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機械破碎法及破碎施力情況

機械破碎法是最古老的礦料破碎法，也是迄今運用最廣泛的礦料破碎方法，它以破碎機械 的工作部件直接作用于礦塊而使其破碎，盡管機件磨損嚴(yán)重及產(chǎn)品質(zhì)量不好，但它工作可靠及 破碎成本低而使它在破碎領(lǐng)域一直占統(tǒng)治地位，因而也是礦料破碎中重點研究的方法。

機械破碎法是靠破碎機械的施力來完成的，破碎機械的施力方式不外是壓碎、劈開、折 斷、磨剝及沖擊等，如圖下圖所示。

以上幾種破碎施力方式是破碎機械中常見的方式，但并不是每種破碎機中都包含這些方 式，由于破碎機械的運動方式?jīng)Q定了每種破碎機中往往以一種破碎方式為主而輔以其他破碎方 式，如顎式破碎機中以壓碎力為主，同時兼有折斷力作用，而球磨機中以沖擊及磨剝作用為主 等。但這里也應(yīng)指出，破碎機械都是用它的工作部件以動載荷反復(fù)作用于礦石，因而均具有一 定的沖擊效果。

礦石是破碎的對象，破碎又是個力學(xué)過程，故認(rèn)識礦石的力學(xué)性質(zhì)是十分重要的。礦 石是硬而脆的晶體聚合材料，它的力學(xué)性質(zhì)依破碎力的不同而表現(xiàn)出不同的抗破碎性能。 礦石硬度大，采用壓碎力破壞時必遭巨大的抵抗。礦石脆性大，抵抗折斷及劈開作用的能 力差，采用劈開及折斷礦塊時破碎容易進行。礦石脆性大，磨剝作用下容易造成過度粉碎。 礦石是不同礦物的聚合體，力學(xué)性質(zhì)極不均勻，礦石塊中存在不少力學(xué)上的脆弱面，故抵 抗沖擊的能力很差，因而，用沖擊破碎礦石耗能會是最低的。因此，僅從礦石的力學(xué)性質(zhì) 上分析，采用壓碎破碎礦石不合理，采用折斷及劈開破碎礦石較有利。但在實際破碎機械 中，壓碎力最容易實現(xiàn)，折斷及劈開作用僅只能借助襯板上交錯的破碎齒條來實現(xiàn)，而且 大的礦石硬度使劈開作用難于進行，僅只對硬度低的煤礦塊可采用劈開作用強的高尖破碎齒 條破碎。因此，針對不同的礦石性質(zhì)而選用合適的破碎力方式是破碎中的一條重要原則，即破 碎力方式要適應(yīng)于礦石性質(zhì)，才會有好的破碎效果。對于硬礦石，應(yīng)當(dāng)用彎折配合沖擊來破碎 它，如采用磨剝，機器必遭嚴(yán)重磨損。對于脆性礦石，彎折及劈開較為有利，如采用磨剝，則 產(chǎn)品屮的過細粉末就會太多。對于韌性及黏性較大的礦石，宜采用磨剝方式破碎，若采用沖擊 及彎折均效果不好等。礦石的性質(zhì)是多種多樣的，針對礦石的性質(zhì)而選用合適的破碎力方式是 提高破碎效率的重要途徑。

前面已指出，機械破碎中的載荷是動載荷特性，具有一定的沖擊效果。這里還要進一步指 出，動載荷的沖擊特性又與動載荷的頻率有關(guān)，在沖擊作用下，被沖擊部位的動能迅速轉(zhuǎn)變成 變形能，這種變形能使被沖擊部位產(chǎn)生相當(dāng)大的局部應(yīng)力，在變形能來不及向整體傳遞時即在 被沖擊部位發(fā)生破碎，故動載荷的破壞作用比靜載荷的大。如果載荷超過礦塊的疲勞極限，增 加反復(fù)沖擊次數(shù)可以減小破壞所需的應(yīng)力。因此，高頻沖擊的方法破碎礦石有很好的破碎效 果，功率消耗較小，破碎比高而過粉碎輕，容易在較粗粒級發(fā)生充分解離。高頻沖擊效率髙還 因為礦料抵抗髙頻沖擊的性能更差。近年來出現(xiàn)的沖擊破碎機及振動磨等，都具有髙頻沖擊的 特點，屬于高能強破碎方法。

這里還要指出一點，雖然破碎方法是機械破碎法，但破碎的產(chǎn)品粒度不一定成機械性地減 小。這是由于礦石的力學(xué)性質(zhì)不均勻所致，組成礦石的不同礦物的力學(xué)強度不同，在遭受機械 破碎力作用時各種礦物破碎的行為也是不相同的，強度高的礦物破碎的程度小，強度低的礦物 破碎程度大，這種現(xiàn)象稱為選擇性破碎。而這種選擇性破碎現(xiàn)象的存在對選礦工藝有著重要的 實際意義。如有用礦物容易破碎，則它們將在產(chǎn)品的細級別中富集，通過篩選就可盡早將有用 礦物從破碎過程中排除，以減輕有用礦物過粉碎，或者將粒度粗的脈石礦物盡早排除破碎過 程，以減少不必要的破碎，減少能耗及材料消耗。