碎矿与磨矿考试题及答案

碎矿与磨矿考试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.下列破碎设备中，最适合粗碎坚硬、高磨蚀性矿石的是？A.反击式破碎机B.颚式破碎机C.辊式破碎机D.锤式破碎机2.破碎流程中设置闭路筛分的核心目的是？A.降低破碎总能耗B.控制最终破碎产品粒度C.提高单台破碎机处理量D.减少破碎机衬板磨损3.磨矿介质充填率通常指的是？A.磨矿介质堆积体积占磨机有效容积的百分比B.磨矿介质质量占磨机有效容积的百分比C.矿浆体积占磨机有效容积的百分比D.介质与矿石总体积占磨机有效容积的百分比4.下列分级设备中，分级效率最高的是？A.螺旋分级机B.水力旋流器C.耙式分级机D.浮槽分级机5.三段一闭路破碎流程中的“闭路”通常与哪个破碎段配合设置？A.粗碎段B.中碎段C.细碎段D.预先筛分作业6.下列关于邦德功指数的描述，正确的是？A.破碎单位质量矿石的能耗即为邦德功指数B.表示将理论上无限大粒度的物料破碎到80%通过100μm时单位质量物料所需的能量C.仅能用于衡量矿石的可碎性，不能衡量可磨性D.与矿石的硬度无关7.棒磨机相比于球磨机，最突出的优势是？A.单位容积处理量更大B.产品粒度均匀，过粉碎现象少C.磨矿能耗更低D.更适合处理超高硬度矿石8.闭路磨矿流程中返砂比的定义是？A.分级机返砂量与磨机新给矿量的比值B.分级机返砂量与磨矿排矿量的比值C.磨机新给矿量与分级机溢流产量的比值D.分级机溢流产量与返砂量的比值9.自磨机的核心特点是？A.完全不需要任何磨矿介质B.以矿石自身作为主要磨矿介质C.仅以钢球作为辅助磨矿介质D.能耗远低于同规格球磨机10.影响颚式破碎机处理能力的最主要可调参数是？A.矿石硬度B.排矿口宽度C.颚板材质D.给矿方式二、判断题（每题1分，共10分）1.破碎比越大，说明破碎前后物料的粒度差异越大。2.开路破碎流程的产品粒度比闭路破碎更均匀稳定。3.球磨机转速越高，磨矿效率越高。4.水力旋流器的给矿压力越大，分级粒度越粗。5.磨机衬板的唯一作用是保护筒体不受磨损。6.磨矿浓度越高，磨矿产品细度越细。7.罗辛-拉姆勒（Rosin-Rammler）函数是描述碎磨产品粒度组成的常用数学模型。8.辊式破碎机适合破碎坚硬、高磨蚀性的矿石。9.一段闭路磨矿流程通常适用于要求磨矿产品粒度较粗（如大于0.15mm）的场景。10.碎矿与磨矿作业的总能耗占选矿厂总能耗的40%以上。三、名词解释（每题3分，共15分）1.破碎比2.磨矿细度3.分级效率4.邦德功指数5.半自磨机四、简答题（每题5分，共25分）1.简述三段一闭路破碎流程的结构特点与适用场景。2.简述影响球磨机磨矿效果的主要因素。3.简述颚式破碎机的工作原理与适用范围。4.简述闭路磨矿流程相比于开路磨矿的优点。5.简述水力旋流器的工作原理及主要优点。五、计算题（每题10分，共20分）1.某选矿厂采用三段一闭路破碎流程，原矿最大粒度为1200mm，粗碎排矿最大粒度为300mm，中碎排矿最大粒度为75mm，最终破碎产品最大粒度为15mm。请计算：(1)各段破碎的破碎比；(2)总破碎比；(3)验证总破碎比与各段破碎比的关系。$$i_{\text{总}}=\frac{D_{0}}{D_{3}}=\frac{1200}{15}=80

$$（3分）

(3)关系验证：

各段破碎比的乘积为：$i_1\timesi_2\timesi_3=4\times4\times5=80$，与总破碎比相等。

结论：多段破碎的总破碎比等于各段破碎比的乘积。（3分）

2.某闭路磨矿流程稳态运行时，对分级机给矿（磨机排矿）、分级机溢流、分级机返砂分别取样筛分，测得小于0.074mm粒级的质量分数依次为35%、65%、10%。请计算该磨矿流程的返砂比（循环负荷率）。

**答案**：

返砂比（循环负荷率）是闭路磨矿中分级机返砂量与磨机新给矿量的比值，可通过分级作业的物料平衡推导计算。（1分）

设磨机新给矿量为$Q$，分级机返砂量为$R$，则返砂比$r=\frac{R}{Q}\times100\%$。稳态闭路条件下，分级机溢流量等于磨机新给矿量$Q$，分级机给矿（磨机排矿）量为$Q+R$。（2分）

对小于0.074mm粒级做分级作业物料平衡：$$(Q+R)\cdot\alpha=Q\cdot\beta+R\cdot\nu$$其中：

-$\alpha$为分级机给矿中小于0.074mm粒级的质量分数（本题为35%）；

-$\beta$为分级机溢流中小于0.074mm粒级的质量分数（本题为65%）；

-$\nu$为分级机返砂中小于0.074mm粒级的质量分数（本题为10%）。（2分）

将$r=\frac{R}{Q}$代入物料平衡式，两边除以$Q$整理得返砂比计算公式：$$r=\frac{\beta-\alpha}{\alpha-\nu}\times100\%$$（2分）

代入数值计算：$$r=\frac{65\%-35\%}{35\%-10\%}\times100\%=\frac{30\%}{25\%}\times100\%=120\%$$（2分）

答：该磨矿流程的返砂比为120%。（1分）

##六、综合分析题（共10分）

1.某铁矿选矿厂一段闭路磨矿流程生产中，突然出现磨矿产品（分级机溢流）细度不达标（-200目含量低于要求值，即“跑粗”）的现象。请结合碎矿与磨矿相关知识，分析可能的原因，并提出对应的调整措施。

**答案**：

磨矿跑粗本质是磨矿能力不足或分级作业失衡，可从物料输入、磨矿过程、分级过程、循环回路四个维度分析：

（1）给矿因素（2分）

-原因：①碎矿产品粒度变粗（如破碎筛分效率下降、闭路失效），磨矿给矿粒度超出设计范围；②给矿量突然增大，超过磨机额定磨矿能力；③矿石硬度升高（如矿岩性质波动），可磨性变差。

-措施：①检查破碎流程筛分设备与闭路循环，稳定碎矿产品粒度；②适当降低磨机给矿量，保证磨矿充分；③根据矿石硬度调整介质充填率或介质尺寸。

（2）磨矿设备与介质因素（3分）

-原因：①磨矿介质充填率不足，或介质级配不合理（大球不足），粗粒磨碎能力下降；②衬板磨损严重，表面光滑导致介质提升高度不够，冲击作用减弱；③磨机转速偏低，介质运动能量不足。

-措施：①补加钢球，调整介质级配，保证充填率在适宜范围；②更换磨损严重的衬板；③检查磨机传动系统，保证工作转速符合要求。

（3）操作与分级参数因素（3分）

-原因：①磨矿浓度过高，矿浆黏度大，介质磨矿作用受阻；②返砂比过小，粗粒在磨机内停留时间不足；③分级设备参数异常（如水力旋流器给矿压力降低、沉砂口磨损变大，或螺旋分级机转速过高），导致粗粒进入溢流。

-措施：①调整补加水，控制适宜磨矿浓度；②适当提高返砂比，增加粗粒循环磨矿次数；③调整分级参数：旋流器提高给矿压力、更换磨损沉砂口；螺旋分级机降低转速、调整槽内液面。

（4）流程故障因素（2分）

-原因：闭路磨矿的返砂管路堵塞，返砂量突然减少甚至中断，粗粒未经循环磨矿直接进入分级作业。

-措施：检查并疏通返砂管路，恢复正常闭路循环。

**解析**：磨矿跑粗是选矿厂常见生产故障，需结合“磨矿-分级”闭路系统的质量平衡规律，按照“从易到难、从操作到设备”的原则排查，优先调整易操作的参数，再处理设备故障，兼顾生产效率与调整成本。$$参考答案与解析一、单项选择题1.答案：B解析：颚式破碎机结构坚固、承载能力强，靠挤压作用破碎矿石，适合粗碎硬质、高磨蚀性物料；反击式、锤式破碎机适合中细碎脆性矿石，辊式破碎机适合细碎中硬以下黏性或软质矿石。2.答案：B解析：闭路筛分将破碎产品中大于合格粒度的颗粒返回破碎机再破碎，可严格控制最终产品的最大粒度，保证产品粒度均匀稳定。3.答案：A4.答案：B解析：水力旋流器利用离心力场强化颗粒按粒度分离，分级效率远高于重力场作用的螺旋、耙式等分级设备，且设备体积小、处理能力大。5.答案：C解析：三段一闭路流程中，细碎段与检查筛分组成为闭路，筛上不合格粗粒返回细碎再破碎，筛下合格产品作为磨矿给矿，是金属矿选矿厂最常用的破碎流程。6.答案：B解析：邦德功指数是衡量矿石可碎性与可磨性的综合指标，矿石硬度越高，功指数越大；其定义为将理论上粒度无限大的输入物料破碎到80%通过100μm（即P807.答案：B解析：棒磨机以钢棒为磨矿介质，棒与棒之间为线接触，优先破碎粗颗粒，细颗粒不易被过度研磨，产品粒度更均匀，常用于重选流程或一段磨矿作业。8.答案：A9.答案：B解析：自磨机依靠矿石自身在筒体内的冲击、研磨作用实现磨矿，一般不添加钢球；添加少量钢球的为半自磨机。自磨机处理量大，但能耗不一定低于球磨机，取决于矿石性质。10.答案：B解析：颚式破碎机的处理量与排矿口宽度、偏心轴转速、啮角等参数相关，其中排矿口宽度是生产中最易调整的参数，直接决定出料粒度和处理能力。二、判断题1.答案：正确2.答案：错误解析：闭路破碎通过筛分返回不合格粗粒，产品粒度更均匀；开路破碎产品中常夹杂未充分破碎的粗颗粒，粒度波动大。3.答案：错误解析：球磨机存在临界转速，超过临界转速后钢球随筒体做离心运动，失去冲击磨矿作用，效率反而下降；生产中工作转速通常为临界转速的65%~85%。4.答案：错误解析：给矿压力增大时，旋流器内离心力增强，更多细颗粒会进入沉砂，分离粒度（分级粒度）变细。5.答案：错误解析：衬板除保护筒体外，其表面形状还会影响磨矿介质的运动状态，例如波形衬板可提升钢球抛落高度，增强冲击磨矿作用。6.答案：错误解析：磨矿浓度过高时，矿浆黏度增大，介质的冲击和研磨作用受阻，磨矿效率下降，产品反而容易跑粗；需根据矿石性质控制适宜的磨矿浓度。7.答案：正确8.答案：错误解析：辊式破碎机靠两个相对转动的辊子挤压破碎矿石，处理高硬度矿石时辊面磨损严重，产品粒度不稳定，适合破碎中硬以下的脆性、黏性矿石。9.答案：正确解析：一段磨矿流程结构简单、投资成本低，适合给矿粒度不大、产品粒度要求较粗的场景；产品粒度要求细时通常采用两段磨矿。10.答案：正确解析：碎磨作业是选矿厂能耗最高的环节，通常占总能耗的50%~70%，是选矿节能的核心环节。三、名词解释1.答案：破碎比是碎矿作业中，原料的最大粒度（或平均粒度）与破碎产品的最大粒度（或平均粒度）的比值，反映破碎过程中物料粒度的减小程度，是衡量碎矿作业效果的基本指标。2.答案：磨矿细度是评价磨矿产品质量的核心指标，通常用磨矿产品中小于某一指定粒级的质量分数表示，最常用的是小于200目（0.074mm）粒级的质量百分数。3.答案：分级效率是反映分级设备按粒度分离物料完善程度的指标，通常指某一指定细粒级在溢流中的回收率，减去该粒级在沉砂中的回收率，数值越高说明分级效果越好。4.答案：邦德功指数是衡量矿石可碎性与可磨性的重要指标，定义为将理论上无限大粒度的物料破碎到80%通过100μm时，单位质量物料所需的能量，单位常用kW·h/t，功指数越大说明矿石越难碎磨。5.答案：半自磨机是介于自磨机与球磨机之间的磨矿设备，以矿石自身作为主要磨矿介质，同时添加少量（通常占筒体有效容积的2%~8%）钢球作为辅助介质，兼具自磨机处理量大和球磨机磨矿效率高的特点。四、简答题1.答案：(1)结构特点：流程由粗碎、中碎、细碎三个破碎段，以及与细碎段构成闭路的检查筛分作业组成；原矿经粗碎、中碎后进入细碎，细碎产品经筛分，筛上不合格粗粒返回细碎再破碎，筛下合格产品进入磨矿作业。（3分）(2)适用场景：适用于处理量大、给矿粒度大、要求破碎产品粒度细（通常10~25mm）的大、中型选矿厂，是金属矿选矿厂最常用的破碎流程。（2分）2.答案：影响因素可分为三类：(1)物料性质：矿石的硬度、给矿粒度组成、密度、含泥含水量等，硬度越高、给矿越粗，磨矿难度越大。（1分）(2)设备与介质参数：磨机规格与转速、衬板形状、磨矿介质的材质、尺寸级配、充填率等。（2分）(3)操作与流程参数：磨矿浓度、返砂比、分级设备效率等，其中分级效率直接影响闭路磨矿的运行状态。（2分）3.答案：(1)工作原理：通过动颚板相对于定颚板做周期性往复摆动，物料在两颚板之间受到挤压、劈裂和弯曲作用而破碎；动颚离开定颚时，已破碎的物料靠自重从排矿口排出。（3分）(2)适用范围：适合粗碎、中碎各种硬度的矿石，尤其是坚硬、磨蚀性强的矿石，广泛应用于矿山、冶金、建材等行业的碎矿首段作业。（2分）4.答案：(1)产品粒度均匀，过粉碎现象少，粗粒级含量低，可满足后续选别作业的粒度要求。（2分）(2)磨矿效率高：分级设备及时排出合格细粒，避免细粒在磨机内被反复研磨造成的能量浪费，提高磨机单位容积处理能力。（2分）(3)