筛分破碎机的新思路

1 物料破碎的工艺现状

1.1 概述

物料破碎是矿物加工及土石质原料加工工业中的关键工艺过程。从矿山、采石场开采出来的矿石、石料的块度都很大．依开采工艺及开采设备不同，露天矿开采出来的原矿最大块度一般为200—1500mm；地下矿进入破碎机的原矿最大块度一般为200—800mm，采石场开采出来的石料最大块度—般为200一600mm。这种块度的矿石或石料不能直接在工业中应用，必须经过破碎使最终粒度达到产品用途的要求。通常破碎作业的总破碎比在6—8或100一130之间，目前所有破碎机都不能达到这样大的破碎比。因为1台破碎机只能在一定破碎比下才能有效地工作和获得合理的结构及优良的技术经济指标。1台破碎设备的合理的破碎比范围一殷在3—8之间，因此必须将几台破碎设备串联起来进行分段破碎，才能把物料破碎到所需要的粒度。

1.2 物料破碎的典型流程

矿物加工。破碎原矿的目的是使矿石中的有用矿物分离，为下一道磨矿工艺提供合格原料，现不少选厂入磨粒度还维持在小于25-30mm。根据“多破少磨”节能的原则，入磨粒度越小越好。通过工艺和设备的改造，一些选厂的入磨粒度己达到小于12一18mm，甚至有的选厂入磨粒度己达到小于7—11mm的先进指标。显然，从矿山采掘出的矿石不可能达到这么小的粒度，通常要通过二段、三段甚至四段破碎筛分工艺使破碎产品的粒度降到经济合理、技术可行的最低限度以满足磨矿工序对粒度的要求。根据给矿块度的大小，入磨粒度的要求及生产能力的不同可选择不同的设备组合及工艺流程。目前国内外采用的设备及工艺流程为：对大型破碎车间，多采用三段或四段破碎——粗碎用旋间破碎机或大型颚式破碎机，中碎采用标准圆锥破碎机或领式破碎机，细碎采用短锥圆锥破碎机或族盘破碎机与振动筛闭路获得最终破碎产品；对中小型破碎车间，多采用二段破碎——粗碎多采用颚式破碎机，中细碎采用圆锥破碎机、短头圆锥破碎机或旋盘破碎机与振动筛获得最终产品。图1列举了三段破碎的典型流程。

土石质原料加工。破碎石料的目的是为工业制备各种不同粒度要求的碎石。按不同使用目的，根据产量及最终粒度组成要求，由料斗、给料机、破碎机、筛分机和转运、堆集物料用的各种皮带运输机组成不同的破碎工艺流程。图2、图3列举了生产能力为30一55t/h和200一250t／h采石场的破碎筛分的典型工艺流程。

2 传统破碎工艺流程

传统破碎工艺流程有以下缺点：

工艺流程长。从上述传统的破碎工艺流程及设备的配置可以看出，对于大型破碎车间必须采用三段或四段破碎，对于中小型破碎车间，也须采用两段破碎才能获得员终产品。

设备台数多。由于工艺流程长，破碎段数增加，需配备的破碎机、筛分机及转载的皮带运输机台效必然增加，设备台数和作业段数多，所需设置的辅助操作岗位必然多。

设备配置需要的高差大。造成土建和施工方面工程量的增加，并给总图和丁艺配置造成困难。

能耗高。难以贯彻“以破代磨，多碎少磨”的节能原则。

成本高。投资及运转成本高。

长期以来，国内外专家一直围绕上述问题在破碎理论、简化工艺流程、提高粉碎效率、节能降耗以及满足工业上某些物料产品的粒度要求等方面虽然作了大量工作，研制出各种类型的破碎机和筛分机，对破碎工艺的改造并实现多碎少磨具有重要意义，但一直难以在增加破碎比、简化工艺流程、节能降耗等方面有重大突破。

3 筛破结合的新思路

从根本上说，破碎作业是为矿物加工工业及土击质原料加工工业提供具有—定粒度、粒度组成、枝形及表面物性的加工原料供后续作业，这就要求物料在破碎过程中既要被充分有效地破碎。在很多场合又要尽可能不被过粉碎。

传统的破碎筛分工艺须分别在破碎机械和筛分机械中完成；我们提出将破碎、筛分这两个物理过程有效结合，由振动筛分给料机十筛分破碎机组成筛破机组，构成筛破结合的破碎工艺流程的新思路。凡是符合排料粒度木需要破碎的物料，尽可能不进破碎机；进入破碎机的物料在破碎过程中，一旦破到排料粒度的要求，要尽可能及时将这些物料从破碎腔中排出。

3.1 振动筛分给料机的作用

(1)预筛分。从矿山和采石场采出的矿物和石料都由不同粒级的物料组成，其中有相当一部分不须破碎即可达到破碎后要求的粒度。通过预筛分将这些符合要求粒度的物料不经破碎，直接进入排料系统，须破碎的物料才进入筛分破碎机进行破碎，然后再进入排料系统，从而达到合理利用能量，提高机组处理能力，减轻破碎机的破碎负荷，降低钢耗、能耗、减少顷板磨损的目的。

(2)振动给料。均匀连续给料，保证筛分破脾机满腔正常作业。

3.2 筛分破碎机

笔者设计出一种集破碎和筛分为一体的新型设备，即在1台设备中同时具有破碎、筛分两种功能，首先保证物料被有效破碎，同时根据使用的要求避免物料过粉碎；将在破碎过程中巳达粒度要求的产品及时从破碎腔中排出。以达到增加产量、降低功耗，在能量合理利用的前提下大大增加破碎比从而减化工艺流程的目的。

图4为中、小选厂采用筛分破碎机一段破碎的工艺流程简图；图5为采用两台筛分破碎机将最大750mm的石料破碎成4种粒度的两段破碎的工艺流程简图。

4 PEWS2560筛分破碎机

要实现筛破结合，关侵耍研制出具有破碎筛分两种功能的筛分破碎机。新设备还应具备结构简单、实用可招、维修操作方便、成本低廉、性能优良等优点。根据这种创新构思，在我们开发的外动颚匀摆颚式破碎机的基础上研制出了PEWS2560筛分破碎机。

4.1 工作原理及结构特征

电动机带动伯心轴转动，通过边板将动力传递给动颚，使其相对可调厕作往复运动，周期地改变由动颚和可调颚组成的破碎腔的形状和体积，使进入破碎腔的物科贸期地受到挤压、剪切、劈裂作用，将物料破碎，使设备具有破碎功能，同时动颚体及动颚衬板均设计成独特的筛状，在其周期性运动时将已破碎的合格粒度物科及时经筛孔从破碎腔排出，使设备同时具有筛分功能。

图6为筛分破碎机的结构原理图。

4.2 设备特点

(1)具有普通颚式破碎机结构简单、工作可靠、制造维修容易、适应性强、成本低等突出优点。

(2)又兼有外动顷均摆额式破碎机运动特性好，动颚具有理想的运动轨迹，使衬板磨损小、偏心距小、能实现大破碎比；外形低矮、喂料高度及整机重心低等突出优点。

(3)在1台设备中同时实现了破碎与筛分的两种功能，及时将破碎已达粒度的物料从破碎腔中排出，解决了颚式破碎机堵塞、过粉碎的问题。

(4)偏心轴转速大大提高，处理能力和破碎吨矿石的功耗指标得到改善。

5 结语

(1)筛分破碎机可以在1台设备中同时实现破碎和筛分两种功能，能将已达粒度要求的物料及时从破碎腔中排出；

(2)破碎产物的质量得到改善，产品粒级及各新级的比例容易调整形较好；

(3)只有良好的运动特性和性能参数，节能效果显著；

(4)简化工艺流程，可带来破碎工艺的变革。