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球磨机——试验确定球径的方法

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由于经验球径公式的局限性与误差较大,而球径大小对磨矿的影响又极大,因而直接采用试验来确定所需球径必然成为确定球径的一个重要方法。

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试验确定球径的方法,当然受多种可变参数的影响,为了简化问题,只能将一些重要的可变参数固定在一定值域内,然后通过试验求出给矿粒度与球径之间的关系。在具体做法上,选定待计算球磨机在生产上常用或确认的工作参数如转速率、装球率、矿浆浓度等为固定值,然后根据经验确定几组钢球分别进行试验,效果好的一组球即为选择更好的球径。

试验确定球径的方法可以在实验室磨机上进行,也可以在工业磨机上进行。显然,实验室磨机上的试验要简单得多,工业磨机上的试验则艰巨复杂。

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实验室磨机的规格小,相应的给矿粒度也小,试验结果可作为中细磨机的球径选择依据。因为给矿粒度小,通常3~5mm以下,给矿粒度范围窄,因此采用单种球径球组进行试验即可。选择的球组不应低于3组,较好的是5或6组,目的是要将待求更好的球径包括在内,不漏掉较佳值。当其它参数固定不变时磨机指定级别在生产率与球径之间的关系是一个单峰函数,如图3-5-2所示。如果选择D1、D2、D3三种球,生产率曲线到D3时呈上升趋势,无法判定D3,是较好的球径值;同样,选择D4、D5、D6三种球时,也无法判定D4是较好的球径值,只有使生产率曲线达到峰值和导数转向时才能找出更好的值。

试验方法中的一个重要问题在于,如何判定磨矿效果的好坏。就以生产率而论,达不到指定级别(如0.074mm或其它粒度)的称为“粗级别”,达到指定级别及以下的称为“细级别”,而细级别中又包含“过粉碎”级别,几者之间的关系可表示在图3-5-2中。

显然,以处理量大小作为生产率大小的判据是不科学的,因为磨矿的目的是使物料必须达到一定细度,只有用实现这一目的程度的指标作为判据才科学。但是,如果仅以达到指定粒度以下的细粒级含量多少来判别生产率大小时也仍然有问题,因为细粒级产率愈高时产生的过粉碎粒级产率也愈大,不见得合格粒级产率就大。磨矿不仅要使产品粒度达到指定细度,而且过粉碎粒级应该尽量少。因此,人们提出以“磨机技术效率”这一指标来判别磨机工作的好坏,磨机技术效率E为:

由方程式(5-12)得出:

原料中粗粒级含量Q0是已知的,只要测出磨碎时间t下的粗粒级含量Q便可求得K值。分别求出各组钢球在同一磨碎时间下的K值并进行比较;K值大的球组具有较大的磨碎速度,显然是较好的球组。以K值大小来选择球径的方法,紧密和磨矿过程减小粒度的目的相联系,且求取的方法简单,是一种科学的方法。笔者在选择云锡公司中细磨球径时曾经用过,取得好的效果。

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实验室球磨机的给矿机难以给出10~25mm粗的矿粒,实验室球磨机也难以装入大的钢球,因此,粗磨机中钢球尺寸只有在工业生产磨机中试验确定。但工业生产磨机是个连续生产设备,要判别哪一种球或哪一组球好,需要长期的观察、分别考查磨机排矿、分级溢流、分级返砂的较大粒度和平均粒度,以这两个粒度的粗细来判断球径的过大过小,并配合磨机按指定级别计的利用系数q(t/m3.h)来共同判断哪一组球更佳。此种工业试验,试验一种球需1~3个月,试验五六种球需一年以上,不仅试验周期长,而且要作多次清球,工作量大、耗资多。所以,进行此种系统工业试验的厂矿不多,多半是经长期使用加观察分析而得出结论。当然,这种结论欠说服力,带有强的经验性。

为了解决工业试验周期长、工作量大和耗资多的问题,笔者提出简化球径工业试验的方法。即在实验室直径400mm以上的大型实验室磨机中作间断磨碎试验,使不同球组磨碎到生产产品细度水平上进行比较,同样可以确定出更佳球径。确定的球径再在工业磨机中进行观察分析验证。这不但大大缩短试验周期,减少人力物力,也为工业试验排除风险。笔者曾在几个厂矿进行过这种试验,证明方法是成功的,效果是好的。

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