2022/8/21 矿石粉碎工程 1
矿石粉碎工程
第3章 碎 矿
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碎矿的理论及工艺
颚式破碎机
圆锥破碎机
反击式破碎机
辊式破碎机
破碎机械的发展与超细破碎机
破碎流程（重点）
多碎少磨技术及实施途径
第3章 碎矿
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常规破碎机一般的产品粒度为20mm左右。
近年破碎产品粒度降低到15mm左右，部分选矿厂产
品粒度可以达到12mm。
所谓超细碎，就是产品细度小于目前常规细碎机的
产品细度，一般指产品粒度小于12mm的破碎。
目前的超细粉碎主要是机械力方法，超细粉碎设备
的开发主要是提高有效粉碎能、优化结构、采用耐
磨材料等。
破碎机械的发展和超细破碎机
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破碎流程
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越南越南 BAN CUON BAN CUON 铁矿选矿铁矿选矿厂破碎设备联系图厂破碎设备联系图
皮带输送机4
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粗碎
原矿
中碎
细碎
振动筛
+38mm-8mm
8-38mm
粉矿仓
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破碎段：是破碎流程的最基本单元，由破碎作业
和筛分作业组成。也有不包括筛分作业或同时包括
两种筛分作业的破碎段。
破碎流程：所有破碎段的总和构成破碎流程。因
为破碎段中常包括筛分作业，因此也常称为破碎筛
分流程。
基本概念
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段数不同以及破碎机和筛子的组合不同，便有不
同的碎矿流程。包括几个破碎段的破碎流程就称为
几段破碎流程。分类：开路破碎流程、闭路破碎流
程。
开路破碎流程：破碎产物没有返回，直接进入下
一破碎段。
闭路破碎流程：破碎产物返回筛分，粗级别再进
入本段破碎机。
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（a）为单一破碎作业的破碎段。
（b）为带预先筛分作业的破碎段。
（c）为带有检查筛分作业的破碎段。
（d）和（e）均为带有预先筛分和检查筛分作业的
破碎段。
破碎段的基本形式
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流程：（a） 流程： （b）
流程（c）
破 碎
破碎
预先筛分
破碎
检查筛分
- +
- +
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流程（d）
流程（e）
预先 筛分
检查 筛分
破碎
- +
预先及检查筛分
破碎
- +
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【1】某矿山开采的磁铁矿属中等可碎性矿石。原
矿最大粒度Dmax=1400mm，要求球磨入磨产品粒度
为10mm。请设计该矿山的破碎流程。
【2】某矿山开采的磁铁矿属中等可碎性矿石。原
矿最大粒度Dmax=200mm，要求球磨入磨产品粒度为
20mm。请设计该矿山的破碎流程。
破碎流程设计实例
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两段开路流程：
原矿
预先筛分
- +
破碎
预先 筛分
- +
破碎
两段一闭路流程：
原矿
预先 筛分
- +
破碎
预先及检查筛分
- +
破碎
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两段破碎流程
两段开路破碎流程：所得的破碎产物粒度粗，
只在简易小型选矿厂或工业性试验厂采用，也可不
设预先筛分。当原矿中含泥和水较高时，能保证生
产正常进行。
两段一闭路破碎流程：产品粒度较细，小型选
矿厂可采用。但磨损快、维修量大，处理井下开采
粒度不大的原矿，第二段采用破碎比较大的反击破
碎机。
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三段开路流程： 原矿
预先筛分
- +
粗碎
预先筛分
- +
中碎
预先筛分
- +
细碎
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三段一闭路流程： 原矿
预先 筛分
- +
粗碎
预先 筛分
- +
中碎
预先及检查筛分
- +
细碎
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三段开路破碎流程：所得破碎产物粒度较粗，但它
可以简化破碎车间的设备配置，节省基建投资。因
此，当磨矿的给矿粒度要求不严，处理水分较高的
泥质矿石等情况下，可以采用这种流程。
三段一闭路破碎流程：作为磨矿的准备作业，获得
了较广泛的应用。不论是井下开采还是露天开采的
矿石，只要原矿含泥不高，都能有效地适应。因此，
规模不同的选矿厂都可以采用。
三段破碎流程
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【3】某矿山开采的磁铁矿属中等可碎性矿石，设
计年处理量为1200万吨。原矿最大粒度Dmax=900mm
，要求球磨入磨产品粒度为15mm。请设计计算该矿
山的破碎流程。
破碎流程设计实例
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【4】某矿山开采的磁铁矿属特硬矿石。原矿最大
粒度Dmax=1400mm，要求球磨入磨产品粒度为8mm。
请设计该矿山的破碎流程。
破碎流程设计实例
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【5】某矿山开采矽卡岩型中等可碎性的铜矿石，
原矿最大粒度Dmax=600mm，且含泥10%，含水8%。
要求球磨入磨产品粒度为10mm。请设计该矿山的破
碎流程。
破碎流程设计实例
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当原矿含泥量超过5%-10%和含水量大于5%-8%时，细
粒级就会粘结成团恶化破碎过程的生产条件，造成
筛孔或破碎腔堵塞，应设置洗矿作业。
洗矿作业一般设在粗碎前后，根据原矿粒度、含水
量及洗矿设备的结构等确定。
常用洗矿设备：洗矿筛、槽式洗矿机、圆筒洗矿机
等。
带洗矿作业的破碎流程
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带洗矿作业的破碎流程： 原 矿
加水 格筛
- +
加水 振动筛 粗碎
- +
螺旋 分级机
浓缩 中碎
细碎
细泥 溢流 去磨矿作业
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设计计算破碎流程（确定流程、选择破碎筛分设备）：
设计原始条件：斑岩型铜矿石，属中等可碎性矿石。
按原矿计的选矿厂年生产能力Q=（5+学号末位）*100万吨
/年。
粗碎为每日三班，每班小时，全年工作日330天。
矿石松散密度δ=
终破碎产品粒度12mm，水分2%。
原矿及破碎产品粒度特性采用典型粒度特性曲线。
作 业
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（1）计算破碎车间小时生产能力；
（2）计算总破碎比，并据此确定破碎流程方案及破碎设备；
（3）计算各段破碎比；
（4）计算各段破碎产品的最大粒度；
（5）选择、计算各段破碎机的给矿口宽度和排矿口宽度，选
择破碎机规格型号、台数；
（6）确定各段筛子的筛孔尺寸和筛分效率，选择筛分机规格
型号和台数；
（7）计算各产物的产率和重量；
（8）绘制破碎数质量流程图。
解题步骤：
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碎矿与磨矿的能耗分布
实施多碎少磨的途径
多碎少磨技术及实施途径
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碎矿主要靠设备的挤压及冲击作用，还有物料之间的相
互冲击作用，而磨矿主要靠冲击、研磨和磨剥作用，两种不
同阶段中物料粒度的减小，归根到底靠能量的转换来完成。
粒度减小与能量消耗之间存在一定的数学关系：
• 体积学说：适合于计算碎矿的能耗，碎矿时新生表面积少，
形变能为主。
• 面积学说：适合于计算细磨的能耗，磨矿时破碎比大，新生
表面积多。
• 裂缝学说：适合于计算细碎和粗磨的能耗。
碎矿磨矿的能耗分布
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破碎机中的破碎是一种制约性破碎，矿块被钳住而
有效破碎，破碎概率高，破碎效率也高；而磨矿机
中的破碎是一种随机性破碎，破碎概率低，所以磨
矿的效率很低。
让破碎效率高的破碎机多承担一些破碎任务而让磨
矿效率低的磨矿机少承担一些破碎任务是合理的方
案，即多碎少磨方案是选矿厂节能降耗的关键。
碎矿磨矿的力学分析
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多碎少磨或以碎代磨：增加效率高的破碎段工作
任务，降低破碎产品的粒度，从而降低效率低的
磨矿段工作任务，最终的目的是降低碎矿磨矿总
能耗。
多碎少磨，是现代碎磨领域推出的最佳技术方案，
在国内外选矿厂受到了普遍重视及应用。
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增加破碎段数，如从二段破碎变为三段破碎；
改开路破碎为闭路破碎，严格控制最终破碎产品粒度；
最后一段选择细碎性能好的破碎机，直接降低破碎产品粒
度；
改变最后一段闭路筛分的筛孔尺寸，提高筛分效率，使破
碎筛分闭路的循环负荷和筛下粒度达到最佳。
注意：选择高性能的超细破碎设备是降低破碎粒度的关键，
良好的筛分效率是破碎筛分闭路中保证合适循环负荷的重
要一环。
实施多碎少磨的途径
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凡口铅锌矿生产实例
破碎流程为三段一闭路，细碎采用一台装机功率为
400kw的φ2100西蒙斯圆锥破碎机；磨矿为两段磨矿，
第一段磨矿采用5台装机功率为400kw的
φ2700×3600的格子型球磨机，破碎总装机功率为
630kw，磨矿的总装机功率为4200kw，破碎磨矿的总
装机功率为4830kw。
改造：用一台装机功率为400kw的HP500圆锥破碎机
取代一台φ2100西蒙斯圆锥破碎机
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凡口铅锌矿最终破碎粒度分布
粒级 /mm －20 －15 －12 －10 －8 －6 －4 －2
改造前负累积产率
/%
100.
0
50 26
改造后负累积产率
/%
100.
0
100.
0
改造前后破碎粒度P80分别为和，由于破碎粒度下
降，球磨的处理能力出现富余，一段磨机减少一台，磨矿粒
度基本不变，破碎装机功率依然为630kw，磨矿的装机功率下
降到3800kw，总装机功率下降到4430kw，由于破碎粒度的下
降，使得破磨总能耗下降了400kw，节约总能耗为
400/4830×100％=％
