摘 要

人们从一系列小规模等级测试的产品尺寸和薄片状上来分析和评估影响圆锥破碎机世代薄片材料的一些因素。两种不同进料来源的特征根据破碎的阻力和拉伸的损坏来评价破碎装置、进料率和材料类型对破碎产物的影响。

关键字：

工业的，矿石，决定性，粒子生态学，破碎

介 绍

所有的生产者都必须遵守尺寸和形状规范。英国标准中片状指数为：

F.I.=（片状材料质量/总体材料质量）×100％

根据微粒的能力来通过一种特殊的狭槽测量，这种简单的分配粒子要避免对微粒的外形作严格的定义。

压碎的产品形状依赖于材料的性质和压碎的方法。早期的研究工作得出的结论是冲击机械的给料最少但圆锥破碎机可产生最薄的的产品, 而且对无薄片产品有较低的缩减比。圆锥破碎机的运行成本很低，尤其对坚硬的研磨材料而言。所以这种破碎机在整个工业中被广泛的应用。

工作的程序

在对进料速率和破碎机设置客观评估的基础上，工作已经开始实施，其中，圆锥破碎机能把两种不同的自然原料破碎成一种片状的物料。两种进料速率和五种破碎装置覆盖了一系列使用的破碎机械，很低的进料速度确保了自由破碎的进行，粒子被独立的压碎而且直接被破碎面装载，更高水平的破碎是原材料在装填完成时被堵塞的情况下允许破碎机进料腔增大。

原材料

两种进给原材料有着相似的尺寸，第一种包括两种主要的岩石类型，77％的含煤石灰石和和23％的磨石沙砾（即砂岩，红土聚集体，马萨姆，英国约克郡 北部），第二种也包括两种主要的岩石类型， 88％变质的众所周知的花岗岩，和12％的泥板岩（悬崖希尔采石场，英国中部的州） 。

粒子特征

片状指标对所有大于4 mm 的材料有用。对更小尺寸的来说，显微镜用来辨别薄片的微粒，片状指标用来确定两种类型的重量。然后在方法中建立一种转换因数。经过标准的过滤，所有材料的的尺寸分析就确立了。

破碎能力

简单的岩石冲击硬度值（RIHN）可以被直接应用，而不需要大量试验装置仪器的集中强度测试，它与抗拉强度的线性关系，

小规模等级测试

这种测试是用两脚的进料口尺寸为57..2mm的标准圆锥破碎机来进行的。它的最小理论出料粒度为6.4mm,每进行20次测试试验，就对破碎产物和进给原料的尺寸和形状上的变化进行一次分析。

结果讨论

由上述试验，我们经过全面的分析，认为影响产物粒度的主要因素有一下几个方面：

(1)质量分率在粒度级份额中所占的几率；

(2)每个质量分率所占几率的片状指标；

(3)整个产物中片状指标；

(4)片状材料和非片状材料在尺寸上的分布；

以上是可以证明有利于非片状物料产生的条件。

影响产品尺寸分布的因素

马萨姆（地名）生产的原料一般要好于从悬崖或石山上采集的坚硬的原料，部分原因就在于它们的特性不同。在过饱进料中，只有马萨姆原料向我们展示了进给速率之间的任何不同之处，就是产物变得更细小了。这也许是马萨姆原料具有规则的结构引起的．希尔悬崖采石场坚硬的原材料在过饱进料中有被强制破碎的趋势，从而影响了产品的粒度。

影响不同形状粒度的因素

图1向我们展示的可以适用于任何情况。产品的粒度在破碎之前是100％，为最大，经过破碎后就会减小,出料后是最小。所有的大尺寸粒子更倾向于成薄片状，但是有相近尺寸粒子的必须逐渐的成薄片（变薄），以致于能够通过破碎腔。

对马萨姆原材料来说，它过饱进料时的产品比较粗糙的尺寸要小一些，尤其当破碎机的设置达到良好的状态时更明显。这样我们也可以得到一个推论：在过饱进料的情况下，只要严格控制破碎腔中对薄片材料破碎的有利方位,它更容易被破碎的完全。

图一　马萨姆原料在不同进给速率和破碎设置时的产品粒度尺寸

在所有的情况下，片状指数都是最小的尺寸，这在很大程度上都与破碎机的设置有关。它随着破碎机设置的增大而增大，对所有的片状产物，在过饱进料时，对它们统计的个体粒度份额都有明显地减小，而且随着破碎机的设置的减小而减小。

影响产品最大粒度的因素

薄片材料和非薄片材料的的产物尺寸特性的分布，如图二所示，也向我们揭露了一些行为上的不同。

图二　破碎机的设置一定时，马萨姆原料在过饱进料的情况下产品形状和尺寸的分布　

尽管结果有些分散，但仔细分析图中表明的数据，我们就会发现两组原材料：

(1) 产物的最大粒度（包括两种形状）和破碎机的设置有关，而且在所有的情况下粒度都会随着破碎设置的增加而增加。

(2) 最大产物粒度在大于非薄片的尺寸中发生。

不同的进料条件，对悬崖希尔采石场采集的原料来说，薄片材料和非薄片材料的最大产物粒度基本上是相近的，同时较大的尺寸随着破碎设置的增大而产生。但对进给的马萨姆原料来说，最大的产物粒度发生于增大的破碎设置时，薄片材料的产物粒度减小时而非薄片材料的产物粒度却增加。当过饱进料时，尤其在破碎设置达到最优状态时，更易于产生较多的非薄片材料和较少的薄片材料，尽管悬崖希尔原料只有在破碎机设置最优时的破碎效果是引人注目的，同样如此。大的尺寸几乎都是由薄片材料组成的，因为它们有利的方位，常常逃脱被破碎。

综合讨论

如果产品尺寸形态的分布是相似的，那么一个小的破碎设置就会减小所有的产物粒度，因为较粗糙的薄片尺寸的任何增加将会被一个增加的比例比率来平衡。马萨姆原料的进给就是这样的例子。但悬崖希尔采石场原料的结果却是不清楚的。早期的工作曾给出过这样的结论，保持较大的破碎机设置，而补给速率很高，片状粒度也可以减小。这个结论看起来与后面的的发现有矛盾之处。因为片状指数掩饰了对个别的粒度份额的影响，有些并不能如产品的要求的那样。大的破碎机设置可以产生的较大尺寸的片状粒子，这些大的片状粒子尺寸可以假设将那些优良的非片状的粒子作为产品。

较脆的马萨姆原料在大的破碎设置下，得到的非薄片产物的粒度会随之增加。这说明了这种状况有利于产品的产生，降低了产物粒度的尺寸。

与早期的工作相比较，最小的薄片粒子尺寸小于所有破碎产物中的最大值，但和非薄片原料的最大破碎产物的尺寸不相符。客观上讲，这两种同等的尺寸可以产生最大尺寸的非薄片产物。最大产物的尺寸与最小薄片尺寸的比值验证了破碎条件对非薄片产物的影响。图三所示的正好说明了当破碎机设置减小时，这些破碎产物的尺寸有互相接近的趋势。同时这也给我们提示了最有利的条件发生在破碎机设置值较小的的时候，即减速比较大的时候。尽管非薄片产物的最大粒度随着破碎机设置值的增大而增大，但伴随着相同尺寸的片状产物。

让我们感到两难的是这是不是符合非薄片产物的最大产量，而且片状原料是否都有相同的尺寸，在这种情况下，低减速比看起来是需要的，或者说最小的薄片粒度是不是必需的，就是将薄片材料减小到合适的尺寸范围之内。如果在这种情况下，较小的破碎机设置看起来就可以产生所需要的结果。这样就可以选择最大的非薄片产物或最小的片状产物。实际上，两种需求的折衷通常会产生符合要求规格的最大产品，并且很接近破碎机的设置值，而这些破碎机需要保证随时都能满足最优条件。

数据中的最大变量导致了与其解释相关的不确定度，而且反映了获得与薄片大尺寸原料有关的数据的难度。然而一些重要的的趋向并不能使人相信可以确定圆锥破碎机的运转相关性。我们在此所做的工作就是为了收集更多更重要的信息以便于更合理的说明这些影响因素。

图三　破碎机设置值与破碎产物的尺寸比

结  论

1.最大的片状粒度产生在的产物尺寸最大时，反之，最小的片状粒度产生于产物尺寸较小时。

2.在粗糙的尺寸大小范围内，小部分特殊的薄片产物粒度在破碎机设置较小时反而会增大。

3.过饱进料只有在破碎机的设置较小时才可以产生小的产物粒度。但对较硬的材料来说这种影响会减小。

4.大尺寸原料破碎产物的尺寸随着破碎机设置的增大而增大，薄片原料的最小尺寸要小于非薄片原料最高产量时的尺寸，反过来非薄片原料的最小尺寸要小于薄片原料最高产量时的尺寸。

5.当破碎机设置减小时，非薄片原料的最大产物尺寸有互相接近的趋势，非常接近最小剥落薄片的尺寸。

感  谢

感谢沃伦弹簧实验室（DTI）对本项工作的支持。