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钢球对磨矿过程的影响——钢球充填率的影响

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球磨机的磨矿作用是由钢球完成的,则磨机内钢球充填的多少自然决定磨矿作用的强弱。从物理现象上分析,装球多,打击次数多,研磨面积大,磨矿作用强;反之,装球少时打击次数少,研磨面积小,磨矿作用弱。力学现象上分析,装球多时耗功大,磨机生产率也大,装球少时耗功也小,磨机生产率也低。

球磨机

由于球荷充填率和磨机转速率共同起作用,因此,在分析充填率的影响时也不能丢开转速率,只能二者结合分析。磨机处于较低转速时,球荷在磨机内形成一个倾斜面,球升到高处时沿球荷斜面滚下,形成泻落运动状态。随着球荷充填率增加,球荷倾斜面角度增大,球荷下滑力矩增大,球磨机需用功率也增大,按戴维斯和列文松等人的理论,球荷充填率达50%时磨机功率达较大值,如图3-5-5所示。当充填率超过50%时,磨机功率开始下降,这是由于球荷上升过高,球向下滚动时落回点也高,又将能量传回筒体,故磨机实际需要的功率下降。当球荷充填率为100%时,整个磨机实际上成为一个滚筒,磨机只需维持此滚筒转动需要的能量,因此磨机的功率很低。如果磨内装有矿石和水,磨机功率的实际曲线(图3-5-5中实线)与理论曲线(虚线)产生差异,达到较大功率的充填率值下移,这是由于矿石和水的加入使球荷实际充填率上涨之故。

宜的充填率,并非充填率愈高愈好。检验充填率更好的标准是磨机生产率的大小,通过试验找到较大生产率对应的充填率即是较佳充填率。当然,当磨机规格不太大和球荷处于抛落运动时,用康托诺维奇公式是可以计算转速率所对应的充填率。但普遍适用的仍是试验确定的方法。另外,从磨矿过程是功能转变的过程这一原理出发,可以认为磨机较大生产率必然对应着较大的磨碎功,因此,也可用较大磨碎功来作为更佳充填率的判据。

钢球尺寸对磨矿的各项指标影响如下几点。

(1)球径过小时也因打击力不足而使生产率下降。球径精确化时可使磨机生产率大幅度提高。笔者在若干选厂的工业试验中证明,使球径由过大变为精确时,磨机按-0.074mm计的利用系数值可提高15%~40%。

(2)影响磨矿产品粒度分布的均匀性。过大的球径使打击次数少而导致磨不细的粗级别多,过大的打击力又使打击时过粉碎增多。故过大球径下产品粒度不均匀,过粗的和过粉碎的均多,对选别不利。笔者的若干工业试验证明,使球径由过大调为精确时,磨矿产品的较大粒度和平均粒度均有所减小,且过粉碎也减少3%~4%,产品粒度更为均匀,中间易选粒级增多,对选矿更有利。

球磨机

(3)影响磨矿产品中矿物单体解离度高低。过大的球径因打击力过大而使矿石产生贯穿破碎,只是粒度机械地变细,矿物的单体解离度不高。球径精确化后矿物沿结合面解离的几率增加,产品中矿物单体解离度提高。笔者的工业试验证明,球径精确化后可使有用矿物的单体解离度提高4%~6%,进而提高精矿品位和回收率。

(4)影响球耗的高低。按戴维斯的钢球磨损理论,球的磨损速度与其重量成正比,大球磨损速度大,耗量大;小球磨损速度小,耗量低。这一点早已为A.F.塔加尔特的《选矿手册》所收集总结。笔者的工业试验也证明这一点。若干工业试验证明,球径由过大调整为精确后,钢球单耗可降低10%~20%。

(5)影响电耗高低。当球的装载量不变时,小球的电耗也比大球的低。这一点在国内外均有人研究过,有的专著列出每吨钢球需要输入的功率KWb为:

B为较大球径,mm。

由公式(5-40)和&5=Ss值看出,每吨大球的输入功率比小球的大。笔者的工业试验证实,球径减小后磨机功率可下降2%~3%。

(6)影响磨机工作噪声的大小。大球由于具有的能量大,相互撞击或打击衬板时声能损失也大,故噪声大。使球径精确化后可以降低噪声,经笔者的多次工业试验证明,由球径过大经调整为精确后,磨机工作噪声可下降3~4bB。

由以上可见,钢球尺寸对磨矿的各项指标有很大影响,精确选择钢球尺寸有重大意义。

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