1 物料破碎的工藝現狀

1.1 概述

物料破碎是礦物加工及土石質原料加工工業中的關鍵工藝過程。從礦山、采石場開采出來的礦石、石料的塊度都很大．依開采工藝及開采設備不同，露天礦開采出來的原礦最大塊度一般為200—1500mm；地下礦進入破碎機的原礦最大塊度一般為200—800mm，采石場開采出來的石料最大塊度—般為200一600mm。這種塊度的礦石或石料不能直接在工業中應用，必須經過破碎使最終粒度達到產品用途的要求。通常破碎作業的總破碎比在6—8或100一130之間，目前所有破碎機都不能達到這樣大的破碎比。因為1臺破碎機只能在一定破碎比下才能有效地工作和獲得合理的結構及優良的技術經濟指標。1臺破碎設備的合理的破碎比范圍一殷在3—8之間，因此必須將幾臺破碎設備串聯起來進行分段破碎，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

礦物加工。破碎原礦的目的是使礦石中的有用礦物分離，為下一道磨礦工藝提供合格原料，現不少選廠入磨粒度還維持在小于25-30mm。根據“多破少磨”節能的原則，入磨粒度越小越好。通過工藝和設備的改造，一些選廠的入磨粒度己達到小于12一18mm，甚至有的選廠入磨粒度己達到小于7—11mm的先進指標。顯然，從礦山采掘出的礦石不可能達到這么小的粒度，通常要通過二段、三段甚至四段破碎篩分工藝使破碎產品的粒度降到經濟合理、技術可行的最低限度以滿足磨礦工序對粒度的要求。根據給礦塊度的大小，入磨粒度的要求及生產能力的不同可選擇不同的設備組合及工藝流程。目前國內外采用的設備及工藝流程為：對大型破碎車間，多采用三段或四段破碎——粗碎用旋間破碎機或大型顎式破碎機，中碎采用標準圓錐破碎機或領式破碎機，細碎采用短錐圓錐破碎機或族盤破碎機與振動篩閉路獲得最終破碎產品；對中小型破碎車間，多采用二段破碎——粗碎多采用顎式破碎機，中細碎采用圓錐破碎機、短頭圓錐破碎機或旋盤破碎機與振動篩獲得最終產品。圖1列舉了三段破碎的典型流程。

土石質原料加工。破碎石料的目的是為工業制備各種不同粒度要求的碎石。按不同使用目的，根據產量及最終粒度組成要求，由料斗、給料機、破碎機、篩分機和轉運、堆集物料用的各種皮帶運輸機組成不同的破碎工藝流程。圖2、圖3列舉了生產能力為30一55t/h和200一250t／h采石場的破碎篩分的典型工藝流程。

2 傳統破碎工藝流程

傳統破碎工藝流程有以下缺點：

工藝流程長。從上述傳統的破碎工藝流程及設備的配置可以看出，對于大型破碎車間必須采用三段或四段破碎，對于中小型破碎車間，也須采用兩段破碎才能獲得員終產品。

設備臺數多。由于工藝流程長，破碎段數增加，需配備的破碎機、篩分機及轉載的皮帶運輸機臺效必然增加，設備臺數和作業段數多，所需設置的輔助操作崗位必然多。

設備配置需要的高差大。造成土建和施工方面工程量的增加，并給總圖和丁藝配置造成困難。

能耗高。難以貫徹“以破代磨，多碎少磨”的節能原則。

成本高。投資及運轉成本高。

長期以來，國內外專家一直圍繞上述問題在破碎理論、簡化工藝流程、提高粉碎效率、節能降耗以及滿足工業上某些物料產品的粒度要求等方面雖然作了大量工作，研制出各種類型的破碎機和篩分機，對破碎工藝的改造并實現多碎少磨具有重要意義，但一直難以在增加破碎比、簡化工藝流程、節能降耗等方面有重大突破。

3 篩破結合的新思路

從根本上說，破碎作業是為礦物加工工業及土擊質原料加工工業提供具有—定粒度、粒度組成、枝形及表面物性的加工原料供后續作業，這就要求物料在破碎過程中既要被充分有效地破碎。在很多場合又要盡可能不被過粉碎。

傳統的破碎篩分工藝須分別在破碎機械和篩分機械中完成；我們提出將破碎、篩分這兩個物理過程有效結合，由振動篩分給料機十篩分破碎機組成篩破機組，構成篩破結合的破碎工藝流程的新思路。凡是符合排料粒度木需要破碎的物料，盡可能不進破碎機；進入破碎機的物料在破碎過程中，一旦破到排料粒度的要求，要盡可能及時將這些物料從破碎腔中排出。

3.1 振動篩分給料機的作用

(1)預篩分。從礦山和采石場采出的礦物和石料都由不同粒級的物料組成，其中有相當一部分不須破碎即可達到破碎后要求的粒度。通過預篩分將這些符合要求粒度的物料不經破碎，直接進入排料系統，須破碎的物料才進入篩分破碎機進行破碎，然后再進入排料系統，從而達到合理利用能量，提高機組處理能力，減輕破碎機的破碎負荷，降低鋼耗、能耗、減少頃板磨損的目的。

(2)振動給料。均勻連續給料，保證篩分破脾機滿腔正常作業。

3.2 篩分破碎機

筆者設計出一種集破碎和篩分為一體的新型設備，即在1臺設備中同時具有破碎、篩分兩種功能，首先保證物料被有效破碎，同時根據使用的要求避免物料過粉碎；將在破碎過程中巳達粒度要求的產品及時從破碎腔中排出。以達到增加產量、降低功耗，在能量合理利用的前提下大大增加破碎比從而減化工藝流程的目的。

圖4為中、小選廠采用篩分破碎機一段破碎的工藝流程簡圖；圖5為采用兩臺篩分破碎機將最大750mm的石料破碎成4種粒度的兩段破碎的工藝流程簡圖。

4 PEWS2560篩分破碎機

要實現篩破結合，關侵耍研制出具有破碎篩分兩種功能的篩分破碎機。新設備還應具備結構簡單、實用可招、維修操作方便、成本低廉、性能優良等優點。根據這種創新構思，在我們開發的外動顎勻擺顎式破碎機的基礎上研制出了PEWS2560篩分破碎機。

4.1 工作原理及結構特征

電動機帶動伯心軸轉動，通過邊板將動力傳遞給動顎，使其相對可調廁作往復運動，周期地改變由動顎和可調顎組成的破碎腔的形狀和體積，使進入破碎腔的物科貿期地受到擠壓、剪切、劈裂作用，將物料破碎，使設備具有破碎功能，同時動顎體及動顎襯板均設計成獨特的篩狀，在其周期性運動時將已破碎的合格粒度物科及時經篩孔從破碎腔排出，使設備同時具有篩分功能。

圖6為篩分破碎機的結構原理圖。

4.2 設備特點

(1)具有普通顎式破碎機結構簡單、工作可靠、制造維修容易、適應性強、成本低等突出優點。

(2)又兼有外動頃均擺額式破碎機運動特性好，動顎具有理想的運動軌跡，使襯板磨損小、偏心距小、能實現大破碎比；外形低矮、喂料高度及整機重心低等突出優點。

(3)在1臺設備中同時實現了破碎與篩分的兩種功能，及時將破碎已達粒度的物料從破碎腔中排出，解決了顎式破碎機堵塞、過粉碎的問題。

(4)偏心軸轉速大大提高，處理能力和破碎噸礦石的功耗指標得到改善。

5 結語

(1)篩分破碎機可以在1臺設備中同時實現破碎和篩分兩種功能，能將已達粒度要求的物料及時從破碎腔中排出；

(2)破碎產物的質量得到改善，產品粒級及各新級的比例容易調整形較好；

(3)只有良好的運動特性和性能參數，節能效果顯著；

(4)簡化工藝流程，可帶來破碎工藝的變革。