粉碎过程的基本概念

矿石的粉碎，就是矿石在外力作用下,克服其内部分子间的内聚力而产生碎裂。粉碎过程就是物料块度由大变小的过程。在选矿厂，粉碎分为碎矿和磨矿两大阶段。

1、解离度和过粉碎

矿石中的有用矿物和脉石矿物绝大多数都是紧密连生在一起的,如果不先将它们解离，任何物理选矿方法都不能富集它们。矿石粉碎后，由于粒度变小,原来连生在一起的各种矿物，有一些在不同矿物间的界面上裂开，达到一定程度的分离。在粉碎细了的矿石中,有些粒子只含有一种矿物，叫单体解离粒;另外一些粒子还是几种矿物连生在一起的，叫连生粒。某矿物的解离度，就是该矿物的单体解离粒的颗粒数与含该矿物的连生粒颗粒数及该矿物的单体解离粒颗粒数之和的比值，一般用百分数表示。

在选矿过程中，指标不稳定、精矿品位低、尾矿品位高和中矿产率大等情况，往往是由于解离度不够所造成的。因此，碎矿和磨矿是选别前不可缺少的作业。它可以为选别作业准备有用矿物解离度大的入选物料。从矿物的结构看，除极少数极粗粒嵌布的矿石经破碎后即可得到相当多的单体解离粒外，绝大多数矿石都必须经过磨矿才能得到比较髙的解离度。因此,碎矿是为磨 矿准备给料,而磨矿是碎矿的继续。磨矿是达到充分解离的最后工序。

若磨矿产品过粗，则解离不够充分，选出的精矿品位和回收率都低。但过细也不好,不仅会增加机器的磨损及电力和材料的消耗,而且会对选矿过程造成危害。因为过细的粉碎产品会产生难以选别的微细粒子，如果微粒过多，也同样会使选出的精矿品位及回收率降低。这种现象称为过粉碎。过粉碎带来的危害是：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，破碎矿石的功率消耗增多。过粉碎的发生在磨矿过程中较严重，但碎矿也会产生。因此从开始破碎时,就应防止过粉碎,遵循"不作不必要的破碎"原则。尤其在处理脆性矿石如钨、锡的选矿厂,更应重视此问题。

产生过粉碎的原因通常有以下几个方面：

（1）破碎和磨矿流程不合理；

（2）所用的破碎和磨矿设备与矿石性质不适应；

（3）磨矿细度超过了最佳解离粒度；

（4）操作条件与矿石性质不符。因此，在选矿厂设计时就应重视流程和设备的选择;在选矿厂生产过程中，应严格遵守操作条件并将磨矿细度控制在最佳范围。

2、阶段破碎和破碎比

由于采矿方法、运输条件及选矿厂规模的不同，送到选矿厂来的原料粒度也不同。目前井下开采的矿石最大块度为200～600 mm，而露天开采的矿石最大块度则为1200～1500 mm。选别作业所要求的入选粒度往往都很细,通常在0.3 mm以下。目前所用的碎矿和磨矿设备，由于构造上的原因，所能处理的给矿粒度和产品粒度,都有一定范围，因此不可能一次就把粗大的矿块粉碎到所要求的入选粒度。所以必须通过若干台不同型式的碎矿和磨矿设备，逐段进行处理，而每段只完成整个粉碎过程的一部分任务。在选矿厂中"段"是根据所处理的入料和产品的粒度来划分的。一般分为两个大的阶段，即碎矿阶段和磨矿阶段（统称为粉碎段），碎矿采用两段或三段，磨矿采用一段或两段。各段的大致粒度范围为：

近代有些大型选矿厂有的采用四段破碎，也有些日处理量为一二百吨的小选厂，采用一段破碎。在重选厂或处理极细粒嵌布的矿石或很硬的矿石及工艺上有特殊要求的选矿厂，也有采用三段或三段以上磨矿的。随着生产的发展，新型粉碎设备的出现和应用,必然会导致碎矿和磨矿工艺过程的改革。如无介质及装少量介质的自磨及半自磨设备的使用，可能同时取代中碎、细碎及磨矿，使碎矿和磨矿阶段大为简化。总之，上面的划分是近似的，只能说明一般情况。

矿石经破碎后，粒度都将变小，矿石原来的粒度与破碎后的粒度的比值，叫破碎比(在碎矿段叫碎矿比,在磨矿段叫磨矿比）。破碎比表示矿石破碎后,粒度缩小的倍数，用字母S表示。它 是衡童碎矿与磨矿过程的一项数量指标。其计算方法有以下几种：

(1)用矿石在破碎前的最大粒度与破碎后的最大粒度的比值来计算

式中Dmax——破碎前矿石的最大粒度，mm;

dmax——破碎后矿石的最大粒度，mm。

矿石的最大粒度，可以从累积产率粒度特性曲线中找出。这种计算法多用于现厂及选矿厂设计中。

(2)用矿石破碎前、后的平均粒度来计算

式中Dp——破碎前矿石的平均直径，mm；

dp——破碎后矿石的平均直径，mm。

破碎前、后的物料，都是由若干粒级所组成,只有用平均直径才能代表它们，用这种方法计算 出的破碎比，能较真实的反映破碎程度，因而在理论研究中应用较广。

(3)用碎矿机给矿口有效宽度与排矿口宽度之比来计算

式中B——碎矿机给矿口宽度，mm；

e——碎矿机排矿口宽度，mm。

排矿口宽度,对粗碎机，排矿口取最大宽度，对中、细碎机中，取排矿口的最小宽度。用这种方法计算出的破碎比,不能真实地反映出矿粒缩小的倍数，但可估算破碎比，主要用于生产中近似地了解碎矿机担负的任务。

矿石在每个破碎阶段的破碎比，称为阶段破碎比(或称部分破碎比)。而破碎前原物料的粒度与经过若干段破碎后最终产品粒度之比叫总破碎比。总破碎比等于各段破碎比的连乘积。即

S = S1 × S2 × S3 ×…×Sn

式中 S——总破碎比；

S1、S2、S3、…、Sn——第一、第二、第三、…、第n破碎段的阶段破碎比。