破碎流程和磨矿流程

一、确定碎矿流程的基本原则

碎矿的基本目的是使矿石、原料或燃料达到一定粒度的要求。在选矿中，碎矿的目的是：(1)供给棒磨、球磨、自磨等最合理的给矿粒度，或为自磨、砾磨提供合格的磨碎介质;(2)使粗粒嵌布矿物初步单体解离，以便用粗粒级的选别方法进行选矿，如重介质选、跳汰选、干式磁选和洗选等;(3)使高品位铁矿达到一定要求的粒度，以便直接进行冶炼等等。

不同的目的要求不同的粒度，因而碎矿流程有多种类型。

(一)破碎段

破碎段是碎矿流程的最基本单元。破碎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。

破碎段是由筛分作业及筛上产物所进入的破碎作业所组成。个别的破碎段可以不包括筛分作业或同时包括两种筛分作业。

破碎段的基本形式有：如图3-1 所示，( a)型为单一破碎作业的破碎段;( b)为带有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，其区别仅在于前者是预先筛分和检查筛分在不同的筛子上进行，后者是在同一筛子上进行，所以(e)型可看成是(d)型的改变。因此，破碎段实际上只有四种形式。

二段以上的破碎流程是不同破碎段的形式的各种组合，故有许多可能的方案。但是，合理的破碎流程，可以根据需要的破碎段数，以及应用预先筛分和检查筛分的必要性等加以确定。

(二)破碎段数的确定

需要的破碎段数取决于原矿的最大粒度，要求的最终破碎产物粒度，以及各破碎段所能达到的破碎比，即取决于要求的总破碎比及各段破碎比。原矿中的最大粒度与矿石的赋存条件、矿山规模、采矿方法、原矿的运输装卸方式等有关。露天开采时，主要取决于矿山规模和装矿电铲的容积，一般500~1300 毫米。井下开采时，主要取决于矿山规模和采矿方法，一般为300~600 毫米。

破碎的最终产物粒度视破碎的目的而不同。如自磨机的给矿要求!%%& $%% 毫米，进行高炉冶炼的富铁矿的粒度分为500~1300 毫米的两级，棒磨机的合理给矿粒度为300~600 毫米，球磨机合理给矿粒度为300~500毫米。合理的最终破碎产物粒度，主要取决于工艺的要求和技术经济比较的结果。

确定球磨机的最适宜给矿粒度(即最终破碎产物粒度)时，需考虑破碎和磨矿总的技术经济效果。破碎的产物粒度愈大，破碎机的生产能力会愈高，破碎费用也愈低;但磨矿机的生产能力将降低，磨矿费用增高。反之，碎矿的产物粒度愈小，破碎机的生产能力减小，碎矿费用高;但磨矿机的生产能力将提高，磨矿费用可减少。因此，应综合考虑碎矿和磨矿，选取使总费用最少的粒度，作为适宜的破碎最终产物粒度。实践证明，磨矿机的最适宜给矿粒度为10~25 毫米。随着选矿厂的生产规模愈大，缩小磨矿机的给矿粒度，产生的经济效果愈大。

另一方面，确定最终破碎产物粒度时，必须考虑拟选用的破碎机所能达到的实际破碎产物粒度即不得超过允许的排矿口调节范围，以便在设备许可的情况下，获得较小的破碎产物粒度。

每一破碎段的破碎比取决于破碎机的型式，破碎段的类型，所处理旷石的硬度等。常用破碎机所能达到的破碎比如表 3-1 所示，处理硬矿石时，破碎比取小值;处理软矿石时、破碎比取大值。

(三)应用预先筛分和检查筛分的确定

预先筛分是在矿石进入该破碎段之前预先筛出合格的粒级，可以减少进入破碎机的矿量，提高破碎机的生产能力;同时可以防止富矿石产生过粉碎。在处理含水分较高和粉矿较多的矿石时，潮湿的矿粉会堵塞破碎机的破碎腔，并显著降低破碎机的生产能力。利用预先筛分除掉湿而细的矿粉，可为破碎机造成较正常的工作条件。因此，预先筛分的应用主要根据矿石中细粒级(小于该段破碎机排矿口宽度的粒级)的含量来决定。细粒级含量愈高，采用预先筛分愈有利。研究证明，技术上和经济上采用预先筛分有利的矿石，其中细粒级的极限含量与破碎机的破碎比有关，其关系如表3-2 所示。当原矿粒度特性为直线时，在各种破碎比的条件下，其中细粒级的含量均超过了上述极限值(即有利于采用预先筛分的极限含量)。亦如表3-2所示。

由此可知，当原矿粒度特性为直线时，不管破碎比为多大，采用预先筛分总是有利的。多数情况下，原矿的粒度特性呈凹形，故破碎前采用预先筛分在经济上都是合算的。但由于采用预先筛分需要增加厂房高度，当粗碎机的生产能力有富余，或采用直接挤满给矿时，可不设预先筛分。第二破碎段及第三破碎段给矿中的细粒级含量，主要取决于前一段破碎机的徘矿的粒度特性。根据实际测定，各种粗碎破碎机和中碎破碎机的产品粒度特性曲线大都是凹形，也就是说细粒占多数，故第二破碎段和第三破碎段采用预先筛分也都是必要的。只有当选择的中碎机生产能力有富余时，才可考虑中碎前不用预先筛分。

检查筛分的目的是为了控制破碎产品的粒度，并利于充分发挥破碎机的生产能力。因为各种破碎机的破碎产物中都存在一部分大于排矿口宽度的粗粒级，如短头圆锥破碎机在破碎中等可碎性矿石时，产物中大于排矿口宽。度的粒级含量达60%，最大粒度为排矿口的2.2~2.7倍;在破碎难碎性矿石时则更甚。各种破碎机破碎产物中粗粒级(大于排矿口尺寸)含量Z和最大相对粒度(即最大颗粒与排矿口尺寸之比)如表( 3-3)所示

采用检查筛分后，使不合格的粒级返回破碎机，就如同磨矿机与分级机成闭路循环有利于提高磨矿效率一样，检查筛分对破碎机生产能力的发挥可以改善。但检查筛分的采用，会使投资增加，并使破碎车间的设备配置复杂化，故一般只在最末一个破碎段采用检查筛分，而且与预先筛分合并构成预先检查筛分闭路循环。

由此得到两点结论：(1)预先筛分在各破碎段均是必要的;检查筛分一般只在最末一个破碎段采用。(2)破碎段数通常为2~3段。

二、常用碎矿流程

(一)两段碎矿流程

两段碎矿流程有两段开路和两段一闭路两种型式，如图3-2 所示。

两段开路碎矿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，__段可不设预先筛分。在这种情况下，当原矿中含泥和水较高时，为使生产能正常进行，小型选矿厂也可采用。

小型选矿厂处理井下开采粒度不大的原矿，并且第二段采用破碎比较大的反击式破碎机时，可采用两段一闭路破碎流程。

(二)三段碎矿流程

三段碎矿流程的基本型式有：三段开路和三段一闭路两种，如图3-3所示。三段一闭路碎矿流程，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。

三段开路碎矿流程与三段一闭路流程相比，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和磨矿段的粗磨采用棒磨时，以及处理含水分较高的泥质矿石和受地形限制等情况下，可以采用这种流程。在处理含泥含水较高的矿石时，它不致于像三段一闭路流程那样，容易使筛网和破碎腔堵塞。采用三段开路加棒磨的碎矿流程，不需复杂的闭路筛分和返回产物的运输作业;且棒磨受给矿粒度变化影响较小，排矿粒度均匀，可以保证下段磨矿作业的操作稳定;同时，生产过程产生的灰尘较少，因而可以改善劳动卫生条件。当要求磨矿产物粒度较粗(重选厂)或处理脆性(钨、锡矿)、大比重(铅矿)矿物时，可采用这__程。只有处理极坚硬的矿石和特大规模的选矿厂，为了减少各段的破碎比或增加总破碎比，才考虑采用四段破碎流程。
       (三)带洗矿作业的碎矿流程

当原矿含泥( -3 毫米)量超过5-10%和含水量大于5~8%时，细粒级就会粘结成团，恶化碎矿过程的生产条件，如造成破碎机的破碎腔和筛分机的筛孔堵塞，发生设备事故，储运设备出现堵和漏的现象，严重时使生产无法进行。此时，应在碎矿流程中增加洗矿设施。增加洗矿设施，不但能充分发挥设备潜力，使生产正常进行。改善劳动强度，而且能提高有用金属的回收率，扩大资源的利用。

洗矿作业一般设在粗碎前后，视原矿粒度、含水量及洗矿设备的结构等因素而定。常用的洗矿设备有洗矿筛(格筛、振动筛、圆筒筛)、槽式洗矿机、圆筒洗矿机等。洗矿后的净矿，有的需要进行破碎，有的可以作为合格粒级。洗出的泥，若品位接近尾矿品位，则可废弃;若品位接近原矿品位，则需进行选别。由于原矿性质的不同，洗矿的方式和细泥的处理等不同，因而流程多样，现列举一例。原矿为矽卡岩型铜矿床，含泥6~11%，含水8%左右，其洗矿流程如图3-4 所示，破碎流程为三段一闭路。为使破碎机能安全、正常地生产，__次洗矿在格筛上进行，筛上产物进行粗碎，筛下产物进入振动筛再洗。第二次洗矿后的筛上产物进入中碎，筛下产物进螺旋分级机分级、脱泥，分级返砂与最终破碎产物合并，分级溢流经浓密机缓冲，脱水后，进行单独的细泥磨矿、浮选。