机械破碎法及破碎施力情况

机械破碎法是最古老的矿料破碎法，也是迄今运用最广泛的矿料破碎方法，它以破碎机械 的工作部件直接作用于矿块而使其破碎，尽管机件磨损严重及产品质量不好，但它工作可靠及 破碎成本低而使它在破碎领域一直占统治地位，因而也是矿料破碎中重点研究的方法。

机械破碎法是靠破碎机械的施力来完成的，破碎机械的施力方式不外是压碎、劈开、折 断、磨剥及冲击等，如图下图所示。

以上几种破碎施力方式是破碎机械中常见的方式，但并不是每种破碎机中都包含这些方 式，由于破碎机械的运动方式决定了每种破碎机中往往以一种破碎方式为主而辅以其他破碎方 式，如颚式破碎机中以压碎力为主，同时兼有折断力作用，而球磨机中以冲击及磨剥作用为主 等。但这里也应指出，破碎机械都是用它的工作部件以动载荷反复作用于矿石，因而均具有一 定的冲击效果。

矿石是破碎的对象，破碎又是个力学过程，故认识矿石的力学性质是十分重要的。矿 石是硬而脆的晶体聚合材料，它的力学性质依破碎力的不同而表现出不同的抗破碎性能。 矿石硬度大，采用压碎力破坏时必遭巨大的抵抗。矿石脆性大，抵抗折断及劈开作用的能 力差，采用劈开及折断矿块时破碎容易进行。矿石脆性大，磨剥作用下容易造成过度粉碎。 矿石是不同矿物的聚合体，力学性质极不均勻，矿石块中存在不少力学上的脆弱面，故抵 抗冲击的能力很差，因而，用冲击破碎矿石耗能会是最低的。因此，仅从矿石的力学性质 上分析，采用压碎破碎矿石不合理，采用折断及劈开破碎矿石较有利。但在实际破碎机械 中，压碎力最容易实现，折断及劈开作用仅只能借助衬板上交错的破碎齿条来实现，而且 大的矿石硬度使劈开作用难于进行，仅只对硬度低的煤矿块可采用劈开作用强的高尖破碎齿 条破碎。因此，针对不同的矿石性质而选用合适的破碎力方式是破碎中的一条重要原则，即破 碎力方式要适应于矿石性质，才会有好的破碎效果。对于硬矿石，应当用弯折配合冲击来破碎 它，如采用磨剥，机器必遭严重磨损。对于脆性矿石，弯折及劈开较为有利，如采用磨剥，则 产品屮的过细粉末就会太多。对于韧性及黏性较大的矿石，宜采用磨剥方式破碎，若采用冲击 及弯折均效果不好等。矿石的性质是多种多样的，针对矿石的性质而选用合适的破碎力方式是 提高破碎效率的重要途径。

前面已指出，机械破碎中的载荷是动载荷特性，具有一定的冲击效果。这里还要进一步指 出，动载荷的冲击特性又与动载荷的频率有关，在冲击作用下，被冲击部位的动能迅速转变成 变形能，这种变形能使被冲击部位产生相当大的局部应力，在变形能来不及向整体传递时即在 被冲击部位发生破碎，故动载荷的破坏作用比静载荷的大。如果载荷超过矿块的疲劳极限，增 加反复冲击次数可以减小破坏所需的应力。因此，高频冲击的方法破碎矿石有很好的破碎效 果，功率消耗较小，破碎比高而过粉碎轻，容易在较粗粒级发生充分解离。高频冲击效率髙还 因为矿料抵抗髙频冲击的性能更差。近年来出现的冲击破碎机及振动磨等，都具有髙频冲击的 特点，属于高能强破碎方法。

这里还要指出一点，虽然破碎方法是机械破碎法，但破碎的产品粒度不一定成机械性地减 小。这是由于矿石的力学性质不均匀所致，组成矿石的不同矿物的力学强度不同，在遭受机械 破碎力作用时各种矿物破碎的行为也是不相同的，强度高的矿物破碎的程度小，强度低的矿物 破碎程度大，这种现象称为选择性破碎。而这种选择性破碎现象的存在对选矿工艺有着重要的 实际意义。如有用矿物容易破碎，则它们将在产品的细级别中富集，通过筛选就可尽早将有用 矿物从破碎过程中排除，以减轻有用矿物过粉碎，或者将粒度粗的脉石矿物尽早排除破碎过 程，以减少不必要的破碎，减少能耗及材料消耗。