度,通常用其在空间范围内所占据的线性尺寸作为“粒子的直径(亦即粒径)”多颗粒系统是由大量的单颗粒所组成，在多颗粒系统中，一般将颗粒的平均大小称为粒度。1、规则颗粒的粒径：如颗粒是理想的规则几何体，用1~3个特征长度准确地描述其形状及大小。2、非规则颗粒的粒径：用一个长度量纲—名义直径或标准直径表示，名义直径dn通常采用的有四种名义直径：轴径、当量球径、当量圆径、统计直径。粒径与粒度2.2分级－－分级效果的评定

轴径是指颗粒的特征线段的算术或几何平均值。二轴平均径：平面团形长径和短径的算术平均值：db＝(L+b)/2

三轴平均径：立体图形三维尺寸的算术平均值：dc＝(L+b+h)/3粒径与粒度(2)当量球径是指与颗粒同性质的球体直径：

体积直径：面积直径：自由降落直径：：(3)当量圆径是指与颗粒的投影轮廓同性质的圆的直径2.2分级－－分级效果的评定粒级的表示法粒级就是用某种分级方法（如筛分）将粒度范围较宽的碎散物料群分成粒度范围较窄的若干个级别，这些级别就称为粒级。用称量法称出各级别的重量并计算出它们的重量百分率，从而说明这批物料是由含量各为多少的那些粒级组成。这种资料就是物料的粒度组成。大批松散物料，如果用n层筛面把它们分成（n+1）个粒度级别，确定每一级别颗粒的尺寸，通常以颗粒能透过的最小正方形筛孔边长作为该级别的粒度。如筛孔边长为b，则：如透过上层筛的筛孔宽为b1，而留在下一层筛面上的筛孔宽为b2，粒度级别按以下表示：2.2分级－－分级效果的评定颗粒的表面积

颗粒的表面积包括内表面积和外表面积两部分。外表面积是指颗粒轮廓所包络的表面积，它由颗粒的尺寸、外部形貌等因素所决定。内表面积是指颗粒内部孔隙、裂纹等的表面积。

单位体积(或单位质量)物体的表面积，称为该物体的比表面积。粒度越细的粒群