顎式破碎機和圓錐破碎機都是利用物料通過破碎腔時對其進行擠壓而實現破碎的，均為“容積”破碎，即破碎腔的容積和物料的堆密度決定了破碎機的處理量。預先分離物料中粒度較小的顆粒，使較大顆粒間存在較多的空隙將有助于提高破碎效率，取得較好的破碎效果，降低襯板消耗，三十畝地選廠、南山選廠、大孤山選廠等廠礦的生產實踐充分證明了預先篩分的效果。
本研究通過PlantDesigner軟件模擬計算，考查了預先篩分對粗碎-顎式破碎機和中碎一圓錐破碎機的影響，對預先篩分在選廠碎礦過程中的作用進行了研究。
2、原礦性質
以某礦山為例，設計處理能力為240萬t/a，采礦方式為坑采，原礦在井下經顎式破碎機粗碎后由提升機將礦石運至地面的中碎車間緩沖料倉，然后進行中碎和細碎。原礦性質見表1。原礦粒度組成見圖1。
3、標準的三段一閉路破碎流程
現場為標準的三段一閉路破碎流程，最大進料粒度為700mm，最終產品粒度為- 12mm，破碎比為58. 33。
根據原礦性質和選廠的碎礦工藝條件，采用PlantDesigner軟件對無預先篩分的碎礦流程進行了模擬，用以擬合最佳破碎流程。
擬合的最佳破碎流程為：粗碎選擇1臺EP-10顎式破碎機，允許最大給料粒度750mm，處理量為450L／h、排料口為150mm時的設備負荷率為75%，排料的最大粒度為275mm。中碎設備選擇l臺YZ-4-B圓錐破碎機，處理量為450t/h、排礦口為40mm時的設備負荷率為70%，排料最大粒度為63 mm。中碎和細碎后的礦石一并送至篩分車間，雙層直線振動篩的分級粒度為40/12mm，小于12mm的礦石直接進入磨礦料倉，大于12mm的礦石返回再次破碎。細碎設備選擇2臺Y24-D圓錐破碎機，處理量為658t/h、排料口為16mm時的設備負荷率為85%。
模擬流程中，粗、中、細三段碎礦作業的破碎比分別為2. 55、4.37和5.25，破碎比配置合理，設備負荷率適中。
4、有兩段預先篩分的三段一閉路破碎流程
4.1粗碎前預先篩分
根據原礦的粒度組成曲線可知，原礦中粒度小于顎式破碎機排礦口150mm的物料約占27. 10%，該粒級物料經過顎式破碎機時只是占據了破碎腔的空間，幾乎不會被破碎，可以預先從原礦中分離出來。因此，粗碎前可以設置棒條給料機，其分級粒度為150mm：粒度大于150mm粒級的物料給入顎式破碎機，小于150mm的物料直接給人中碎圓錐破碎機，模擬計算結果如圖3所示。
經過棒條給料機預先分離，大約27. 11%的原礦(122t/h)直接給人中碎，而給人顎式破碎機EP-10的物料降至328t/h，排礦口仍為150mm時，設備的負荷率由75%降至64%，而中碎Y24-B圓錐破碎機的負荷率沒有變化。可以看出，粗碎前預先篩分大大降低了粗碎設備的負荷，預先篩除原礦中的較細粒級物料，大塊物料間的空隙增大，通過顎式破碎機破碎腔時更易破碎，破碎效率提高，碎礦能耗降低。
4.2中碎前預先篩分流程
無預先篩分模擬碎礦流程中，中碎排料的最大粒度為63mm。而在中碎設備給料的粒度組成(見圖4)，粒度小于60mm的物料含量為31.8%。為提高中碎破碎效率，可預先將該粒級物料進行分離。
因此，中碎前可以設置棒條篩，其分級粒度為60mm，模擬計算結果如圖5所示。
中碎前增加棒條篩后，可以預先篩除中碎給料中31. 8%粒度小于60mm的物料，中碎Y24-B圓錐破碎機的處理量由450t/h減少為341 t/h，排礦口仍為40mm時，設備負荷率由70%降至61%。而109t/h粒度小于60mm的物料與中碎排料一起給入預先檢查篩分作業，篩上物料返回細碎作業，細碎設備的負荷率略有增加，由85%增加到87%。中碎前增加預先篩分后，可以保證給料中大塊物料間有較充裕的空間，有助于強化碎礦作業，提高圓錐破碎機的破碎效率，降低碎礦能耗。
5、總結
PlantDesigner軟件模擬計算結果顯示，預先篩分對于改善碎礦流程、降低粗中碎設備負荷率、提高粗中碎設備的碎礦效率具有明顯效果。粗碎前設置棒條給料機，預先分離原礦中約27. 11%的較細物料，顎式破碎機的負荷率由75%降至64%。中碎前設置棒條篩，預先篩出給礦中31.80%粒度小于60mm的物料，中碎圓錐破碎機的負荷率由70%降至61%，為滿足最終碎礦粒度小于12mm提供了保障。
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