矿石研磨过程对球磨机研磨介质的四大要求

导读:球磨机磨矿过程因素分析球磨机磨矿过程因素分析影响球磨过程的因素有很多，概括来讲主要包括以下三个方面：①物料性质，包括矿石可磨度、矿石密度、产品细度；②磨机结构，包括磨机规格、型式、衬板；③操作因素，包括介质形状、尺寸配比及材质、介质充填率、磨机转速、分级效率、返砂比、矿浆浓度、粘度、料球比等。

矿石研磨过程对球磨机研磨介质的四大要求 这里给大家说一下矿石细碎研磨对球磨机研磨介质的四大要求，由于矿石在球磨机中细磨过程的特殊工艺特征，要求在磨矿过程中必须加强针对性。

设计并采用更适合细磨工艺的新型磨机如搅拌磨等是大幅度提高细磨效率的有效途径，但在采用现有常规磨矿机的基础上，通过采用适合细磨的磨矿条件及介质仍不失为一条节能降耗并提高效率的捷径。

矿石细磨过程对介质的特殊要求有以下四点： 1）由于细磨过程粒度范围窄，破碎比小，因而要求磨矿介质的尺寸必须精确，而介质种类及配比的影响相对较小。

介质尺寸过大则破碎力过大，容易产生过粉碎，导致细粒团聚及絮凝现象的发生，且在磨机相同的充填率下介质尺寸大则个数少，对矿石打击或研磨概率小，磨不细级别也相应增加；介质尺寸过小，则破碎力不足，矿石需经反复破碎，直至达到疲劳极限才可能破裂造成能量的大量消耗，矿石中磨不细级别的产率仍然较高。

因此一定粒度的物料在磨碎时总存在一个最适宜的介质尺寸值，只有在此值下破碎的概率最大，磨不细及过粉碎产率小，合格粒级的产率最大，即磨矿效果最好。

介质尺寸的选择可通过球径公式与实验室试验相结合的方法获得。

由于选矿厂对矿石的细磨一般仍采用常规磨机来完成，只有少数选厂采用新型磨机，因此介质尺寸还必须能够满足磨机操作条件的要求。

常规磨机要求介质尺寸不低于15-20mm，否则混合产物的排出将变得困难，为操作带来很大不便。

而有些矿石的细磨介质尺寸在10mm以下时效果最好，但限于操作条件仍不能采用，所以介质尺寸精确化也不是绝对的。

2）抗冲击强度及磨损率的要求。

细磨过程主要靠研磨作用破碎矿石，在磨矿中很少产生强烈的冲击作用，因此介质的抗冲击强度可稍低于粗磨介质。

但细磨过程的磨损较大，要求细磨采用耐磨材料作为磨矿介质最为合适。

在介质的生产及选用中必须考虑抗冲击韧性、硬度等指标的合理匹配，另外介质的成本等因素也是影响介质选择的重要条件。

3）细磨要求介质充填率较小。

介质在球磨机中的运动状态有两种：抛落式状态和泻落式状态。

抛落式状态以产生冲击力为主，适合破碎粗粒矿石；泻落式状态则主要产生研磨作用，冲击力较轻微，所以对细磨过程特别适应。

但是，只有在充填率较低的情况下才更容易产生泻落态，因此细磨过程的介质充填率一般比粗磨过程低5%左右。

4）细磨以磨剥作用为主，而冲击作用较少。

由于磨剥作用与介质的表面积有关，因此要求细磨介质在能够提供足够的研磨力的基础上，尽可能地提高研磨面积。

而提高研磨面积必须降低介质尺寸。

很早以前就有人用圆锥体、立方体、圆盘形、短柱形和月牙形等不同形状的材料为磨矿介质，但试验证明它们的效果都不如球形和长圆棒形。

在目前最常使用的球形和棒形介质中，棒适合于粗磨，球适合于细磨，是由于球的表面积大于棒，因而比棒更适合细磨过程。

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球磨机介质工作一定要研究的五大问题

球磨机介质工作一定要研究的五大问题 山川山川球磨机的磨矿作用是由于钢球的运动造成的，所以，研究球磨介质工作理论首先要研究钢球的运动规律，而戴维斯等人的传统理论即是研究磨机内钢球运动规律的。

但是，作为山川山川球磨机介质的工作理论，应该包括更宽的范围，下述是球磨介质工作理论必须研究的问题。

第一大问题：提高矿物解离的选择性。

无论是金属矿还是非金属矿的选矿，选矿前磨矿的目的首先是使待分选的矿物粒子之间实现相互解离。

使待分选矿物粒子充分单体解离，既是选矿的前提条件，也是评价磨矿产品质量的首要标准。

为了实现矿物粒子之间的充分单体解离，应使矿物粒子的解离行为具有选择性，即沿不同矿物粒子之间的结合面解离。

如何正确地选择钢球的工作参数及能态，使钢球对矿块的破碎朝着提高矿物解离选择性的方向进行，这是实现磨矿目的的问题，自然也是磨矿介质的工作理论问题。

第二大问题：改善磨矿产品的粒度组成特性。

选矿前的磨矿从工艺上说属矿物入选前的准备作业，它要为选矿准备待选矿物单体解离充分及粒度适合选矿要求的物料。

因为任何选矿方法均受粒度限制，也均有一个有效的粒度范围，超出这个范围的过粗及过细粒级均难以有效分选。

因此，如果使矿物充分单体解离是磨矿的第一目的，那么使磨矿产品的粒度适合选矿要求就是磨矿的第二目的。

使磨矿产品的粒度适合选矿要求，是选矿的必要条件，也是评价磨矿产品质量的重要标准。

如何科学地选择钢球尺寸及配比，使磨矿产品的粒度适合于选矿要求，同时减少有害的过粉碎粒级的含量，这同样是如何更好地实现磨矿目的的问题，这当然也是磨矿介质工作理论问题。

第三大问题：提高能量媒介体的能量转换效率。

磨矿过程既是一个能耗巨大的过程，又是一个能量利用率极低的过程。

岂有研究磨矿介质工作理论而不涉及提高能量效率的道理？磨矿过程是一个功能相互转变的力学过程，而这个功能的相互转变正是通过磨矿介质来实现的。

这里，钢球尺寸及运动状态的选择都直接影响着能量转换效率的高低。

因此，科学地选择钢球的尺寸及运动状态，是使钢球如何更好地完成自身能量传递媒介体的任务，显然，这也是球磨介质的工作理论问题。

第四大问题：降低球磨介质的消耗。

在山川山川球磨机工作过程中，钢球作为破碎体实施破碎力而破碎矿块。

在此过程中，钢球必然遭到矿石块的抵抗，钢球将矿块破碎了，同时，钢球自身也遭到矿块的磨损。

由于矿石一般是比较硬的物料，故钢球的磨损也是比较严重的。

另外，磨矿中也出现钢球与钢球互相磨损及钢球与衬板互相磨损的情况，这些硬度大的钢件之间的相互磨损比钢球与矿石之间磨损更为厉害。

磨矿介质既要磨矿就要被磨损，而且这种磨损是很大的。

理论及实践均说明，在材质一定的情况下，钢球的磨损直接与钢球尺寸相关，并且与钢球直径的某次方成比例。

因此，如何调整介质参数及运动状态，使磨矿介质的耗量降低，这同样是球磨介质的工作理论问题。

第五大问题：提高磨矿作用的针对性。

磨矿的对象是岩矿，不同的岩矿有不同的岩矿结构及力学强度，因而也具有不同的可磨性。

不管岩矿的力学结构及强度，以不变应万变的办法对各种岩矿实施相同的破碎作用，这种做法绝不会收到好的磨矿效果。

只有针对岩矿的结构及力学强度来选择相适应的磨矿条件，才可能得到好的磨矿效果，即是说，要提高磨矿的针对性。

实际上，提高磨矿的针对性就是对岩矿的抗破碎力学性能开展研究，根据岩矿的抗破碎性能来选择磨矿条件，主要是选择磨矿介质的参数及力学状态。

因此，对岩矿的抗破碎性能研究应当是球磨介质的工作理论问题。

认真分析以上五个问题，它们无一不和磨矿破碎体钢球的参数及力学状态密切相关。

事实上，既然磨矿是靠破碎体钢球对矿粒的破碎来实现的，那么，破碎能否实现及破碎后的效果如何当然得由破碎体钢球的参数及力学状态来决定。

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球磨机磨矿过程因素分析

球磨机磨矿过程因素分析 影响球磨过程的因素有很多，概括来讲主要包括以下三个方面：①物料性质，包括矿石可磨度、矿石密度、产品细度；②磨机结构，包括磨机规格、型式、衬板；③操作因素，包括介质形状、尺寸配比及材质、介质充填率、磨机转速、分级效率、返砂比、矿浆浓度、粘度、料球比等。

这些因素本身相互影响、相互制约，因此关于磨矿过程的建模和优化到目前为止仍处于深入研究、尚未很好解决。

除此之外，上述诸多因素的多变性和随机性也大大增加了球磨过程建模和优化的难度。

因此，在进行试验工作之前有必要对球磨过程的影响因素进行分析，抓住主要矛盾，才能使研究工作顺序进行。

这里主要研究的任何是确定和优化球磨机的内部参数，因此，以球磨机内部参数和外部响应为中心研究球磨机各个影响因素之间的相互关系（如下图所示）。

下边对各个参数特性进行扼要说明。

1、磨机的结构特性：主要包括磨机的型式、直径和长度及排料方式。

磨机的直径决定了介质作用能力、运行状态以及临界转速枯机的长度决定了物料在球磨机中运行的时间。

磨机的直径和长度确定了磨机的有效容积，限定了磨机容量，从而也限制了磨机的处理能力。

球磨机的排料方式直接影响球磨机内部矿浆量的多少，同时对介质充填率和介质配比也有影响，因此，影响球磨机的生产率、磨矿产品的质量以及磨矿能耗。

在定型球磨机上，上述结构特性不再变化。

2、衬板：包括衬板的材质、几何形状和厚度。

球磨机筒体衬板的作用有两个方面：一是防止筒体遭受研磨介质和物料的直接打击及矿浆的腐蚀和磨损；二是提升研磨介质产生磨矿作用。

因此，衬板的材质和几何形状对磨矿介质的运行状态有一定的影响；衬板厚度决定了球磨机的有效容积，随磨矿时间的延长，衬板的厚度会变薄，但变化速度很慢，在研究过程中可以忽略。

3、介质添加制度：包括介质添加的数量间隔（即介质添加制度）。

在正常工业生产过程中，介质添加的数量和间隔，直接影响着介质的配比，而介质配比是否适宜，直接决定着磨矿过程是否能够获得满意的结果。

因此，介质添加制度是磨矿过程的一个主要影响因素。

在本研究中直接采用直径不同的钢球进行试验。

4、介质特性：包括介质的材质和形状。

介质的材质决定了介质在磨矿过程中的消耗量和形状保持的长久性；介质的形状对磨矿的效果有一定的影响。

在本研究中，介质特性不作为变量考虑。

5、给料量：在磨机连续工作状态下，表示单位时间内给入磨机内部的物料量。

它受物料特性和给料装置的影响，会有一定的波动，在球磨机运转过程中，其值可控，是调节磨机工作状态、影响磨机生产指标的主要参数之一。

本研究中比料球比的相结值表示给入磨机的物料量。

6、物料粒度：指给入球磨机的物料粒度。

物料粒度对球磨机的处理能力和粉磨过程有较大的影响，在粉磨产品细度要求一定的条件下，给料粒度减小，有利于提高磨机的处理能力、降低钢耗和电耗。

本研究中物料粒度不作为参变量考虑。

7、物料可磨度：物料可磨度是衡量被磨物料抵抗外力作用的特定指标，以这种指标衡量物料在常规磨矿条件下被磨碎的能力。

该指标由物料自身的特性来决定，在球磨机系统内无可调性，是影响磨矿过程的因素之一。

但是由于矿石性质的千变万化，即使同一矿床各处的矿石性质也有一定相同，到目前为止还不能很好地将影响因素引入描述磨矿过程的模型中，因此，本研究将其作为定量考虑。

8、给水量：在磨机连接工作状态下单位时间内给入磨机内部的水量，其值在磨矿过程中可控，是调节磨机工作状态的另一主要变量，它对磨矿过程的影响取决于给料量的相对大小，即取决于磨矿浓度的大小。

9、闭路磨矿时分级效率、返砂量和返砂浓度：该参数对磨机内部的被磨物料量、粒度分布和磨矿浓度有直接的影响，从而影响球磨机内部的工作参数。

本研究按开路考虑。

10、介质充填率：描述介质在球磨机中的充填量，是影响球磨机吸取功率和粉磨能力的主要因素。

实际生产中，在两次介质添加的间隔内，介质充填率随磨矿时间的延长会有减小的趋势。

11、料球比：描述了球磨机内部滞留物料量与介质充填量的体积比，该参数受到许多因素的影响，如球磨机结构、介质配比以及球磨机的给料量、转速和磨矿浓度。

料球比决定了球磨机内部的粉磨状态，与球磨机发出的噪声声强具有直接的关系。

12、磨矿浓度：描述了球磨机内部料浆的流动特性。

该参数不但影响矿浆在球磨机中的流动速度，而且还影响钢球对物料的冲击力。

当磨矿浓度大时，在钢球的四周包围着一层粘稠的矿浆，增加物料受研磨的机会，但也使钢球的冲击力减弱；当磨矿浓度小时，矿浆变稀，流动速度快，停留时间短，使排料粒度变粗。

因此磨矿浓度也是决定粉磨状态的重要变量之一。

另外，磨矿浓度对电耳测量信号的准确性也有直接的影响。

因此，磨矿浓度既要合适，还要稳定。

目前，在实际生产过程中，磨矿浓度难以在磨机运行状态下直接测定，通常由磨矿产品浓度近似代替。

13、声响：指球磨机工作过程中所发出的噪声强度。

该信号携带了球磨机内部介质—物料—筒体之间相互使用的特征信息，表明了球磨机系统的瞬间工作状态。

声响用电耳进行测量，是以某一固定频率为中心的混频声强信号，在目前的实际工业生产上常用来作为球磨机控制的检测信号，并取得了一定的效果。

借助于噪声声强的无接触测量，来判断球磨机的工作状态和稳定性，对保持球磨机的优化状态具有重要的意义。

14、功率：包括球磨机的输入功率和有用功率。

球磨机的输入功率反映了球磨机在单位时间内从系统外部吸取能量的多少，它受许多因素的影响；球磨机的有用功率反映了球磨机用于破碎物料所消耗的能量，同样受许多因素的影响。

在保证球磨机产量和产品质量的前提下，降低球磨机的输入功率是目前主要的研究方向之一。

15、压力：是指球磨机平稳运行状态下，球磨机对轴承座造成的压力。

该参数是球磨机内部参数的综合反映，并且与球磨机筒体的重量、内部负荷以及介质的运行状态有关。

16、球磨机转速率：球磨机设计转速与临界转速之比称为磨机转速率。

根据戴维介质运行理论，磨机的临界转速是由磨机内径决定的。

磨机转速率决定了介质的运行状态，即决定了介质冲击与研究作用的相对强弱；同时，磨机的生产率直接影响磨机输入功率的大小。

在实际生产中，磨机转速因受机械传动装置的限制通常设为定值，但由于不同类型的物料对磨机转速率的适应情况是不同的，所以不同生产单位，磨机的转速率有可能不同，因此，本研究将 磨机转速率作为变量考虑。

17、传动特性：是指球磨机系统的传动方式，该因素对球磨机的输入功率有直接影响。

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