颚式破碎机和圆锥破碎机都是利用物料通过破碎腔时对其进行挤压而实现破碎的，均为“容积”破碎，即破碎腔的容积和物料的堆密度决定了破碎机的处理量。预先分离物料中粒度较小的颗粒，使较大颗粒间存在较多的空隙将有助于提高破碎效率，取得较好的破碎效果，降低衬板消耗，三十亩地选厂、南山选厂、大孤山选厂等厂矿的生产实践充分证明了预先筛分的效果。
本研究通过PlantDesigner软件模拟计算，考查了预先筛分对粗碎-颚式破碎机和中碎一圆锥破碎机的影响，对预先筛分在选厂碎矿过程中的作用进行了研究。
2、原矿性质
以某矿山为例，设计处理能力为240万t/a，采矿方式为坑采，原矿在井下经颚式破碎机粗碎后由提升机将矿石运至地面的中碎车间缓冲料仓，然后进行中碎和细碎。原矿性质见表1。原矿粒度组成见图1。
3、标准的三段一闭路破碎流程
现场为标准的三段一闭路破碎流程，最大进料粒度为700mm，最终产品粒度为- 12mm，破碎比为58. 33。
根据原矿性质和选厂的碎矿工艺条件，采用PlantDesigner软件对无预先筛分的碎矿流程进行了模拟，用以拟合最佳破碎流程。
拟合的最佳破碎流程为：粗碎选择1台EP-10颚式破碎机，允许最大给料粒度750mm，处理量为450L／h、排料口为150mm时的设备负荷率为75%，排料的最大粒度为275mm。中碎设备选择l台YZ-4-B圆锥破碎机，处理量为450t/h、排矿口为40mm时的设备负荷率为70%，排料最大粒度为63 mm。中碎和细碎后的矿石一并送至筛分车间，双层直线振动筛的分级粒度为40/12mm，小于12mm的矿石直接进入磨矿料仓，大于12mm的矿石返回再次破碎。细碎设备选择2台Y24-D圆锥破碎机，处理量为658t/h、排料口为16mm时的设备负荷率为85%。
模拟流程中，粗、中、细三段碎矿作业的破碎比分别为2. 55、4.37和5.25，破碎比配置合理，设备负荷率适中。
4、有两段预先筛分的三段一闭路破碎流程
4.1粗碎前预先筛分
根据原矿的粒度组成曲线可知，原矿中粒度小于颚式破碎机排矿口150mm的物料约占27. 10%，该粒级物料经过颚式破碎机时只是占据了破碎腔的空间，几乎不会被破碎，可以预先从原矿中分离出来。因此，粗碎前可以设置棒条给料机，其分级粒度为150mm：粒度大于150mm粒级的物料给入颚式破碎机，小于150mm的物料直接给人中碎圆锥破碎机，模拟计算结果如图3所示。
经过棒条给料机预先分离，大约27. 11%的原矿(122t/h)直接给人中碎，而给人颚式破碎机EP-10的物料降至328t/h，排矿口仍为150mm时，设备的负荷率由75%降至64%，而中碎Y24-B圆锥破碎机的负荷率没有变化。可以看出，粗碎前预先筛分大大降低了粗碎设备的负荷，预先筛除原矿中的较细粒级物料，大块物料间的空隙增大，通过颚式破碎机破碎腔时更易破碎，破碎效率提高，碎矿能耗降低。
4.2中碎前预先筛分流程
无预先筛分模拟碎矿流程中，中碎排料的最大粒度为63mm。而在中碎设备给料的粒度组成(见图4)，粒度小于60mm的物料含量为31.8%。为提高中碎破碎效率，可预先将该粒级物料进行分离。
因此，中碎前可以设置棒条筛，其分级粒度为60mm，模拟计算结果如图5所示。
中碎前增加棒条筛后，可以预先筛除中碎给料中31. 8%粒度小于60mm的物料，中碎Y24-B圆锥破碎机的处理量由450t/h减少为341 t/h，排矿口仍为40mm时，设备负荷率由70%降至61%。而109t/h粒度小于60mm的物料与中碎排料一起给入预先检查筛分作业，筛上物料返回细碎作业，细碎设备的负荷率略有增加，由85%增加到87%。中碎前增加预先筛分后，可以保证给料中大块物料间有较充裕的空间，有助于强化碎矿作业，提高圆锥破碎机的破碎效率，降低碎矿能耗。
5、总结
PlantDesigner软件模拟计算结果显示，预先筛分对于改善碎矿流程、降低粗中碎设备负荷率、提高粗中碎设备的碎矿效率具有明显效果。粗碎前设置棒条给料机，预先分离原矿中约27. 11%的较细物料，颚式破碎机的负荷率由75%降至64%。中碎前设置棒条筛，预先筛出给矿中31.80%粒度小于60mm的物料，中碎圆锥破碎机的负荷率由70%降至61%，为满足最终碎矿粒度小于12mm提供了保障。
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