一种矿山硅质原料的破碎系统和破碎工艺方法与流程

本发明涉及砂岩破碎技术领域，具体地，涉及一种矿山硅质原料的破碎系统和破碎工艺方法。

背景技术：

砂岩矿为沉积型矿山，主要为水泥厂等企业提供硅质原料，大部分砂岩矿山在沉积形成过程中节理发育且硬度较高，爆破后大块率高，传统的砂岩配置反击式破碎机，下料中较多的超标大块(一般在800mm左右)通过波动辊式给料机进入破碎机频繁出现下料仓内，常出现大块物料架空以及破碎机内部备件频繁损坏等情况，影响设备正常的生产运行；不仅如此，随着厂区推广使用辊压机进行原料磨加工，进料的砂岩粒度需控制在40mm及以下，而原有的传统的砂岩破碎工艺及采用原反击式破碎机破碎后所得的砂岩粒度为70mm左右，商不能满足辊压机进行原料磨加工的进料要求。

技术实现要素：

本发明针对现有的常规设计中使用反击式破碎机破碎所具有的缺陷：一方面超标大块常出现架空无法破碎以及破碎机内部备件频繁损坏的情况，另一方面现有的常规设计中反击式破碎机破碎的工艺中的出料在70mm左右，而不能满足后续工艺中使用辊压机进行原料磨加工要求进料在40mm及以下的进料要求，不仅如此，常规使用反击式破碎机破碎时每吨砂岩消耗功率较大，还具有经济效益低的缺点。因此，本发明拟提供一种矿山硅质原料的破碎系统和破碎工艺方法，该系统能够克服上述的缺陷，具有设备运行稳定，维修率低，且出料在40mm及以下，能够满足后续工艺中使用辊压机进行原料磨加工要求进料在40mm及以下的进料要求，不仅如此，本发明的矿山硅质原料的破碎系统和破碎工艺方法还具有消耗功率降低，经济效益高的优点。总之，目前已有系统投入生产，现场运行情况良好，该套系统可以解决砂岩矿山硅质原料大块率多且硬度较高、磨蚀性较大的问题。通过本次破碎工艺流程设计，将能更大范围提高其适用性、经济性，并降低其后期维护成本。

为了实现上述目的，本发明提供了一种矿山硅质原料的破碎系统，包括棒条给料机、多个物料输送装置、颚式破碎机、筛分装置、圆锥破碎机；其中，棒条给料机能够将物料分为上方的大颗粒物料和下方的小颗粒物料两部分，上方的大颗粒物料倾倒至颚式破碎机进行一次破碎，棒条给料机的下方下料口与物料输送装置相连，下方的小颗粒物料能够经物料输送装置输送至筛分装置；颚式破碎机的出料口下方设置有物料输送装置，所述物料输送装置能够将经过一次破碎的物料输送至筛分装置，筛分装置将物料筛分成一次破碎大颗粒物料和目标颗粒物料；筛分装置的上方与物料输送装置相连，一次破碎大颗粒物料能够经物料输送装置输送至圆锥破碎机进行二次破碎；圆锥破碎机的出料口与物料输送装置相连，经过二次破碎得到的二次破碎物料能够经过物料输送装置输送至筛分装置；棒条给料机的下方下料口和筛分装置的下方分别与物料输送装置相连，目标颗粒物料能够经物料输送装置输送至物料库。

优选地，物料输送装置为皮带输送机。

优选地，一次破碎大颗粒物料能够经物料输送装置从圆锥破碎机的上方输送至圆锥破碎机。

优选地，圆锥破碎机物料输送装置之间还设置有能够存放一次破碎大颗粒物料的料仓。

优选地，料仓的下方设置有波动辊式给料机。

优选地，圆锥破碎机的上方还设置有行车和移动式皮带秤。

优选地，还棒条给料机的上方还设置有能够从下方下料的原料料斗，其中，原料料斗为混凝土构造的原料仓。

本发明还提供一种矿山硅质原料的破碎工艺方法，包括以下步骤：(1)将矿山硅质原料通过棒条给料机分为上方的大颗粒物料和下方的小颗粒物料两部分，且上方的大颗粒物料倾倒至颚式破碎机进行一次破碎；将下方的小颗粒物料经物料输送装置输送至筛分装置；(2)将经过一次破碎的物料通过筛分装置筛分成一次破碎大颗粒物料和目标颗粒物料，一次破碎大颗粒物料经物料输送装置输送至圆锥破碎机进行二次破碎；(3)经过二次破碎得到的二次破碎物料经过物料输送装置输送至筛分装置；(4)目标颗粒物料经物料输送装置输送至物料库。

优选地，一次破碎后的出料粒度不大于150mm，二次破碎后的出料粒度不大于40mm。

优选地，经过棒条给料机后的下方的小颗粒物料的粒度不大于150mm。

本发明技术方案的主要创新点是：

(1)采用“颚式破碎机+圆锥破碎机+筛分装置”的无先例设计，在一次破碎前经过筛分，破碎过程中经一次破碎、二次破碎且每次破碎后均经过筛分，对筛分后的物料分别进行流转，提高了破碎的效率，并降低了能量损耗。

(2)颚式破碎机为曲动挤压型，其工作原理是电动机驱动皮带和皮带轮，通过偏心轴使动颚上下运动，当动颚上升时肘板与动颚间夹角变大，从而推动动颚板向固定颚板接近，与其同时物料被压碎或劈碎,达到破碎的目的；当动颚下行时,肘板与动颚夹角变小，动颚板在拉杆、弹簧的作用下，离开固定颚板，此时已破碎物料从破碎腔下口排出。具有破碎比大，产品粒度均匀，结构简单，工作可靠，维修简便，运营费用低等特点。能够降低被超标大块砂岩损坏的几率，提高了设备运行的稳定性。

圆锥破碎机工作时，破碎机的水平轴由电机通过三角皮带和皮带轮来驱动，水平轴通过大、小齿轮带动偏心套旋转，破碎机圆锥轴在偏心套的作用下产生偏心距做旋摆运动，使得破碎壁表面时而靠近定锥表面时而远离定锥表面，从而使石料在破碎腔内不断地受到挤压而破碎。破碎后的物料在自重的作用下从破碎机下部的排料口排出。具有易损件消耗少、运行成本低，成品粒形优异等特点。

颚式破碎机、圆锥破碎机均为挤压式破碎机，相对于冲击式破碎机，更能适应物料大块多(800mm以上)且硬度较高的砂岩破碎(普氏硬度约为8-9)，可避免常规设计(反击式破碎机)转子及板锤等备件频繁更换,影响生产作业。

(3)破碎粒度控制在40mm及以下，可以直接进入厂区原料粉磨系统，节省电耗。

(4)本技术方案每吨砂岩消耗功率仅可约2.05kw/h，较常规设计(反击式破碎机)每吨砂岩消耗功率降低可达25％，该技术投入生产后可明显降低运行，具有良好的经济效益。

综上，本发明提供的矿山硅质原料的破碎系统克服了现有技术中的缺陷，具有设备运行稳定，维修率低，且出料在40mm及以下，能够满足后续工艺中使用辊压机进行原料磨加工要求进料在40mm及以下的进料要求。不仅如此，本发明的矿山硅质原料的破碎系统和破碎工艺方法还具有消耗功率降低，经济效益高的优点。总之，目前已有系统投入生产，现场运行情况良好，该套系统可以解决砂岩矿山硅质原料大块率多且硬度较高、磨蚀性较大对常规破碎设备的影响的问题。通过本次破碎工艺流程设计，将能更大范围提高其适用性、经济性，并降低其后期维护成本。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的破碎工艺简图；

图2是本发明的工艺流程图；

图3是本发明中的颚式破碎机工艺布置图；

图4是本发明中的圆锥破碎机工艺布置图。

附图标记说明

1棒条给料机2物料输送装置

3颚式破碎机4筛分装置

5圆锥破碎机6料仓

7波动辊式给料机8移动式皮带秤

9原料料斗10收尘器

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，“上、下、底、顶、侧”等包含在术语中的方位词仅代表该术语在常规使用状态下的方位，或为本领域技术人员理解的俗称，而不应视为对该术语的限制。

如图1-图4所示，本发明提供一种矿山硅质原料的破碎系统，包括棒条给料机1、多个物料输送装置2、颚式破碎机3、筛分装置4、圆锥破碎机5；其中，棒条给料机1能够将物料分为上方的大颗粒物料和下方的小颗粒物料两部分，上方的大颗粒物料倾倒至颚式破碎机3进行一次破碎，棒条给料机1的下方下料口与物料输送装置2相连，下方的小颗粒物料能够经物料输送装置2输送至筛分装置4；颚式破碎机3的出料口下方设置有物料输送装置2，所述物料输送装置2能够将经过一次破碎的物料输送至筛分装置4，筛分装置4将物料筛分成一次破碎大颗粒物料和目标颗粒物料；筛分装置4的上方与物料输送装置2相连，一次破碎大颗粒物料能够经物料输送装置2输送至圆锥破碎机5进行二次破碎；圆锥破碎机5的出料口与物料输送装置2相连，经过二次破碎得到的二次破碎物料能够经过物料输送装置2输送至筛分装置4；筛分装置4的下方与物料输送装置2相连，目标颗粒物料能够经物料输送装置2输送至物料库。

本发明技术方案的主要创新点是：

(1)采用“颚式破碎机3+圆锥破碎机5+筛分装置4”的无先例设计，在一次破碎前经过筛分，破碎过程中经一次破碎、二次破碎且每次破碎后均经过筛分，对筛分后的物料分别进行流转，提高了破碎的效率，并降低了能量损耗。

(2)颚式破碎机3为曲动挤压型，其工作原理是电动机驱动皮带和皮带轮，通过偏心轴使动颚上下运动，当动颚上升时肘板与动颚间夹角变大，从而推动动颚板向固定颚板接近，与其同时物料被压碎或劈碎,达到破碎的目的；当动颚下行时,肘板与动颚夹角变小，动颚板在拉杆、弹簧的作用下，离开固定颚板，此时已破碎物料从破碎腔下口排出。具有破碎比大，产品粒度均匀，结构简单，工作可靠，维修简便，运营费用低等特点。能够降低被超标大块砂岩损坏的几率，提高了设备运行的稳定性。

圆锥破碎机5工作时，破碎机的水平轴由电机通过三角皮带和皮带轮来驱动，水平轴通过大、小齿轮带动偏心套旋转，破碎机圆锥轴在偏心套的作用下产生偏心距做旋摆运动，使得破碎壁表面时而靠近定锥表面时而远离定锥表面，从而使石料在破碎腔内不断地受到挤压而破碎。破碎后的物料在自重的作用下从破碎机下部的排料口排出。具有易损件消耗少、运行成本低，成品粒形优异等特点。

颚式破碎机3、圆锥破碎机5均为挤压式破碎机，相对于冲击式破碎机，更能适应物料大块多(800mm以上)且硬度较高的砂岩破碎(普氏硬度约为8-9)，可避免常规设计(反击式破碎机)转子及板锤等备件频繁更换,影响生产作业。

(3)破碎粒度控制在40mm及以下，可以直接进入厂区原料粉磨系统，节省电耗。

(4)本技术方案每吨砂岩消耗功率仅可约2.05kw/h，较常规设计(反击式破碎机)每吨砂岩消耗功率降低可达25％，该技术投入生产后可明显降低运行，具有良好的经济效益。

综上，本发明提供的矿山硅质原料的破碎系统克服了现有技术中的缺陷，具有设备运行稳定，维修率低，且出料在40mm及以下，能够满足后续工艺中使用辊压机进行原料磨加工要求进料在40mm及以下的进料要求。不仅如此，本发明的矿山硅质原料的破碎系统和破碎工艺方法还具有消耗功率降低，经济效益高的优点。总之，目前已有系统投入生产，现场运行情况良好，该套系统可以解决砂岩矿山硅质原料大块率多且硬度较高、磨蚀性较大对常规破碎设备的影响的问题。通过本次破碎工艺流程设计，将能更大范围提高其适用性、经济性，并降低其后期维护成本。

在本发明一种优选的实施方式中，筛分装置4为振动筛，优选地，筛分机的安装倾角15°-30°，这样上方的物料从筛分机的上表面倾倒至输送装置2上，下方的物料从筛分机下方的出料口送至另一条输送装置2上。

在上述技术方案中，物料输送装置2可以采用本领域的常规的输送装置，只要能够将物料送至目的地，均可实现本发明。为了方面在复杂地形下的实时物料输送，在本发明一种优选的实施方式中，物料输送装置2为皮带输送机。且多条皮带相互配合完成物料的输送。

在本发明一种优选的实施方式中，一次破碎大颗粒物料能够经物料输送装置2从圆锥破碎机5的上方输送至圆锥破碎机5。

在本发明一种优选的实施方式中，圆锥破碎机5物料输送装置2之间还设置有能够存放一次破碎大颗粒物料的料仓6。

在本发明一种优选的实施方式中，料仓6的下方设置有波动辊式给料机7。

为了方便检修，在本发明一种优选的实施方式中，圆锥破碎机5的上方还设置有行车和移动式皮带秤8。当圆锥破碎机5进行检修时，移动式皮带秤8可回缩，上部检修行车可垂直吊出破碎机壳体和动锥等部件。

砂岩破碎后大块物料较多且磨蚀性较大，原砂岩料仓常规设计为刚仓，不符合现场实际情况，在本发明一种优选的实施方式中，还棒条给料机1的上方还设置有能够从下方下料的原料料斗9，其中，原料料斗9为混凝土构造的原料仓。

如图1、图2所示，本发明还提供一种矿山硅质原料的破碎工艺方法，包括以下步骤：(1)将矿山硅质原料通过棒条给料机1分为上方的大颗粒物料和下方的小颗粒物料两部分，且上方的大颗粒物料倾倒至颚式破碎机3进行一次破碎；将下方的小颗粒物料经物料输送装置2输送至筛分装置4；(2)将经过一次破碎的物料通过筛分装置4筛分成一次破碎大颗粒物料和目标颗粒物料，一次破碎大颗粒物料经物料输送装置2输送至圆锥破碎机5进行二次破碎；(3)经过二次破碎得到的二次破碎物料经过物料输送装置2输送至筛分装置4；(4)目标颗粒物料经物料输送装置2输送至物料库。

本技术从破碎选型的适应性、经济性及检修维护角度出发，采用“两级破碎+筛分”的工艺设计流程，一级破碎系统为颚式破碎机，二级破碎为圆锥式破碎机，并配置棒条给料机、振动筛分机、物料输送装置等其它辅助设施。通过此工艺流程设计可有效解决砂岩高磨蚀性及大粒径难破碎问题，运行成本及维修成本降低，且本套流程可有效控制砂岩出料粒径，针对厂区原料磨有粒度要求时，更加适应。

将矿山硅质原料通过棒条给料机1分为上方的大颗粒物料和下方的小颗粒物料(不大于150mm)两部分，且上方的大颗粒物料倾倒至颚式破碎机3；本发明的进料样的大颗粒物料可以在800mm左右，能够适应砂岩高磨蚀性及大粒径难破碎的现状。

在本发明一种优选的实施方式中，一次破碎后的出料粒度不大于150mm，二次破碎后的出料粒度不大于40mm。

在本发明一种优选的实施方式中，经过棒条给料机1后的下方的小颗粒物料的粒度不大于150mm。

为了减少粉尘扩散，并利于物料的回收，在本发明一种优选的实施方式中，输送装置2的上方还设置有收尘器10，所述收尘器10的收尘口和下料口均朝向输送装置2上方的物料。

对于设备的选型，可根据水泥生产线的要求合理选型，在本发明一种具体的实施方式中：棒条给料机1的处理能力为700t/h，转速980rpm，偏心轴转速500～800r/min；物料输送装置2为皮带输送机，其中皮带输送机的带宽1200mm，带速1.25m/s；颚式破碎机3功率160kw，转速985rpm，允许给料粒度：800mm左右，出料粒度：≤150mm，生产能力：500t/h；筛分装置为筛分机安装倾角20°，振动次数740r/min，双振幅12mm，振动次数740r/min，筛面层数2层，处理能力1200t/h；圆锥破碎机5：功率315kw，动锥转速310rpm，最大给料粒度≤150mm，出料粒度≤40mm，生产能力：500t/h。本技术方案每吨砂岩消耗功率为2.05kw/h，较常规设计(反击式破碎机)每吨砂岩消耗功率降低约25％，该技术投入生产后可明显降低运行，具有良好的经济效益。目前已有工程投入生产，现场运行情况良好，该套系统可以解决砂岩矿山硅质原料大块率多且硬度较高、磨蚀性较大的问题。通过本次破碎工艺流程设计，将能更大范围提高其适用性、经济性，并降低其后期维护成本。其中，按照本发明一种具体的实施方式中的工艺布置以及对比例采用常规的反击式破碎机工艺布置功率统计见表1。

表1

由表1可见：1)本发明实施例1中的方案，鄂式+圆锥布置方案设备功率总计为1025kw，该套系统台式能力可达到500t/h，每吨砂岩消耗功率为2.05kw/h；2)对比例中反击式破碎机布置方案设备功率总计为532kw，该套系统台式能力可达到200t/h，每吨砂岩消耗功率为2.66kw/h。

更进一步，为了方便圆锥破碎机5后期检修，圆锥破碎机上方设置检修行车及储量200t的料仓6，通过带宽1600mm，处理能力：100～600t/h的移动式皮带秤8进行给料。当破碎机进行检修时，移动式皮带秤8可回缩，上部检修行车可垂直吊出破碎机壳体和动锥等设备。

本发明的颚式破碎机3和圆锥破碎机5的所有部件均可以设置为具有耐磨保护：包括可更换的动锥球面体、主机架座衬垫、主机架销护套、传动轴套保护板、配重护板、主机架衬板和死角给料斗，进一步提高设备运行的稳定性，降低维修成本。

在上述技术方案中，本发明的上述设备为了适应水泥生产的需要，设置在地坑中。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。