经过八十年代整整十年的努力，以节能为中心的粉碎工程在科学研究和生产应用诸方面都取得了很大的成绩。不仅在常规的传统粉碎技术方面形成了一整套降低能耗的技术措施，而且粉碎技术有了新的突破性进展。

1 从“多碎少磨”向“以碎代磨”发展

自从1982年提出“多破碎，少磨矿”的节能口号以来，世界各国在多碎少磨方面进行了大量的工作。随着粉碎理论由单颗粒破碎转向料层粉碎的研究，取得了新的突破，逐步对生产中大量存在的料层粉碎规律有了新的认识。在此基础上推出的高压辊磨机，不仅取得了较大幅度的节能效果，而且使人们开始认识到进一步降低粉碎能耗，节约钢耗，其出路在于以碎代磨。

德国科隆克纳科内-洪堡-道依茨维达格股份公司推出的高压辊磨机，截至1989年已销售近100台^[1]。该设备最初主要用于磨煤渣及高炉炉渣，最近已用于石灰石、水泥原料和矿石。与传统球磨机相比，磨石灰石时，节能多达50%, 作为粗磨处理石英/萤石矿物，其产品作为管式磨机的给料，使产量增加75%~107%, 磨辊损耗为15g/t^[2]。多依茨公司认为^[3]，棍磨机适用于脆性固体的细碎到超细磨的范围。辊磨机可代替第二段或第三段破碎机、棒磨机和球磨机。高压辊磨机不仅能够以碎代磨，而且进入了超细磨领域。有报道说^[4]，当辊间压力达到50~500MPa时，可生产粒度范围10~50μm的矿物物料及97%小于10μm的硬性和脆性物料产品。

高压辊磨机不仅初步实现了“以碎代磨”，而且使选矿指标得以提高。穆哈姆•艾斯-纳阿沙里报导了他们使用高压辊磨机进行料层粉碎，改善金矿石的浸出效果^[5]。A.J.克拉克进行了棒磨与高压辊磨处理锡石的对比试验^[6]，后者由于选择性好。过粉碎少，使精矿品位提高3%, 回收率提高7%。

在我国，高压辊磨机的研制也已取得可喜的进展。中南工业大学第一台φ300mm×50mm高压辊磨机已于1990年7月在江西某厂投入运行。洛阳矿山机械厂和唐山水泥机厂与西德合作联合开始制造高压辊磨机。还有一些单位业已开始进行研究。

2 降低破碎产品最终粒度取得明显进展

为了降低粉碎能耗，从采矿的爆破过程开始进行粉碎的研究.有十分重要的意义。A•ю•安托洛夫在爆破过程中研究了一些添加剂的作用^[7]。他指出：爆炸能是最便宜的能源，利用爆破不仅使矿石粉碎，还产生微裂纹，从而使粉碎比能耗降低10%~15%。

在破碎机方面，最突出的成就是苏联经过二十多年研制成功的КИД-1750惯性圆锥破碎机，可用于湿式和干式破碎，惯性圆锥破碎机加球磨机的流程比常规流程的总功粍降低20%.处理能力提高30%^[8]。水冲破碎工艺是美国诺贝格公司推广的一种新的破碎方法^[9]，能耗降低25%, 产品粒度细产品浓度30%~50%, 最高可达70%, 与半自磨回路相比，磨损费用年节约100万美元。竖轴式冲击自碎机是破碎硬质和磨蚀性物料的一种新设备^[10]，它可在没有附加能量和磨损成本下大大提高产量。其特点是：能量效率高，耐磨损，排出物料颗粒呈方形，可通过混杂的金属器件，对软硬物料可选择性破碎，具有干燥性能，可取代一些棒磨机的磨矿能力。

近年来，我国招远黄金机械厂开发广步φ600mm和φ900mm旋盘破碎机^[11]。在颚式破碎机方面，中南工业大学研制的变啮角间回转式破碎机，生产能力比一般顎式破碎机提高一倍，能耗降低50%, 钢耗降低50%左右^[12]。细碎顎式破碎机在我国已形成系列，生产厂家甚多，南京铅锌银矿采用作第二段破碎，工业实践表明，比使用圆锥破碎机每吨原矿的材料消耗费节省0.45元^[13]。

3 降低磨矿能耗  节约钢耗效果显著

八十年代以来，磨机大型化已停止。对于磨机直径进一步增大，在比例放大中受阻的原因，许多专家在努力探寻。近年来，有代表性的是C•A•罗兰的研究成果^[14]。他通过球磨机性能的研究，査明由于磨机长度过长致使长径比过大，会导致磨机的低效率运转。高明炜与E•福斯伯格合作进行了大型球磨机效率的研究^[15]。对大型磨机的设计运用邦德理论与总体平衡模型两种方法进行了比较，认为邦德法有许多明显的缺点，而总体平衡模型中一些参数有待深入研究。

提高衬板和磨矿介质的耐磨性是近年来人们关注的重心。在我国，耐磨材料向多元素铬系合金发展，取得了较好的经济效益。大孤山选厂三选车间φ2.7m×3.6m溢流型磨机再磨作业中，采用φ2.5m×3.5m低铬合金铸段代替φ30mm钢球，工业试验表明，磨矿单耗降至0.27kg/t_原矿^[16]。张家洼矿山公司由使用B₂F钢球改用铬钢球后，钢球单耗降至0.353kg/t, 产量提高10%^[17]。

衬板方面，镇江市丹徒集印染机械厂研制的组合自固定无螺栓高铬衬板^[18], 在扬州磷肥厂使用，产量提高近20%，能耗降低20 %左右，衬板寿命延长3~6倍，通过了部级鉴定。

4 磨矿对选矿的物理化学影响的研究开始起步

在磨矿作业中，近年来另一个令人们关注的问题是粉碎对矿物物性和矿桨性质的影响。物料粉碎过程可引起结构构造和化学性质的变化，国外学者曾研究过用球磨机细磨菱铁矿时，由于机械热分解而产圭无定形晶，它可被磁铁吸引，证明菱铁矿在粉碎过程产生了铁磁性氧化物^[19]。A•N•贝佐等人在进行复杂硫化矿石的优先浮选研究中，特别是关于比表面积、氧化还原电位和氧含量的相互影响的研究中，证明富含黄铁矿矿石的浮选，直接受到矿粒比表面和添加剂之间的氧化还原电位的影响^[28]。中南工业大学硕士生周放良在导师指导下，对凡口铅锌矿磨矿过程的研究，表明矿桨电位值受磨矿操作条件的影响^[21]。

磨矿回路中的流变学问题，是近年来由于助磨剂的研究和大型磨机效率不高而提出的新课题。S•K•卡沃特等人著文讨论了流变学对磨矿回路工作性能的影响，认为当固体浓度刚好在输出矿桨产生屈服值的固体浓度下和尽可能多的降低粘度时，磨机本身的效率最大^[22]。我国王集磷矿，当磨矿细度相同时，添加N-02可提高处理量7%，添加M-03可提高11%~12%, 混合使用时可提高约16%^[23]。这是迄今为止国内外有关助磨剂报告中的最高指标。

磨机结构上的变化，仅苏联发表了这方面的论文。文章指出^[24]，在球磨机中增设倾斜间隔板有利于磨矿介质的纵横向混合运动，增加冲击研磨和分级作用。在φ4m×13.5m湿磨机的工业试验中，减少功率10%~15%, 提高生产率15%~20%。

振动磨机我国起步虽然较晚，但西安冶金建筑学院研制的MGZ-1型高效振动磨机已处于世界先进行列^[25], 该机振动强度、安装功率、产量均优于日本和德国，磨细比西德为50, 日本为50，中国为200~300。

在提高自磨机效率方面，各国仍在继续努力，取得了一些进展，我国吉山铁矿选矿厂设计了一种新流程，台时效率提高23%, 产品质量提高2%~3%, 单位电耗下降4.42kw•h/t_原矿^[26]。

近年来，超细磨矿已成为人们比较集中关注的热门课题。利用搅拌式球磨机生产粒度极细、但浓度达70%的水煤桨已成为可能^[27]。竖式介质湿式揽胖磨，可用矿砾作介质，连续生产，产品平均粒径达0.6μm^[28]日本用横喷射磨进行超微粉碎，可得到2~8μm的产品^[29]。

5 粉碎理论的研究继续深入

E.C.凯尔改进了邦德估算破碎机效益的方法，其原理是把产品分为几个部分，每一部分的粒级分布曲线的形状均与给料一致，再按邦德公式分别计算每一部分的破碎效率，然后加权得出总的破碎效率^[36]。杨文新等人根据磷矿(干式)粉磨机特点和实验室现有条件，在适当修改试验方法的基础上，用功指数法对上蒜磷矿石进行了可磨度试验.并按此计算磨机的产量，表明其方法是可行的^[31]。

东北工学院徐小荷指导的研究生，从矿岩料层粉碎性质出发测定功指数^[32]，采取料层压碎和捣碎的试验方法，求出压碎功指数和捣碎功指数，并求出了压碎功指数与邦德功指数的相互关系，可以代替邦德功指数的测定。

料层粉碎的理论研究，对于从“多碎少磨”向“以碎代磨”发展，大量节约粉碎能耗和钢耗有着深远的理论意义和实际意义。中南工业大学周忠尚等人指导的研究生，专门进行了料层冲击破碎规律的研究，该研究首次发现料层冲击破碎的饱和破碎概率极限值^[33]。上海市建筑材料学校沈晓鹤应用料层粉碎理论进行了细碎颚式破碎机破碎腔的设计^[34]。苏联的В.И.列夫尼采夫等研究了料层粉碎中的选择性碎解机理^[35]，他们指出，在一定压力的影响下，颗粒间可产生位错平移，因密度减小，并相应地提高颗粒的弹性特性值，致使颗粒保持密实性。相反，颗粒间表面由于“流动着”的位错发生积聚，结果产生强逢减弱现象。进一步增加压力，将导致颗粒弹性相继降低；先是弱质颗粒，然后是坚硬颗粒，最后，在压力达到极限值时，可能出现所有颗粒完全碎解。

6 筛分分级设备的进展

由于高压辊磨机的逐步推广应用，其产品的碎解和分级成了新的课题。德国贝库姆克虏伯波利乌斯公司已研制了Sepol-Ip (冲击）设备^[36]，该设备作为对波利康高压辊磨机排出的紧实料块进行碎解和分级之用，造价低，使粉磨厂的效益增加，占地面积小，效率高。

据报导^[37]，马尔科工程产业有限公司霍约特振动技术分公司设计和制造了一台大型振动筛，为澳大利亚目前最大的振动筛。为了提髙筛分效率，该筛在给矿端有许多不同倾角的筛板，在排矿端的筛板较为平缓。上层筛板宽3.2m，长11m，由75kw电动机驱动。所使用的复合式激振器与直线运动结合时可获得高的筛分效率，在给矿中含大量接近筛孔尺寸的颗粒时，堵塞现象也较少。

为了解决筛孔的堵塞问题，宾德机械设备制造公司解决了这一筛分难题^[38]。该公司生产了一种用于难筛物料的新型bivi-TEC筛分机。这种筛分机弹性筛面通过一台驱动装置驱动两个振动系统交替拉伸与解(除)张(力)。

细筛在我国继续得到推广和发展。首钢大石河铁矿选厂在一段磨矿回路中用ZKBX1856A型双轴直线振动啼取代φ 2400mm双螺旋分级机^[39], 作业率94.56%, 筛分效率50.56%, 比螺旋高12.69%, 台时处理能力比螺旋高11.79t，磨一吨原矿电耗下降1.9kw.h, 年经济效益1.5万元。DGS型高频细筛在大孤山、弓长岭和酒钢推广应用^[40]，使大孤山二段分级效率由42%提高到63%, 弓长岭可停开一台二段球磨机，年效益达50万元左右。

近年来，对于水力旋流器的改进仍在继续，以便提高其效率。芬兰拉劳克斯公司研制的双涡流水力旋流器（TC), 工业试验表明，它比普通水力旋流器效率高，大大地减少沉砂中的细砂量，生产能力比设计为中等压力降的普通水力旋流器高5%~20%。