論現(xiàn)代破碎理論與破碎設(shè)備

韓宇杰,隋寶峰,王桂清,隋曉鵬（山東黃金礦業(yè)（玲瓏）有限公司,山東　招遠(yuǎn)　265419）

論現(xiàn)代破碎理論與破碎設(shè)備

韓宇杰,隋寶峰,王桂清,隋曉鵬
（山東黃金礦業(yè)（玲瓏）有限公司,山東招遠(yuǎn)265419）

摘要：礦業(yè)在我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占有重要地位，為整個(gè)社會(huì)的發(fā)展提供重要的動(dòng)力。粉碎是實(shí)現(xiàn)礦物加工的重要手段，而粉碎過(guò)程中會(huì)造成較大的能源消耗，破碎理論的日趨成熟使得破碎設(shè)備的節(jié)能降耗成為可能。本文對(duì)現(xiàn)代破碎理論與破碎設(shè)備進(jìn)行了論述。

關(guān)鍵詞：破碎理論；破碎設(shè)備；石料

選礦設(shè)備與選礦工藝技術(shù)的發(fā)展是同步的，選礦設(shè)備水平不僅是選礦工藝水平的體現(xiàn)，也直接影響著生產(chǎn)過(guò)程、產(chǎn)品質(zhì)量和綜合經(jīng)濟(jì)效益，因此國(guó)內(nèi)外非常重視選礦設(shè)備的開發(fā)和應(yīng)用。礦物加工是礦業(yè)發(fā)展的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，而粉碎是礦物加工中的關(guān)鍵。如果粉碎在進(jìn)程中可以控制好能耗，那么就會(huì)創(chuàng)造相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)效益。破碎理論已經(jīng)取得一定的成就，正在趨于成熟，為破碎設(shè)備的節(jié)能功能的實(shí)現(xiàn)提供了理論依據(jù)。

1　破碎理論概述

1.1傳統(tǒng)破碎理論

19世紀(jì)中期，對(duì)于粉碎與能耗的研究就已經(jīng)開始展開，很多研究人員提出了自己的觀點(diǎn)，這一時(shí)期最為著名的三個(gè)理論就是雷廷格爾提出的“面積說(shuō)”、基克提出的“體積說(shuō)”，再者就是龐德（Bond）的“裂縫說(shuō)”，三者的表達(dá)式分別如下：

dA1=rds（Ritinger理論）

dA2=kdv（Kick理論）

w=w1（Bond理論）

這三個(gè)公式可以經(jīng)過(guò)統(tǒng)合,由沃克公式進(jìn)行表達(dá):

可以通過(guò)上述等式對(duì)前面三個(gè)公式進(jìn)行反向推導(dǎo)，當(dāng)n分別取1,1.5以及2三個(gè)值的時(shí)候，對(duì)上述等式進(jìn)行積分，就可以得出上述三個(gè)等式。在表示力度的方式上，Riting理論采取的是調(diào)和平均徑，Kick理論采取的是加權(quán)幾何平均徑，最后的Bond理論則是采用方孔篩寬的大小。以上三個(gè)理論在現(xiàn)實(shí)中的應(yīng)用分別描述不同的粉碎情況，因而彼此并不沖突。Riting理論適用于物料顆粒較粗的情況；Kick理論則是較為精確地反映了細(xì)粒物料的粉碎情況；而Bond理論則適用于中粒物料的粉碎。

1.2層壓破碎理論

20世紀(jì)80年代，相關(guān)學(xué)者在研究過(guò)程中觀察到，正常空氣條件下，已破碎的碎片在進(jìn)行撞擊后又發(fā)生再次破碎，經(jīng)測(cè)算，一次破碎的碎片攜帶的動(dòng)能為破碎總能量的45%。如果能夠?qū)Χ纹扑槟芰窟M(jìn)行徹底運(yùn)用，則可增加破碎的效率。有人從沖擊力與加壓力兩個(gè)層面對(duì)破碎效果進(jìn)行對(duì)比，最終得出靜壓粉碎可以達(dá)到完全粉碎的效果。這說(shuō)明靜壓粉碎的應(yīng)用價(jià)值相對(duì)較大。如果將壓力值調(diào)到50MPa以上，那么大量顆粒就會(huì)在料層碎裂上節(jié)省能量。在以上兩點(diǎn)結(jié)論基礎(chǔ)上，擠壓破碎理論形成。這個(gè)理論顛覆了傳統(tǒng)理論的某些認(rèn)識(shí)，強(qiáng)調(diào)破碎過(guò)程不僅僅發(fā)生在傳統(tǒng)理論所認(rèn)知的位置，還發(fā)生在顆粒之間。這種現(xiàn)象的外在體現(xiàn)是在破碎室中破碎效果最佳位置出現(xiàn)致密的顆粒層，讓滿足需求的破碎功沖入顆粒當(dāng)中，層壓破碎開展的同時(shí)，將碎片進(jìn)行的二次破碎效應(yīng)進(jìn)行發(fā)揮，在很大的程度上提高破碎的效率。這種情況下，在出料口較為寬敞的情況下也可產(chǎn)生很多細(xì)碎的顆粒。顆粒之間的互相作用就可以進(jìn)行針對(duì)性的破碎，讓針狀和片狀等強(qiáng)度不高的物料先破碎，可得到大量的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品?；谶@個(gè)理論產(chǎn)生了顎式破碎機(jī)。

1.3自沖擊破碎理論

20世紀(jì)80年代，由新西蘭兩位專家鉆研得出。以往的破碎機(jī)破碎都是通過(guò)板錘敲擊物料變成現(xiàn)實(shí)的。在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中板錘需賦予物料以及物料破碎的雙項(xiàng)動(dòng)能，自身的旋轉(zhuǎn)也在耗費(fèi)能量。它在破碎方式上已經(jīng)發(fā)生了重大改變，實(shí)現(xiàn)了顆粒之間的互相碰撞破碎。其原理為，其中的一些顆粒在旋轉(zhuǎn)的作用下被賦予動(dòng)能，另外的顆粒以圓錐形的方式散落而下，受到?jīng)_擊發(fā)生破碎，還有一些顆粒對(duì)整個(gè)設(shè)備起到了保護(hù)作用。這種破碎的過(guò)程具有較強(qiáng)的針對(duì)性，針片狀的物料的數(shù)量必須小于10%。這個(gè)設(shè)備對(duì)負(fù)支撐進(jìn)行了較大的改變，使各方面的系數(shù)都表現(xiàn)出優(yōu)良的特點(diǎn)。

2　破碎設(shè)備概況

2.1顎式破碎機(jī)

目前通常見到的顎式破碎機(jī)是由傳統(tǒng)的機(jī)型經(jīng)過(guò)近代化工藝的改造形成的。顎式破碎機(jī)本身具有一個(gè)最致命的缺陷就是，它在一次工作流程當(dāng)中只能進(jìn)行一半時(shí)間的破碎任務(wù)，改革開放以來(lái)，我國(guó)在這個(gè)設(shè)備上的研究中取得了一系列成果。比如我國(guó)的專家王宏勛和他的學(xué)生將“動(dòng)態(tài)嚙角”應(yīng)用到其中，成功研發(fā)出深腔顎式破碎機(jī)，在當(dāng)時(shí)的社會(huì)上造成了較大的反響。這個(gè)設(shè)備能在其他條件相同的情況下，比同類設(shè)備提高20%的效率，齒板的使用時(shí)間則可以提升大2倍左右。除了上述的機(jī)型之外，還有顎輥破碎機(jī)、大傳動(dòng)角顎輥破碎機(jī)以及雙動(dòng)顎式破碎機(jī)等。

2.2單齒輥破碎機(jī)

單齒輥破碎機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)槊禾康钠扑?。但是這種設(shè)備的效率不高、構(gòu)造過(guò)于繁復(fù)，于是Φ915mm單齒輥破碎機(jī)出現(xiàn)了。這個(gè)設(shè)備將彈簧的拉力由原本的；拉力改為推力，彈力達(dá)到了490kN,還配有M 100×4螺紋，上面有兩個(gè)螺母。左邊的是用來(lái)對(duì)顎板進(jìn)行調(diào)整的，右邊的則是用于彈簧的彈力調(diào)節(jié)。拉桿就在設(shè)備的支座上面，支座上面的孔是可以拉成矩形的，可以實(shí)現(xiàn)物料的密度調(diào)節(jié)。如此的設(shè)計(jì)使得拉桿伸長(zhǎng)變短，讓構(gòu)成更加嚴(yán)謹(jǐn)。

2.3回轉(zhuǎn)式破碎機(jī)

這種設(shè)備最早的出現(xiàn)時(shí)間為20世紀(jì)60年代，但是當(dāng)時(shí)都是大型的礦產(chǎn)開采，這種設(shè)備沒(méi)有應(yīng)用空間。而到了80年代，中小型的礦業(yè)開始出現(xiàn)，而且快速向前推進(jìn)，這個(gè)時(shí)候的一些學(xué)者開始重視回轉(zhuǎn)式破碎機(jī)的研究工作。這個(gè)設(shè)備的破碎原理為，轉(zhuǎn)輥的離心旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生動(dòng)能，沖擊物料，實(shí)現(xiàn)破碎。其破碎腔嚙角可實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)和靜態(tài)兩個(gè)方面的功能。與其他設(shè)備不同的是，其破碎腔嚙角由下到上逐漸增多，如此的設(shè)計(jì)有利于物料的排出。綜合以上原因，這個(gè)設(shè)備具有效率高、能量消耗小、設(shè)備的損耗小。該設(shè)備的破碎場(chǎng)景出現(xiàn)在轉(zhuǎn)輥的搖擺位置，腔中的物料的破碎順序?yàn)樽陨隙隆Ｆ扑樾问揭揽繑D壓、扭曲以及磨損等實(shí)現(xiàn)。當(dāng)偏心從腔體中出去的時(shí)候，達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的物料顆粒從排口順利排出。這種設(shè)備具有高密度、高頻破碎以及強(qiáng)行排出等特點(diǎn)。

3　結(jié)語(yǔ)

破碎理論的研究將會(huì)取得越來(lái)越多的成果，我國(guó)的破碎機(jī)的發(fā)展將會(huì)朝著更加節(jié)能的方向發(fā)展，破碎機(jī)行業(yè)也出現(xiàn)了蓬勃的發(fā)展局面，能夠在未來(lái)國(guó)際的競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)一席之地。相信各種設(shè)備的研發(fā)必定能為我國(guó)的礦業(yè)破碎事業(yè)作出重大貢獻(xiàn)。相關(guān)的破碎理論的不斷發(fā)展，為破碎設(shè)備的研發(fā)提供理論基礎(chǔ)。本文對(duì)破碎理論進(jìn)行概述，解讀了國(guó)內(nèi)破碎設(shè)備的概況。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉軍.氧化鉛鋅礦的浮選[J]．礦業(yè)快報(bào)，2006(10).