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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，盡管機件磨損嚴重及產品質量不好，但它工作可靠及 破碎成本低而使它在破碎領域一直占統治地位，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決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。但這里也應指出，破碎機械都是用它的工作部件以動載荷反復作用于礦石，因而均具有一 定的沖擊效果。

礦石是破碎的對象，破碎又是個力學過程，故認識礦石的力學性質是十分重要的。礦 石是硬而脆的晶體聚合材料，它的力學性質依破碎力的不同而表現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，力學性質極不均勻，礦石塊中存在不少力學上的脆弱面，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，僅從礦石的力學性質 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，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，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 碎力方式要適應于礦石性質，才會有好的破碎效果。對于硬礦石，應當用彎折配合沖擊來破碎 它，如采用磨剝，機器必遭嚴重磨損。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。礦石的性質是多種多樣的，針對礦石的性質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，在沖擊作用下，被沖擊部位的動能迅速轉變成 變形能，這種變形能使被沖擊部位產生相當大的局部應力，在變形能來不及向整體傳遞時即在 被沖擊部位發生破碎，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 加反復沖擊次數可以減小破壞所需的應力。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，但破碎的產品粒度不一定成機械性地減 小。這是由于礦石的力學性質不均勻所致，組成礦石的不同礦物的力學強度不同，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，這種現象稱為選擇性破碎。而這種選擇性破碎現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。