一、球磨機磨礦過程的基本理論
磨礦作業(yè)大部分在裝有許多磨礦介質的圓筒內進行,由于筒體的不斷旋轉而將磨礦介質帶到一定的高度,然后借自重下落,這樣就產(chǎn)生破碎物料所需的沖擊力。同時,由于磨礦介質在筒體內沿筒體軸心作公轉和自轉,使磨礦介質之間與筒體接觸區(qū)間產(chǎn)生壓擠和磨削力,從而使礦石磨碎。磨礦作業(yè)中,加水者稱濕式磨礦,不給水則叫干式磨礦。磨礦作業(yè)多采用硬度及比重較大的鍛鋼(或鑄鋼)制造成圓球和長棒。
二、影響球磨機工作效率的因素
1、原料的性質對球磨機效率的影響
原料的組成及物理性質對磨礦技術效率的影響很大。例如當?shù)V石中有用礦物粒度較粗,結構松散脆軟時,較易磨碎。而當有用礦物的嵌布粒度變細、結構致密以及硬度較大時,則比較難磨。一般來說粗粒級在粗磨時較容易,產(chǎn)生合格粒度的速度較快,而細磨則較難。因為隨著粒度的減小物料的脆弱面也相應減少,即變得越來越堅固,所以產(chǎn)生合格粒度的速度也就較慢。因此,粗磨的磨礦技術效率要比細磨的高。
國外也有先將硬質料與軟質料分開單獨球磨,再將料漿按配方要求配比混合的工藝,不過這種工藝也有其不足之處,會出現(xiàn)原料混合不勻的現(xiàn)象。
2、物料與水的比例對球磨機效率的影響
料水比太大則料漿過于黏稠,黏稠的料漿對研磨介質有滯留作用,使其轉動速度減慢,球磨效率降低。料水比太小則料漿過于稀薄,會導致研磨介質的直接撞擊,加大了研磨體的耗損。
通常對于含可塑性原料多的物料,料水比的值小些;對于瘠性原料較多的物料,料水比的值大些。
3、轉速與內襯對球磨機效率的影響
球磨機內的研磨介質與物料按球磨機轉速的不同,可以分為以下三種運動狀態(tài):瀉落式運動;拋落式運動;離心式運動。球磨機正常的工作狀態(tài)為拋落式或瀉落式運動。通過實踐觀察,越是靠近球磨機筒體,研磨介質的量越多,充分發(fā)揮zui外層對物料的粉碎作用,才能使球磨機的效率zui大。由理論計算得知,當zui外層研磨介質的脫離角為54.73°時,可以使zui外層獲得zui大的降落高度,對物料以zui有效的粉碎。從實際操作中發(fā)現(xiàn),當球磨機的工作轉速調整到臨界轉速的0.75-0.85時,可以使研磨介質處于較高的降落高度。
3.1合理控制球磨機轉速與填充率關系,可以提高球磨機處理能力球磨機處理能力與球磨機轉速成正比,但提高轉速以后應相應降低球荷充填率(球荷容量與球磨機有效容量之比),否則對提高處理量不利。試驗表明,其它條件不變,臨界轉速大小主要取決于球的充填率。充填率愈大,臨界轉速愈小。在同一轉速下,球荷充填率逾高,但以低于40%為宜,當球荷充填率小于25%時,在技術、經(jīng)濟上是不合理的。球的充填率大時,球數(shù)增加,從而增加了磨礦作用,這是提高充填率的有利的一面,但由于前面所述,球磨機zui適宜轉速與球充填率有關,充填率提高,球磨機離心轉速想要降低,這對磨礦作用是不利的一面,當充填率增加時,球磨機裝礦的有效容積減小,也相應降低生產(chǎn)能力。實驗證明:當球磨機轉速率為80%時,其球荷充填率與動力消耗成正比。一般工業(yè)上轉速率及充填率在下面范圍內較合適:轉速率:K=76%—90%;球充填率:Φ=35% ~48%。W=(π/) D·L·δ·Φ 式中:W-裝球量,t;D-球磨機直徑,m;L-球磨機長度, m;Φ-球磨機充填率;δ-鋼球視比重,取值4.8。
3.2磨礦介質的影響
鋼球是球磨機的主要磨礦介質,鋼球的比重尺寸大,其沖擊作用亦大。鋼球的耐磨性好,硬度大則磨削力強,對處理硬度大、結構致密的難磨礦石應多加比重大、尺寸大的鋼球。但為了有效地磨削細粒礦石,增加單位時間內的打擊次數(shù),則要求增加較多的小球。鋼球的比重、硬度、成份與韌性是鋼球的主要技術指標,按標準要求,鍛鋼球、軋鋼球比重為7.8,鑄鋼球、鑄鐵球比重7.5如砂眼較多可降至7.1以下。鐵球雖含C高,但硬度達不到要求,砂眼空心較多,比重小破碎現(xiàn)象較嚴重。鋼球質量下降,磨礦*下降,鋼球單耗卻上升。因而,選用硬度高、韌性較好的鍛鋼、鑄鋼球較適宜。
3.2.1鋼球尺寸的確定
鋼球尺寸取決于球的比重、球磨機中礦石的粒度組成,要求的產(chǎn)品粒度和礦石的物理性質等因素根據(jù)一般的經(jīng)驗,礦快愈大、礦石愈硬,裝入的球徑就應大些。但充填率一定時,裝入的大球愈多,則單位時間內總沖擊的次數(shù)減少,磨礦作用相應小些。當給礦粒度較小,要求產(chǎn)品較細時,應適當增加小球。
可按下面的公式計算球徑大?。篋=id^n 式中:D-鋼球直徑, mm;d-給礦粒度,mm;i\n-常數(shù),主要與礦石性質有關??筛鶕?jù)經(jīng)驗確定對zui大給礦粒度dzui大和zui小給礦李大dzui小相應的zui適宜的裝球尺寸,然后球常數(shù)n及i。
3.2.2鋼球比例的確定
在計算適宜的球徑與相應給礦粒度關系之后,應根據(jù)球磨機總給礦(新給礦+返礦)粒度特性決定合理裝球——即鋼球的配比問題。其步驟為:(1)測定返砂比,并對返砂和球磨機給礦進行篩析。根據(jù)篩析結果計算球磨機總給礦粒度特性繪制曲線。(2)根據(jù)總給礦粒度特性曲線和適宜球徑——給礦粒度關系,算出應加入的不同尺寸鋼球比例。(3)根據(jù)總加球量和各種球的比例,計算應加入的各級別球中。
3.2.3合理補球
球磨機中鋼球在運轉過程中不斷磨損,為了保持球荷充填率和球的合理配比,保持球磨機的穩(wěn)定操作,必須進行合理補球,抵償磨損。合理補球是提高磨礦效率的關鍵問題之一。根據(jù)球磨機實際情況,定期檢查球荷組成,積累數(shù)據(jù),不斷修正補球比例zui后達到穩(wěn)定球荷配比和合理補球目的。一般補球時只補大球,不補小球,因為小球可由大球磨損得到。
三、結論
綜上所述,選擇球磨機*轉動速度、填充率及鋼球,真是細致地繪制礦粒度特性曲線,從而確定適宜的鋼球尺寸、鋼球比例,并在生產(chǎn)中逐步掌握補球規(guī)律,是提高球磨機工作效率的有效途徑。