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《粉体工程》第三章
3 粉碎
要获得粉体,工业生产中普遍采用的方法是(机械)
粉碎,因此粉碎技术广泛应用。
粉碎作业由多个操作组成,对于每个粉碎操作,
根据被粉碎物料的特点和粉碎操作的要求选用不
同的粉碎设备。
粉碎概论
粉碎的定义与粉碎方法
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、分类和粉碎的意义
(1)粉碎的定义
依靠外力克服固体物料质点间的内聚力而使固体
物料的几何尺寸减小的过程。
(2)粉碎的分类
因物料块度(粒径)的不同,粉碎分为破碎和粉磨。
将大块物料破裂成小块物料称为破碎;将小块物
料磨成细粉称为粉磨。
与上粉碎过程相对应的机械设备分别称为破碎机
械和粉磨机械。
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破碎和粉磨还可以做进一步的细分:
粗碎:将大块物料破碎至100mm左右;
中碎:将物料破碎至30mm左右;
细碎:将物料破碎至3mm左右;
粗磨:;
中磨:将物料粉磨至60μm左右;
细磨:将物料粉磨至5μm左右。
(3)粉碎的意义
①固体物料经粉碎后,比表面积显著增加,可以提
高物理作用的效果和化学反应的速度;
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不同固体物料之间的混合在细粉状态下更容易达到
均匀;
固体物料粉碎后,为随后的烘干、运输和储存等
操作创造了有利条件。
(或粉碎度)
粉碎比(度)有平均粉碎比与公称粉碎比之分。
①平均粉碎比:物料粉碎前的平均粒径D与粉碎后
的平均粒径d之比,用i表示,即:i=D/d
平均粉碎比可衡量物料在粉碎前后的粒径变化和
评价粉碎设备的性能。
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②公称粉碎比(度)
粉碎设备所允许的最大进料口尺寸与最大出料口
尺寸之比。
公称粉碎比相对粉碎设备而言。因实际粉碎时加
入物料的尺寸总小于粉碎设备最大进料口尺寸,
故平均粉碎比总小于公称粉碎比(约为70~90%)。
各种粉碎机械的粉碎比(度)都有一定的限度,通常
破碎机械的粉碎比为3~100,粉磨机械的粉碎比为
500~1000或更大。
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由于单台粉碎机械的粉碎比有限,如生产要求的物
料粉碎比大于单台设备的粉碎比时需采用两台或多
台粉碎机械串联起来进行粉碎作业。
几台粉碎机串联起来的粉碎过程称为多级粉碎,串
串联的粉碎机的台数称为粉碎级数。
在多级粉碎中,物料的原始粒度与最终粉碎产品的
粒度之比称为总粉碎比(度)。
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若串联的各级粉碎机的粉碎比分别为i1、i2、i3、
… in,总粉碎比i0,为:
i0 = i1 · i2 · i3 · …· in
即多级粉碎的总粉碎比为各级粉碎的粉碎比之积。
(如:320mm / 80mm / 10mm / 2mm)。
粉碎级数的增多使粉碎流程复杂化,设备检修工作
量增大,因此,在满足生产要求的前提下应选择粉
碎级数较少的简单流程。
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在生产实际中,常采用不同的粉碎流程进行粉碎作
业,见粉碎理论\。
(a)为最简单的粉碎流程;
(b)为带有预先筛分的粉碎流程;
(c)为带有检查筛分的粉碎流程;
(d)为既带有预先筛分又带有检查筛分的流程。
各种流程各有其优缺点:(a)流程操作简单,设备
少,控制方便,但因条件限制不能充分发挥粉碎机
械的能力,难以满足生产要求。
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(b)和(d)流程因带有预先筛分能预先分离出无需进
行粉碎的细颗粒,故可增大设备的生产能力,减
少动力消耗及工件的磨损。该流程适合于物料中
细颗粒较多的情况。
(c)和(d)流程因带有检查筛分,故可获得粒度合乎
要求的粉碎产品,为后续工序创造有利条件。但
该流程较复杂,设备多,建筑投资大,管理难度
大,故主要用于最后一级的粉碎作业(粉磨)。
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从粉碎机中卸出的物料即为产品,不带检查筛分或
选粉设备的流程称开路(或开流)粉碎流程。
开路流程操作简单,设备少,扬尘点少,但产品
中常存在一些粒度不合格的粗颗粒物料。
带有检查筛分或选粉设备的流程称为闭路(圈流)粉
碎流程。在该流程中从粉碎机中卸出的物料须经检
查筛分或选粉设备,粒度合乎要求的颗粒作产品,
不合格的粗颗粒作为循环物料重新返回粉碎机中再
进行粉碎。