論現代破碎理論與破碎設備

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

論現代破碎理論與破碎設備

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

摘要：礦業在我國經濟發展中占有重要地位，為整個社會的發展提供重要的動力。粉碎是實現礦物加工的重要手段，而粉碎過程中會造成較大的能源消耗，破碎理論的日趨成熟使得破碎設備的節能降耗成為可能。本文對現代破碎理論與破碎設備進行了論述。

關鍵詞：破碎理論；破碎設備；石料

選礦設備與選礦工藝技術的發展是同步的，選礦設備水平不僅是選礦工藝水平的體現，也直接影響著生產過程、產品質量和綜合經濟效益，因此國內外非常重視選礦設備的開發和應用。礦物加工是礦業發展的一個重要環節，而粉碎是礦物加工中的關鍵。如果粉碎在進程中可以控制好能耗，那么就會創造相應的經濟效益。破碎理論已經取得一定的成就，正在趨于成熟，為破碎設備的節能功能的實現提供了理論依據。

1　破碎理論概述

1.1傳統破碎理論

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

dA1=rds（Ritinger理論）

dA2=kdv（Kick理論）

w=w1（Bond理論）

這三個公式可以經過統合,由沃克公式進行表達:

可以通過上述等式對前面三個公式進行反向推導，當n分別取1,1.5以及2三個值的時候，對上述等式進行積分，就可以得出上述三個等式。在表示力度的方式上，Riting理論采取的是調和平均徑，Kick理論采取的是加權幾何平均徑，最后的Bond理論則是采用方孔篩寬的大小。以上三個理論在現實中的應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80年代，相關學者在研究過程中觀察到，正?？諝鈼l件下，已破碎的碎片在進行撞擊后又發生再次破碎，經測算，一次破碎的碎片攜帶的動能為破碎總能量的45%。如果能夠對二次破碎能量進行徹底運用，則可增加破碎的效率。有人從沖擊力與加壓力兩個層面對破碎效果進行對比，最終得出靜壓粉碎可以達到完全粉碎的效果。這說明靜壓粉碎的應用價值相對較大。如果將壓力值調到50MPa以上，那么大量顆粒就會在料層碎裂上節省能量。在以上兩點結論基礎上，擠壓破碎理論形成。這個理論顛覆了傳統理論的某些認識，強調破碎過程不僅僅發生在傳統理論所認知的位置，還發生在顆粒之間。這種現象的外在體現是在破碎室中破碎效果最佳位置出現致密的顆粒層，讓滿足需求的破碎功沖入顆粒當中，層壓破碎開展的同時，將碎片進行的二次破碎效應進行發揮，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生很多細碎的顆粒。顆粒之間的互相作用就可以進行針對性的破碎，讓針狀和片狀等強度不高的物料先破碎，可得到大量的優質產品?；谶@個理論產生了顎式破碎機。

1.3自沖擊破碎理論

20世紀80年代，由新西蘭兩位專家鉆研得出。以往的破碎機破碎都是通過板錘敲擊物料變成現實的。在旋轉過程中板錘需賦予物料以及物料破碎的雙項動能，自身的旋轉也在耗費能量。它在破碎方式上已經發生了重大改變，實現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的作用下被賦予動能，另外的顆粒以圓錐形的方式散落而下，受到沖擊發生破碎，還有一些顆粒對整個設備起到了保護作用。這種破碎的過程具有較強的針對性，針片狀的物料的數量必須小于10%。這個設備對負支撐進行了較大的改變，使各方面的系數都表現出優良的特點。

2　破碎設備概況

2.1顎式破碎機

目前通常見到的顎式破碎機是由傳統的機型經過近代化工藝的改造形成的。顎式破碎機本身具有一個最致命的缺陷就是，它在一次工作流程當中只能進行一半時間的破碎任務，改革開放以來，我國在這個設備上的研究中取得了一系列成果。比如我國的專家王宏勛和他的學生將“動態嚙角”應用到其中，成功研發出深腔顎式破碎機，在當時的社會上造成了較大的反響。這個設備能在其他條件相同的情況下，比同類設備提高20%的效率，齒板的使用時間則可以提升大2倍左右。除了上述的機型之外，還有顎輥破碎機、大傳動角顎輥破碎機以及雙動顎式破碎機等。

2.2單齒輥破碎機

單齒輥破碎機的應用領域為煤炭的破碎。但是這種設備的效率不高、構造過于繁復，于是Φ915mm單齒輥破碎機出現了。這個設備將彈簧的拉力由原本的；拉力改為推力，彈力達到了490kN,還配有M 100×4螺紋，上面有兩個螺母。左邊的是用來對顎板進行調整的，右邊的則是用于彈簧的彈力調節。拉桿就在設備的支座上面，支座上面的孔是可以拉成矩形的，可以實現物料的密度調節。如此的設計使得拉桿伸長變短，讓構成更加嚴謹。

2.3回轉式破碎機

這種設備最早的出現時間為20世紀60年代，但是當時都是大型的礦產開采，這種設備沒有應用空間。而到了80年代，中小型的礦業開始出現，而且快速向前推進，這個時候的一些學者開始重視回轉式破碎機的研究工作。這個設備的破碎原理為，轉輥的離心旋轉產生動能，沖擊物料，實現破碎。其破碎腔嚙角可實現動態和靜態兩個方面的功能。與其他設備不同的是，其破碎腔嚙角由下到上逐漸增多，如此的設計有利于物料的排出。綜合以上原因，這個設備具有效率高、能量消耗小、設備的損耗小。該設備的破碎場景出現在轉輥的搖擺位置，腔中的物料的破碎順序為自上而下。破碎形式依靠擠壓、扭曲以及磨損等實現。當偏心從腔體中出去的時候，達到標準的物料顆粒從排口順利排出。這種設備具有高密度、高頻破碎以及強行排出等特點。

3　結語

破碎理論的研究將會取得越來越多的成果，我國的破碎機的發展將會朝著更加節能的方向發展，破碎機行業也出現了蓬勃的發展局面，能夠在未來國際的競爭中占據一席之地。相信各種設備的研發必定能為我國的礦業破碎事業作出重大貢獻。相關的破碎理論的不斷發展，為破碎設備的研發提供理論基礎。本文對破碎理論進行概述，解讀了國內破碎設備的概況。

參考文獻：

[1]劉軍.氧化鉛鋅礦的浮選[J]．礦業快報，2006(10).