在破碎和矿物加工中，粒度分布（PSD）是衡量物料在加工过程中性能的重要指标。其中应用最广泛的指标之一是 P80, ，它描述了材料通过 80% 时的粒径。.
P80 有助于工程师评估破碎和研磨性能，设定产品粒度目标，并了解物料特性在不同加工阶段的变化。然而，它只是粒度分布的一部分，其有效性取决于测量和应用方式。.
什么是P80？
P80 是材料通过的粒径（80%），通常以质量百分比表示。.
例如，如果碎矿石的 P80 为 120 毫米：
- 约有 80% 的材料（按质量计）小于 120 毫米。.
- 20% 大约大于 120 毫米。.
P80 值越小，通常表示材料分布越细；而 P80 值越大，通常表示材料分布越粗。.
P80 由累积粒度分布曲线确定，该曲线显示了不同粒度下物料通过的百分比。.
P80、F80 和 D80：它们有什么区别？
这些术语描述的是密切相关的测量方法，但它们通常在不同的语境中使用。.
| 学期 | 意义 | 通用应用程序 |
|---|---|---|
| P80 | 80% 通过流程的大小 p产品 | 破碎机或研磨回路输出 |
| F80 | 80% 通过流程的大小 f种子 | 进入破碎机或磨粉机的物料 |
| D80 | 80% 通过粒径 d分布 | 一般碎片分析和材料表征 |
例如，如果物料以 300 毫米的 F80 进入破碎机，并以 75 毫米的 P80 离开破碎机，则 80% 的通过尺寸减少了四倍。.
WipWare的 WipFrag 软件通常使用D值来报告百分位数，包括D50、D80和D95。D80与P80代表相同的百分位数，但测量方法之间的比较必须考虑其抽样和分析方法。.
有关解读D值和粒度分布曲线的更多信息，请参阅…… WipFrag 结果解读指南.
P80是如何测定的？
P80值是通过粒度分布测定得到的。测量方法取决于材料、颗粒尺寸和操作条件。.
筛分分析
在传统的筛分分析中，将具有代表性的材料样品通过一系列孔径逐渐减小的筛子。.
将各粒径下残留的物料称重，并计算累计通过率。P80 是对应于 80% 通过所得分布的粒径。.
筛分分析法可直接进行基于质量的测量，但可能需要收集、处理和实验室加工材料。.
基于图像的粒度分析
基于图像的方法通过识别和测量数字图像中可见的颗粒来估计颗粒尺寸分布。.
WipWare技术支持多种测量方法：
Solo 和 Reflex 的完整配置提供 PSD 测量，而它们的基本配置则侧重于最大粒径和颜色监测。.
与物理筛分不同，光学测量是通过观察可见颗粒及其相关的尺寸估算方法进行的。被掩埋、遮挡或尺寸过小而无法分辨的颗粒无法直接从图像中测量。.
在适当情况下，校准和代表性物理取样可以帮助将光学结果与整体材料分布联系起来。.
P80 在破碎和矿物加工中为何如此重要？
1.破碎机性能和产品粒度控制
破碎机旨在将物料破碎成适合下游设备使用的尺寸。.
监测 P80 可以帮助操作人员评估破碎机的输出是变得更粗还是更细，比较不同操作条件下的性能，并评估破碎机设置变化的影响。.
例如，调整破碎机的闭边设置 (CSS) 后 P80 的变化可能表明产品尺寸发生了变化。.
然而，仅凭 P80 值并不能确定材料是否适合后续工序。即使整体 P80 值达到目标值，少量过大颗粒仍可能造成问题。.
因此，最大粒径、较高百分位粒径以及超过特定阈值的材料百分比可能同样重要。.
2. 研磨回路效率
在研磨回路中，进料尺寸与产品尺寸之间的关系有助于确定尺寸减小所需的能量。.
这种关系的常用表达方式是邦德方程：
W = 10 × Wi × (1/√P80 − 1/√F80)
在哪里：
- W 是估计所需的单位能量，通常以千瓦时/吨 (kWh/t) 为单位。.
- 威 是邦德工作指数。.
- F80 是进料的 80% 通过尺寸。.
- P80 是该产品的 80% 通过尺寸。.
按照方程的常规形式，F80 和 P80 以微米 (µm) 表示。.
邦德功指数是通过标准化测试或其他合适的表征方法确定的，它并非仅由F80和P80计算得出。该公式可以估算磨削能量需求，实际应用中可能需要额外的修正系数。.
研磨能量估算的准确性还取决于所使用的邦德功指数。样品制备、粒度以及测试方法都会影响其测定。Nikolić 和 Trumić (2021) 研究了细颗粒样品的这些因素，强调了在测定邦德功指数时采用合适方法的重要性。.
通常情况下，从相同的原料中生产更细的产品需要额外的研磨能量。因此，目标并非总是尽可能降低P80值，而是在不消耗不必要能量的前提下，达到后续工序所需的粒度。.
3. 矿物解离与回收
许多矿物加工操作需要先将有价值的矿物从周围的物质中充分分离出来，然后再进行分离。.
如果研磨产生的物料颗粒过粗，有价值的矿物可能会被困在较大的颗粒中。如果研磨得过细，则会消耗额外的能量，过多的细粉也可能对某些分离工艺造成影响。.
合适的 P80 取决于矿石的矿物组成、解离特性和下游加工要求。.
P80 提供了一个有用的操作参考，但它不能直接测量矿物解离或回收率。.
4.破碎机进料兼容性和处理量
进入各加工阶段的物料必须适合接收它的设备。.
粗粒或粒径分布不均的给料会影响破碎机的进料量、处理量和设备性能。反之，过多的细粉或粒径分布不符合预期的物料也会影响设备的运行效率。.
监测进料粒度分布有助于在变化的条件演变成持续的加工问题之前识别它们。.
P80 可用于跟踪给料的总体粗糙度，而额外的 PSD 测量可以帮助识别有问题的过大尺寸或细粉。.
5. 过程控制与优化
重复进行粒度测量可以帮助操作人员了解物料是否保持在可接受的操作范围内。.
根据具体流程，这些信息可能有助于：
- 破碎机设置调整的评估。.
- 破碎机进料和出料情况监测。.
- 识别筛查性能的变化。.
- 磨矿回路进料变异性评估。.
- 不同来源或不同使用时期材料的对比。.
适用于输送机应用，, 单人完成 提供自动 PSD 测量，可用于监测物料在加工过程中 P80 和其他粒度指标。.
有关如何将碎片化测量应用于多个处理阶段的解释，请参见 从爆破到选矿：利用破碎数据提高采矿效率.
已发表的研究还探讨了粒度测量与破碎机生产率、研磨性能和工艺稳定性之间的关系。有关这些应用的实际示例，请参见 WipWare案例研究：碎片化和进程监控.
P80 在工艺阶段之间如何变化？
P80 可以在破碎和研磨回路中的多个位置进行测量，但每个阶段没有通用的目标值。.
| 过程阶段 | P80 的用途 |
|---|---|
| 初级破碎 | 评估粗产品粒度及破碎机性能变化 |
| 二次破碎 | 监测后续粒度减小和下游进料一致性 |
| 三级破碎 | 评估更精细的产品尺寸以及是否符合工艺要求 |
| 磨粉机饲料 | 对进料进行特性分析，并评估进料粒度变化。 |
| 研磨电路产品 | 评估材料是否已达到下游加工所需的细度。 |
合适的尺寸范围取决于设备设计、材料特性和预期产品。.
同样重要的是，测量技术必须适用于相关的颗粒尺寸。.
例如，对传送带上的粗颗粒材料进行自动光学分析，其测量要求与评估含有微米级颗粒的细磨产品的要求不同。.
看 了解输送带分析中的尺寸范围 解释视野、相机分辨率和安装几何形状如何影响可检测的颗粒大小。.
影响 P80 的因素
颗粒尺寸分布会因多种原因而改变，包括材料本身的变化和工艺的调整。.
影响岩石硬度和地质特征、爆破破碎、破碎机设置、设备磨损、给料速度、筛分性能和操作条件等重要因素。.
对于采矿作业而言，物料粒度分布的变化可能在进入选矿厂之前就已经开始。地质条件或爆破条件的变化都可能影响送入一级破碎机的物料粒度分布。.
我们的指南 了解岩石爆破和破碎 探讨影响岩石初始破碎的条件和爆破设计变量。.
因为这些因素可能会相互作用，所以 P80 的变化应该被视为材料分布发生变化的迹象，而不是特定原因的自动证明。.
为什么P80不应单独使用
虽然 P80 是一个重要的测量指标，但 P80 值相同的两种材料的粒径分布可能大相径庭。.
其中一个可能含有较多的细颗粒，而另一个可能含有更高浓度的超大颗粒。.
为了更全面地评估流程，可以同时考虑 P80：
- 其他百分位数大小, 例如 D50 或 D95。.
- 最大粒径, 尤其是在超大尺寸会带来风险的情况下。.
- 通过或保留达到规定规模的百分比, 例如屏幕打开或处理阈值。.
- 完整的PSD曲线, 包括分布形状的变化。.
- 规格信封, 其中，该工艺已定义了可接受的粒径限制。.
合适的组合取决于操作需要控制的内容。.
例如，破碎机除了需要满足P80粒度范围的要求外，可能还需要规定最大进料粒度限制。磨矿回路可能需要同时监测进料的整体粗度和细粉含量的变化。.
最有用的测量指标是那些能够直接与运营决策相关的指标。.
结论
P80 提供了一种实用的方法来描述和比较破碎和矿物加工过程中的粒度分布。.
它帮助操作人员评估尺寸减小情况，建立工艺目标，监控材料变化，并了解原料特性与下游要求之间的关系。.
然而，合适的 P80 值并不一定是最小可实现值，而是能够满足流程要求的值。.
当与其他 PSD 测量、代表性抽样和相关操作信息相结合时，P80 就成为更有用的工艺性能指标。.
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参考
Nikolić, V. 和 Trumić, M. (2021)。. 一种计算细颗粒样品邦德功指数的新方法. 矿物工程，165, 106858.
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