破碎筛分车间设计(crushing and screening plant design)

将来自采矿的原矿石用机械方法加工成一定粒度，并用带有不同孔眼的筛子分离成各种粒级产品的选矿厂车间设计。破碎筛分作业是将矿石分阶段逐渐缩小的过程，通常作为选矿厂磨矿前的准备作业；在重选厂，有时也作为粗粒重选的预备作业，也为高品位铁矿及冶炼熔剂生产合格产品。破碎产品粒度要满足磨机给矿或重选矿物粗粒单体解离的要求。磨矿要求给矿粒度一般为10～15mm。

破碎、筛分车间设计主要内容包括：工艺流程、设备选择和车间配置。

工艺流程根据原矿最大粒度与最终产品粒度之比(总破碎比)确定破碎和筛分的段数。同时，还应根据矿石的物理性质(硬度、密度、粘性)、含水量、粘土含量、破碎过程中的粒度特性和预选试验研究结果等，来确定破碎筛分流程以及流程中是否包括洗矿和预选作业。

通常，移动的或简易破碎站，可用二段开路流程，第一段可不设预先筛分。中、小型破碎筛分车间常用二段一次闭路和三段一次闭路流程。粗碎机和中碎机能力较大时，均可不设预筛分。大型车间一般采用三段一次闭路流程。为平衡采矿供矿，并使中、细碎能均衡地满负荷运转，粗碎后可设中间矿仓(堆)。当矿石中含泥和含水易造成筛网、漏斗和破碎机内腔堵塞或下段为棒磨作业时，可用开路流程。若粗碎排矿中含最终产品大于15%或矿石潮湿时，中碎前应加强预筛分作业，以分出最终产品并起到脱泥作用；若中碎机能力很大且矿石干燥时，也可不设预筛分作业。处理含胶质矿泥6%以上、含水5%以上矿石时，应设置洗矿作业。原矿中混入大量废石时，在破碎筛分流程中设置预选(手选、拣选、重选或干式磁选)作业。作为冶金辅助原材料的破碎筛分车间，为满足不同粒度产品的要求，有时也可用一段破碎，然后筛分成若干粒级的产品。

设备选择选用破碎机的种类和数量依据车间设计规模、工作制度、破碎筛分流程和物料计算确定。同时要考虑矿石的可碎性，车间机械装备与自动化水平以及设备配置等有关因素。所选的破碎机必须适应给矿最大矿块的要求。一般，粗碎机给矿口宽度为最大矿块宽度的1.15～1.20倍；中、细碎机给矿口宽度为最大矿块宽度的1.10～1.15倍。

粗碎通常采用颚式或旋回破碎机，其破碎比为3～5。含水、含泥较多的矿石宜用颚式破碎机；大型破碎车间，处理含水含泥较少的矿石，宜用旋回破碎机。中碎采用标准型圆锥破碎机，破碎比为4左右。细碎采用短头型圆锥破碎机，破碎比为4～8。两段破碎时，第二段可采用中型圆锥破碎机，破碎比为6左右。小型破碎车间也可采用对辊破碎机，破碎比最大达15。每段破碎机规格可根据破碎量和前一段破碎产品的最大块度来确定。为适应硬物料的破碎及多碎少磨以降低最终破碎粒度的要求，可用超细碎圆锥破碎机，该机偏心距小、转速高、产品粒度最小可达0～10mm。也可用惯性圆锥破碎机，破碎比达15～20，产品粒度0～6mm。此外，细碎型颚式破碎机，破碎比达10～20，适用于采用一段或二段流程的小型破碎筛分车间。对软的或偏软的矿石，如石灰石、铝土矿等用反击式或锤式破碎机，破碎比最大可达40。一段破碎可达到符合磨矿要求的粒度。

常用筛分设备，对于300～400mm粒度的给矿可用重型振动筛、重型圆振动筛或双轴振动筛。对于100～150mm粒度的给矿可用圆。振动筛、惯性振动筛、单轴振动筛及自定中心振动筛。共振筛、概率筛及等厚筛多用于煤或焦炭的筛分。最大给矿粒度小于30mm，产品粒度为0.5mm以上可用直线振动筛。

破碎筛分设备的能力与物料的物理性质，设备类型、性能、工作参数和工艺要求等因素有关，还没有完备的理论计算公式。设计时，多采用经验公式概略计算，然后，根据实际条件参照类似工厂生产数据加以校正。

车间配置与技术特点中、小型车间，采用二段或三段开、闭路流程时，通常集中布置，整个设备可设置在一个厂房内。采用三段开、闭路流程的大型破碎筛分车间，一般分散布置，车间由粗碎站，中间矿仓(堆)，中碎、细碎工段，洗矿工段，筛分工段，成品贮仓，胶带输送机通廊和转运站组成。

粗碎设备配置要考虑原矿卸入方便，必须设粗矿仓和相应的给矿设备。粗碎采用颚式破碎机时，可为封闭式也可为敞开式甚至移动式配置。用大型汽车卸矿时，一般均采用敞开式配置。φ900mm以下的旋回破碎机采用置于厂房内的封闭式配置；φ900mm以上的旋回破碎机一般为敞开式配置。受矿仓的容积须大于一个车厢的容量。在破碎机排料处须设缓冲仓，仓下一般设相应的给矿设备。缓冲仓的容积应大于两个给矿车厢的装载量。

中、细碎与筛分设备配置主要有集中和分开两种方式。中、细碎与筛分集中在平地重叠式配置，即中碎在上部、筛分在中部、细碎在下部，多用于开路流程，只在中碎前设缓冲矿仓。平地多层式集中配置多用于闭路流程，即粗、细碎或中、细碎集中在一个厂房内，筛分置于破碎机上方(图1)，多系列可在筛分前设缓冲分配矿仓，破碎产品用胶带输送机返回筛分作业。

图1 两段破碎机间设有筛分作业的配置方案

1-矿仓；2-板式给矿机；3-棒条筛；4-第一段破碎机；5-一段排矿胶带输送机；6-振动筛；7-短头或中型圆锥破碎机；8-二段排矿胶带输送机；9-筛下产品胶带输送机

图2 三段一闭路破碎及分配矿仓配置方案

1-原矿仓；2-棒条筛；3-粗碎机；4-中间矿仓；5-筛子；6-中碎机；7-分配矿仓；8-筛分机；9-细碎机；10-转运站

集中配置可呈单、双系列，后者多用于大型车间。根据中碎前有无预筛分，预筛分是否产出最终产品，或产品的不同用途以及地形等因素，可配置成独立的单层粗碎、中碎、细碎、预筛分和闭路筛分厂房，或配置成粗细碎、中细碎厂房和筛分厂房。设备数量在两台以上的中、细碎和筛分作业前，均须设缓冲分配矿仓(如图2)，其容积应满足矿量波动的要求。为确保设备安全运转。中、细碎设备前应设除铁装置。

设计时，应正确选定物料溜槽(漏斗)的自流坡度。胶带输送机的坡度要适应物料的粒度。设置必要的操作台、安全通道和平台；并留有足够的面积，以保证通风除尘设备、各种管道、电缆的安装和维修方便。厂房内都要安装检修设施和留足检修场地面积，并设置必要的排污冲洗设施。