精品7万吨年5006000目超细蒙脱石球磨分级生产线工艺流程设计粉体材料毕业论文.docx
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精品7万吨年5006000目超细蒙脱石球磨分级生产线工艺流程设计粉体材料毕业论文
合肥学院
课程设计任务书
题目：
年产7万吨500～6000目超细蒙
脱石球磨分级工艺流程设计
课程：
粉体材料课程设计
院（部）：
合肥学院
专业：
粉体材料科学与工程
班级：
10粉体
（1）班
学生姓名：
陈元刚
指导教师：
丁明
教研室主任：
赵娣芳
目录
一、工艺说明３
二、工艺流程图５
三、原料及预处理系统５
3.1原料来源５
3.2原料预处理５
四、破碎系统５
4.1破碎机６
4.1.1双辊破碎机６
4.1.2颚式破碎机６
4.1.2旋回破碎机８
4.1.3圆锥破碎机９
4.2粉碎流程９
五、粉磨系统１１
5.1粉磨原理１３
5.1球磨机１３
5.1.1产品介绍１３
5.1.2性能特点１３
5.1.3工作原理１４
5.1.4技术参数１４
5.2塔式搅拌磨１５
5.2.1工作原理１５
5.2.2塔磨机的特征１６
六、分级系统１８
6.1螺旋分级机１８
6.1.1螺旋分级机原理１８
6.1.2影响因素１８
6.2水力旋流器１８
6.2.1水力旋流器原理１９
6.2.2影响因素１９
6.3布袋除尘器１９
6.3.1工作原理１９
6.3.2滤料２１
6.3.3JDMC系列脉冲长布袋除尘器２１
6.3.4除尘布袋的堵塞２１
6.3.5除尘滤袋的破损２１
6.3.6布袋的老化２２
七、环境保护及措施２３
八、小结２３
九、参考文献２４
一、工艺说明
本次流程生产的产品为500~6000目超细蒙脱石粉末， 蒙脱石蒙脱石又名微晶高岭石，是一种层状结构、片状结晶的硅酸盐粘土矿，因其最初发现于法国的蒙脱城而命名的，俗名称观音土。
其族系物有11种，其成分为（Na，Ca）0.33（Al，Mg）2[Si4O10]（OH）2•nH2O，由二层共顶联接的硅氧四面体片夹一层共棱联接的铝（镁）氧（氢氧）八面体片构成2:
1型含结晶水结构，是粘土类矿物中晶体结构变异最强的矿物之一，通过衍射仪慢速扫描的试验结果表明为天然纳米材料。
我国关于蒙脱石产品的定义不统一，常造成蒙脱石产品歧义。
目前关于蒙脱石产品的定义有二个，一个是非金属矿行业的蒙脱石产品的定义：
粘土矿中蒙脱石含量大于80%就称为蒙脱石，如蒙脱石干燥剂等，其产品含量多用吸蓝量等方法定性定量，品位不外乎为高纯度的膨润土而已，蒙脱石是膨润土的一种起主要作用的成分，但膨润土不是蒙脱石，蒙脱石也不是膨润土，只不过是蒙脱石需要从膨润土中提纯获得的；另一个是医药化妆品等行业对蒙脱石产品的要求，这是真正意义上的蒙脱石，其概念接近科研研究领域上的蒙脱石的界定，其产品含量多用XRD等方法定性定量，本文所述的动物用蒙脱石就是这个层面上的蒙脱石产品。
为了和非金属矿行业的蒙脱石产品区别开来，目前国内外常常采用八面体蒙脱石或十六角蒙脱石的叫法。
蒙脱石蒙脱石在医药中应用广泛，可以做医药载体，起控释剂功效，在人药领域有成熟产品思密达，几乎成为了蒙脱石的代名词，起到止泻功效。
蒙脱石在畜类（猪，兔）养殖中有很好应用，尤其是仔、乳猪的黄白痢，小兔的拉稀，起到预防功效，鉴于蒙脱石的特性，还能作为最优秀的饲料脱霉剂的首选。
本工艺主要是利用蒙脱石为原料，通过原料预处理、鄂破、球磨（闭式）、分级塔式搅拌磨、分级分离、布袋收尘、包装。
二、工艺流程图
三、原料及预处理系统
3.1原料来源
蒙脱石主要由基性火成岩在碱性环境中风化而成，也有的是海底乘积的火山灰分解后的产物。
蒙脱石为膨润土的主要成分。
膨润土在我国产地很多，如辽宁、黑龙江、吉林、河北、河南、浙江等地都有产出。
我国具工业价值的蒙脱石矿床多产于中生呆火山岩系中。
3.2原料预处理
矿山上的矿石经过爆破等方式获得大的块状原料，通过汽车运输到生产地点。
由于天然的矿石上面有很多像泥土一样的杂质存在，会严重影响生产粉的白度和质量。
所以要事先对矿石进行预处理。
将运来的矿石堆放在一起，用工业用水冲洗将矿石清洗干净，用掉的水通过回流收集沉淀后循环使用。
清洗干净的矿石可以进入下道工序。
四、破碎系统
目前，广泛应用的矿石破碎方法仍然是机械力破碎，包括：
挤压、冲击、研磨和劈裂等。
非机械力破碎的方法有：
爆破、超声、热裂、高频电磁波和水力等。
破碎过程【1】是一个非常复杂的物料块（矿石）尺寸变化的过程，与许多无法估计的因素有关。
对破碎过程的主要影响因素包括：
矿石的抗力强度、硬度、韧性、形状、尺寸、湿度、密度和均质性等【2】；也包括一些外部因素，例如：
矿石之间在破碎瞬间的相互作用和分布情况等。
破碎过程是不可逆的，也不会自行发生。
矿石破碎过程是矿石在外力的作用下，克服了内部质点之间的内聚力造成的。
矿石受外力作用出现破坏之前，首先产生弹性变形，这时矿石本身并没有破坏；当应力达到弹性极限时，出现永久变形，进入塑性变形状态；当塑性变形达到极限时，矿石才会破坏。
4.1破碎机
工业应用的破碎机有：
颚式破碎机、旋回破碎机、圆锥破碎机、冲击作用破碎机（锤式破碎机、反击式破碎机、笼形破碎机）和辊式破碎机（单辊式和双辊式）等。
4.1.1双辊破碎机
双辊破碎机【3】是利用两组单独传动的辊轴,相对旋转产生的挤轧力和磨剪力来破碎物料。
当物料进入机器的破碎腔以后,物料受到转动辊轴的啮力作用,使物料被逼通过两辊之间,同时受到辊轴的挤轧和剪磨,物料即开始碎裂,碎裂后的小颗粒沿着辊子旋转的切线,通过两辊轴的间隙,向机器下方抛出,超过间隙的大颗粒物料,继续被破碎成小颗粒排出。
1、用途
双辊破碎机,可供选矿,化工,水泥,耐火材料,磨料,建筑材料等工业部门中,细碎高.中硬度以下的矿石,岩石及耐火材料之用。
双辊破碎机尤其在耐火材料和采矿行业中比一般破碎机2gps双辊破碎机械更优异的效果.近几年来,还广泛被应用于破碎钢砂等行业。
破碎生产线配套设备包括：
颚式破碎机（颚破机），锤式破碎机（锤破），反击式破碎机（反击破），复合式破碎机（复合破），辊式破碎机（双辊破），对辊破碎机，双辊破碎机，冲击式破碎机（冲击破），复摆细碎颚式破碎机，环锤式破碎机，PCL破碎机，自击式破碎机，冲击式破碎机，立式复合破碎机，卧式复合破碎机，圆锥破碎机，冲击式破碎机，碎石机，粉碎机，及破碎生产线上使用的振动给料机（喂料机），摆式给料机，复摆式给料机，输送机，胶带输送机，输送设备，直线振动筛（直线筛），圆振动筛（圆筛），筛分设备。
筛选设备，皮带输送机等各种矿山机械破碎设备。
2、工作原理及结构
（1）该系列对辊式破碎机主要由辊轮组成、辊轮支撑轴承、压紧和调节装置以及驱动装置等部分组成。
（2）出料粒度的调节：
两辊轮之间装有楔形或垫片调节装置，楔形装置的顶端装有调整螺栓，当调整螺栓将楔块向上拉起时，楔块将活动辊轮顶离固定轮，即两辊轮间隙变大，出料粒度变大，当楔块向下时，活动辊轮在压紧弹簧的作用下两轮间隙变小，出料粒度变小。
垫片装置是通过增减垫片的数量或厚薄来调节出料粒度大小的，当增加垫片时两辊轮间隙变大，当减少垫片时两辊轮间隙变小，出料粒度变小。
（3）驱动机构是由两个电动机，通过三角皮带传动到槽轮上拖动辊轮，按照相对方向运动旋转。
在破碎物料时，物料从进料口通过辊轮，经碾压而破碎，破碎后的成品从底架下面排出。
（4）为了安全，传动部分应根据实际情况自行安装安全罩。
3、双辊破碎机机器的维护
（1）轴承 破碎机的轴承担负机器的全部负荷，所以良好的润滑对轴承寿命有很大的关系，它直接影响到机器的使用寿命和运转率，因而要求注入的润滑油必须清洁，密封必须良好，本机器的主要注油处：
转动轴承、轧辊轴承、所有齿轮、活动轴承、滑动平面。
（2）新安装的轮箍容易发生松动必须经常进行检查。
（3）注意机器各部位的工作是否正常。
（4）注意检查易磨损件的磨损程度，随时注意更换被磨损的零件。
（5）放活动装置的底架平面，应出去灰尘等物以免机器遇到不能破碎的物料时活动轴承不能在底架上移动，以致发生严重事故。
（6）轴承油温升高，应立即停车检查原因加以消除。
（7）转动齿轮在运转时若有冲击声应立即停车检查，并消除。
4、双辊破碎机技术参数
类
型
序
号
型号规格
技术性能
电机功率
（KW）
外形尺寸
（长×宽×高）
（mm）
重量
（Kg）
给料粒度
（mm）
排料粒度
（mm）
生产能力
（m3h）
双
辊
破
碎
机
1
2PG￠250×400
<32
2-8
1.5~7
2×5.5
1430×1481×816
1200
2
2PG￠610×400
<36
2~9
3~9
2×11
1785×2365×1415
3800
3
2PG￠750×500
<40
2~10
7~12
2×15
2720×2700×1400
10250
4
2PG￠750×700
<40
5~10
15~25
2×22
3422×2800×1705
11700
5
2PG￠750×1000
<40
2~10
6~30
2×30
4150×2800×1750
12500
6
2PG￠900×500
<40
2~10
9~30
2×22
2750×1790×2065
14000
7
2PG￠900×900
<40
2~10
11~45
2×30
2750×2180×2065
16800
8
2PG￠900×1200
<40
3~10
15~60
2×55
2750×2480×2065
20800
9
2PG￠1000×800
25~90
3~40
12~50
2×45
2940×2080×2065
22600
10
2PG￠1200×1000
<40
3~12
10~50
2×37
3690×3430×2700
46820
11
2PG￠1200×1200
<40
3~12
18~68
2×75
3690×3630×2700
48600
4.1.2颚式破碎机
PE系列颚式破碎机【4】（粗破）广泛应用于矿山、冶炼、建材、公路、铁路、水利和化学产业等众多部分，破碎抗压强度不超过320兆帕的各种物料，被破碎物料的最大块度不得大于技术参数表参数所规定的值。
本系列颚式破碎机，具有破碎比大、产品粒度均匀、结构简单、性能可靠、维修简便、运营费用经济等特点。
PEX系列颚式破碎机（细破）该设备广泛用于选矿、建材、采石场和化工等行业的物料破碎。
适用于粗、中级破碎，抗压强度极限（2000kgcm2）的各种矿石、岩石及其他物料。
机能特点
1.破碎腔深而且无死区，进步了进料能力与产量；
2.其破碎比大，产品粒度平均；
3.垫片式排料口调束装置，可靠利便，调节范围大，增加了设备的灵活性；
4.润滑系统安全可靠，部件更换利便，保养工作量小；
5.结构简朴，工作可靠，运营用度低。
6.设备节能：
单机节能15%～30%，系统节能一倍以上；
7.排料口调整范围大，可知足不同用户的要求；
8.噪音低，粉尘少。
4.1.3旋回破碎机
旋回破碎机是由旋转立盘式破碎发展形成的，用于各种硬度岩矿的粗碎。
旋回破碎机的工作部件是两个相反放置的截头园锥形环体（内园锥体为动锥体，外园锥形环体为固定锥体），它们所形成的工作区称为破碎腔，被破碎的物料从破碎腔底部排出。
4.1.4圆锥破碎机
园锥破碎机具有破碎比大、效率高、功耗少、产品粒度均匀等优点，适用于对硬岩物料的中碎、细碎和超细破碎。
园锥破碎机的工作原理与旋回破碎机相似，不同的是两个锥体的放置方式。
园锥破碎机的两个锥体顶点都在同一个方向（向上），而旋回破碎机的动锥体顶点向上，固定锥体顶点向下。
园锥破碎机具有比旋回破碎机高2.5倍的旋摆频率和4倍大的摆动角，由于高摆动频率和大冲程的原因，园锥破碎机的破碎腔中的物料有95%的时间处于沿锥间下滑的运动状态，就是在任意瞬间只有5%的物料处于被破碎的状态。
因此，园锥破碎机的物料通过能力大、产量高、功耗少。
4.2粉碎流程
采矿得到的矿石块度一般在600mm~1500mm左右（露天采矿的矿石块度比地下采矿的矿石块度大），而后续的磨矿机进料要求矿石粒度为－30mm左右，由于破碎比比较大，采用单段破碎不可能达到要求，因此工业生产都采用多段破碎，形成破碎流程。
破碎的分段：
粗碎（第一段破碎）：
供料为600mm~1500mm，破碎到250mm~125mm。
中碎（第二段破碎）：
供料为400mm~125mm，破碎到100mm~25mm。
细碎（第三段破碎）：
供料为100mm~25mm，破碎到25mm~5mm。
超细碎（第四段破碎）：
供料为50mm~25mm，破碎到6mm占60%左右。
破碎段由筛分作业和筛上物所进入的破碎作业组成，有五种基本形式，见图4-1。
由破碎段组成破碎流程，按破碎段数可以分为一段二段三段和四段，按筛子之间的联系可以分为开路和闭路。
应用较广泛的破碎流程是三段一闭路流程，见图4-2。
（1）测定矿石的球磨功指数WiB。
WiB＜8，矿石软，易碎，进行自磨时磨矿介质数量可能不足；
WiB=8~14，可以考虑自磨，可以进入第二步试验（介质适应性试验）；
WiB=20~25，矿石很硬，采用自磨时磨机的处理能力低，功耗高，由于产品粒度很细，容易形成难磨粒子。
（2）介质适应性试验。
用小型自磨机进行试验，判断矿石是否适合采用自磨。
根据原料的性质，通过对比本次流程采用破碎系统采用颚式破碎机。
五、粉磨系统
粉磨作业是破碎作业的继续，粉磨的目的是为了获得细粒或超细粒产品。
粉磨作业的动力消耗和金属消耗很大，通常电耗约6kWht~30kWht，粉磨介质和衬板消耗约0.4kgt~3kgt。
从破磨的目的和节约能量考虑，破磨流程的基本原则是多碎少磨。
5.1粉磨原理
粉磨使用最广泛的是园筒型粉磨机【5】，在园筒内装入一定数量的不同形状和大小的研磨体（或磨矿介质），例如：
球、棒、短园柱，或较大的矿石、砾石等；被磨的物料（块状碳酸钙矿石）装入园筒后，筒体以一定的速度旋转，使研磨体被带动而产生冲击和研磨作用，达到把物料磨碎的目的。
粉磨的过程是很复杂的物理-化学过程，影响因素很多。
属于被磨物料的影响因素有：
硬度、韧性、结晶特性、含泥量、入磨粒度和要求的产品粒度。
属于操作条件的影响因素有：
磨机的转速、是否采用粉磨介质、粉磨介质的密度、形状、尺寸、配比和加入量。
如果采用湿磨，影响因素还包括：
矿浆浓度、矿浆流变特性和球料比、矿浆温度、成分和磨蚀特性；如果采用干磨，影响因素还包括：
气流速度、温度和风量等。
属于磨机结构的影响因素有：
磨机的型式、衬板的材质和型式、排料方式、磨机规格和长径比等。
粉磨不仅是物理过程，化学效应也有重要影响。
例如：
矿浆的酸、碱度和化学成分不仅对磨矿介质的磨损和腐蚀有影响，而且对磨矿速度也有影响。
研究表明，当被磨物料粒度小于10μm时，物料会发生“形变”和“性变”。
“形变”就是被磨物料的结晶形态发生变化，“性变”就是被磨物料的性质发生变化。
因此，如果“强化”（即：
硬度和韧性增加），物料趋于更难磨；如果“弱化”（即：
硬度和韧性降低），物料趋于更容易磨碎。
粉磨介质在磨机中运动有三种情况：
（1）粉磨介质相互之间或粉磨介质与衬板之间夹杂物料，因此粉磨介质相互不直接接触。
此时，冲击力和研磨力直接作用于物料，把物料磨碎。
（2）粉磨介质相互直接接触，增加了粉磨介质的无益消耗。
（3）粉磨介质直接作用于衬板，增加了粉磨介质和衬板的无益消耗。
后两种情况是需要避免或尽可能减少到最低限度，为此，生产过程应当使磨机中维持适宜的球料比φ。
φ=VmVn（4-9）
式中：
Vm为磨机中干物料（或矿浆）所占的体积，
Vn为磨机静止时磨矿介质中的空隙体积。
粉磨可以按有无研磨体分为：
有介质粉磨和无介质粉磨（自磨），也可以按被磨物料的状态分为：
干磨和湿磨。
在湿磨时，水对物料有脆化、助磨和分散的作用，因此对细磨有利，也有利于环境保护。
坚硬的矿石一般较难破碎，但不一定难磨；而有些较软易碎的矿石，却比较难磨。
矿石的性质对粉磨的影响可以通过矿石的可磨度反映出来，矿石的可磨度需要通过复杂的试验方法才能测定。
Bond磨矿功指数Wi可以作为绝对可磨度标准，它又可以分为球磨功指数WiB、棒磨功指数WiR和自磨功指数WiZ。
测定球磨功指数WiB是在φ305×305mm功指数球磨机（筒体光滑，无衬板）中完成的。
不是任何矿石都适合自磨，只有能在自磨过程中形成足够数量的粉磨介质的矿石才能采用自磨。
根据经验，矿石的普氏硬度f=6~12，适宜采用湿式自磨。
判定矿石自磨性可
以按两步进行试验：
（1）测定矿石的球磨功指数WiB。
WiB＜8，矿石软，易碎，进行自磨时磨矿介质数量可能不足；
WiB=8~14，可以考虑自磨，可以进入第二步试验（介质适应性试验）；
WiB=20~25，矿石很硬，采用自磨时磨机的处理能力低，功耗高，由于产品粒度很细，容易形成难磨粒子。
（2）介质适应性试验。
用小型自磨机进行试验，判断矿石是否适合采用自磨。
5.1球磨机
5.1.1产品介绍
球磨机【6】是物料被破碎之后，再进行粉碎的关键设备。
球磨机广泛应用于水泥，硅酸盐制品，新型建筑材料、耐火材料、化肥、黑色与有色金属选矿以及玻璃陶瓷等生产行业，对各种矿石和其它可磨性物料进行干式或湿式粉磨。
5.1.2性能特点
球磨机由给料部、出料部、回转部、传动部（减速机，小传动齿轮，电机，电控）等主要部分组成。
中空轴采用铸钢件，内衬可拆换，回转大齿轮采用铸件滚齿加工，筒体内镶有耐磨衬板，具有良好的耐磨性。
本机运转平稳，性能可靠。
根据物料及排矿方式，可选择干式球磨机和湿式格子型球磨机。
5.1.3工作原理
本机为卧式筒形旋转装置，外沿齿轮传动，两仓，格子型球磨机。
物料由进料装置经入料中空轴螺旋均匀地进入磨机第一仓，该仓内有阶梯衬板或波纹衬板，内装不同规格钢球，筒体转动产生离心力将钢球带到一定高度后落下，对物料产生重击和研磨作用。
物料在第一仓达到粗磨后，经单层隔仓板进入第二仓，该仓内镶有平衬板，内有钢球，将物料进一步研磨。
粉状物通过卸料箅板排出，完成粉磨作业。
5.1.4技术参数
规格型号
筒体转速（rmin）
装球量（t）
进料粒度（mm）
出料粒度（mm）
产量
电机功率（kw）
总重量（t）
（th）
Ф900×1800
36～38
1.5
≤20
0.075-0.89
0.65-2
18.5
5.5
Ф900×3000
36
2.7
≤20
0.075-0.89
1.1-3.5
22
6.7
Ф1200×2400
36
3
≤25
0.075-0.6
1.5-4.8
30
12
Ф1200×3000
36
3.5
≤25
0.074-0.4
1.6-5
37
12.8
Ф1200×4500
32.4
5
≤25
0.074-0.4
1.6-5.8
55
13.8
Ф1500×3000
29.7
7.5
≤25
0.074-0.4
2-5
75
16.8
Ф1500×4500
27
11
≤25
0.074-0.4
3-6
110
21
Ф1500×5700
28
12
≤25
0.074-0.4
3.5-6
130
25.8
Ф1830×3000
25.4
11
≤25
0.074-0.4
4-10
130
29
Ф1830×4500
25.4
15
≤25
0.074-0.4
4.5-12
155
35.5
Ф1830×6400
24.1
21
≤25
0.074-0.4
6.5-15
210
43
Ф1830×7000
24.1
23
≤25
0.074-0.4
7.5-17
245
43.8
Ф2100×3000
23.7
15
≤25
0.074-0.4
6.5-36
155
34.8
Ф2100×4500
23.7
24
≤25
0.074-0.4
8-43
245
38
Ф2100×7000
23.7
26
≤25
0.074-0.4
8-48
280
56.6
Ф2200×4500
21.5
27
≤25
0.074-0.4
9-45
280
51.8
Ф2200×6500
21.7
35
≤25
0.074-0.4
14-26
380
60
Ф2200×7000
21.7
35
≤25
0.074-0.4
15-28
380
62
Ф2200×7500
21.7
35
≤25
0.074-0.4
15-30
380
64.8
Ф2400×3000
21
23
≤25
0.074-0.4
7-50
245
54
Ф2400×4500
21
30
≤25
0.074-0.4
8.5-60
320
65
Ф2700×4000
20.7
40
≤25
0.074-0.4
12-80
380
94
Ф2700×4500
20.7
48
≤25
0.074-0.4
12-90
480
102
Ф3200×4500
18
65
≤25
0.074-0.4
按工艺条件定
800
137
Ф3600×4500
17
90
≤25
0.074-0.4
按工艺条件定
850
158
Ф3600×6000
17
110
≤25
0.074-0.4
按工艺条件定
1250
175
5.2塔式搅拌磨
塔式搅拌磨【7】主要由传动系统，塔体，螺旋搅拌器，保护衬里等组成。
塔磨机作为一种高效的粉碎设备，比较而言，其具有以下方面的终合优势：
依靠给予矿料强力的挤压、研磨和内部分级，塔磨机大大地降低系统动力。
一般使用场合能达到节能50％以上，特殊使用场合节能幅度极高，大大地降低生产费用。
塔磨机很容易就实现了粉碎过程的内部分级，过粉碎现象大为减少。
5.2.1工作原理
塔磨机的工作原理如图所示，低速旋转的搅拌螺旋运转过程中由于离心力、重力、摩擦力的作用造成粉碎介质与物料实现有序方式的运动循环和宏观上的受力基本平衡，其运动过程见黑箭头所示，在搅拌螺旋内为小于提升速度的螺旋式上升，在内衬与螺旋外缘间为螺旋式下降。
然而在微观上由于其受力的不均匀性形成动态的运动速差、受力变化，造成物料被强力挤压、研磨以及物料之间的受力折断、微剪切、劈碎等终合作用。
合格物料的输送则是随输送介质上升，其运动过程见白箭头所示，并进行内部分级后从塔磨机本体上部自流溢出。
塔磨机的工作原理还表现在：
粉碎介质与物料之间的充实度高，球与球、球与塔磨机衬里及搅拌螺旋体的碰憧很少；整个转动部分在宏观上受力的平衡处理使支撑系统受力很小，轴承的能耗也很小；达标的物料总是较未达标的物料容易到达排料口附近，塔磨机的工作原理属搅拌磨类别，由于塔磨机搅拌转速较其它搅拌磨低且塔磨机内机械零件无相对运动，以及搅拌介质为有序滚动,所以塔磨机有更广泛的用途。
5.2.2塔磨机的特征
塔磨机作为一种高效的粉碎设备，比较而言，其具有以下方面的终合优势：
依靠给予矿料强力的挤压、研磨和内
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