碎矿和磨矿的工艺特征

    破碎物料是经常可以看到的现象，但选矿厂中的破碎工作必须分析以下事项，才能了解它的目的和工艺特点。
    一、解离度和过粉碎
    矿相鉴定的结果说明，绝大多数矿石中的有用矿物和脉石，都是紧密连生在一起的。如果不先将它们解离,任何选矿方法都不能富集它们。矿石破碎后，由于粒度变细了,并且不同矿物之间的交界面裂开了,本来连生在一起的各种矿物就有一定程度的分离,在破碎细了的矿石中,有些粒子只含一种矿物,叫单体解离粒；另外一些粒子还是几种矿物连生着的,叫连生粒。某矿物的解离度，就是该矿物的单体解离粒颗数,与含该矿物的连生粒颗数及该矿物的单体解离粒颗数之和的比值，用百分率表示。选矿产物的检验指出，精矿品位低,尾矿品位高和中矿产率大，往往是解离度不够造成的。因此，碎矿和磨矿是选别前不可少的作业，它为选别作业准备有用矿物的解离度充分大的入选物料。就矿物的组织看,除了少数极粗粒嵌布的矿石，仅用碎矿即获得相当多的单体解离粒而外,一般都必须经过磨矿,才能得到充分高的解离度。碎矿的作用通常是为磨矿准备给料，磨矿是达到充分解离的最后工序。
    磨矿产物过于粗，由于解离还不充分，选出的精矿品位及回收率都差。过细了也没有必要，甚而造成危害,因为破碎矿右会发生难以选别的微细粒子。如果这种微粒较多,使生产不利,那就是矿石被过度地粉碎了。过粉碎的危害是：难以控制的微细粒子多,精矿品位和回收率都差,机器的磨损增大,设备的处理能力降低,破碎矿石的无益的功率消耗增多。过粉碎的发生以磨矿过程为严重，但从碎矿起已有出现。因此，在开始破碎矿石时,就应当防止过粉碎,遵守“不作不必要的破碎”规则。处理脆性矿石的钨、锡矿重力选矿厂，更须重视此问题。发生过粉碎的原因，通常是：
    1.磨细度超过最佳粒度。
    2.所用设备与矿石性质不适应，易将它泥化。
    3.操作条件不好。
    4.碎矿与磨矿流程不合理。
    对每一具体情况，须作全面考查，才能找准发生过粉碎的原因。
    二、破碎比和分阶段破碎
    在碎矿和磨矿过程中,原物料的粒度变细了。破碎比就是原物料粒度与产物粒度的比值,它表示经过破碎后,原物料的粒度减小的倍数,由于碎矿机和磨矿机的功率消耗与生产率都和破碎比有关,所以它是衡量碎矿和磨矿过程的数量指标。
    破碎比的计算法有以下几种，各有一定的用途：
    1.用物料在破碎前的最大粒度与破碎后的最大粒度的比值来确定。

    式中  i —破碎比；
           D_最大—破碎前物料的最大块直径，毫米；
           d_最小—破碎后物料的最大块块直径，毫米；[next]
    最大块直径可由筛上累积量百分率曲线找出。曲线中与5%或20%相对应的粒度即最大块的直径，它也就是矿料的95%或80%能通过的正方形筛孔的宽度。许多经验表明，物料中的最大块约占5%或20%,由于各国的技术习惯不同,英、美取物料的80%能通过的筛孔的宽度为最大块的直径；我国取物料的95%能能过的筛孔的宽度，苏联也是这样。设计中常用这种计算法，因为设计上要根据最大块直径来选碎矿机的给矿口的宽度。
    2.用碎矿机的给矿口的有效宽度和排矿口的宽度的比值来确定。

    式中  B —碎矿机的给矿口的宽度，毫米；
            S —碎矿机的排矿口的宽度，毫米。
    因为给入碎矿机的最大矿块的直径应当比碎矿机的宽度约小15%，才能被碎矿机钳住，所以上面公式中的0.85B就是碎矿机的给矿口的有效宽度。对于粗碎机,排矿口取最大宽度；对中、细碎机,取最小宽度。这种计算法在生产中很有用，因为生产上不可能经常对大批矿料作筛分分析，但是,只要知道碎矿机的给矿口和排矿口的宽度,就可以用上面的公式估算出破碎比，近似地了解碎矿机担负的任务。
    3.用平均粒度来确定

    式中  D_平均—破碎前物料的平均直径，毫米；
           d_平均—破碎后物料的平均直径，毫米。
    破碎前和后的物料，都是由若干个粒组组成的统计总体，只有平均直径才能代表它们。用这种方法算得的破碎比,较能真实地反映破碎程度，因而理论研究中采用它。
    近年来采出矿石的块度很大，露天采场的最大块可达1200至1500毫米,坑内采出的最大块也约为200~600毫米。入选粒度一般都很细,通常在0.1毫米以下,例如把直径1500毫米的原矿破碎到0.1毫米的入选粒度,破碎比高达15000,目前所用的碎矿机和磨矿机，由于结构的关系,只能在一定的破碎比范围内有效地工作。因此不可能一次就把粗大块破碎到很细的颗粒，通常是把适合处理各种粒度的碎矿机和磨矿机依次串联，构成碎矿和磨矿流程,来保证所需的高破碎比。在流程中，每台破碎设备只实现整个过程的一部分任务,形成碎矿和磨矿阶段。选矿上的“段”是根据所处理的粒度划分的，从给矿和产品的粒度，碎矿和磨矿阶段大致分成
                                 阶段                给矿最大块直径             产品最大块直径
                                                      D最大(毫米)                  d最大(毫米)
                           碎矿：粗碎                    1500~300                  350~100
                                 中碎                    350~100                    100~40
                                 细碎                    100~40                       30~5
                           磨矿：一段磨矿                                           1~0.3
                                 二段磨矿                                      0.1~0.07(或更细)
    近代大型选矿厂有用到四段破碎的,前两段作为粗碎m第三段是中碎,第四段是细碎。少数选矿厂有用到三段磨矿的。上面的划分法是近似的，只大致地说明情况。
    整个碎矿和磨矿流程的破碎比叫总破碎比（i），各阶段的破碎比(i₁、i₂……i_n)叫部分破碎比。设D_最大是原矿最大块直径,D是破碎最终产物里的最大粒直径,d₁、d₂ ……d_n-1、d_n是第一段、第二段……第n段破碎产物中的最大粒直径,那么，

     由此可见，碎矿和磨矿的目的，在于生产出充分解离但过粉碎轻的入选物料。它的工艺特征是，用若干种合适的设备串联起来，将原矿分段逐步地破碎到规定的入选粒度。