鋼球直徑對磨礦的影響
發布時間：2022-03-16 17:07:27來源：乾潤鋼球
摘要：從實驗室小型試驗和工業試驗說明不同球徑對磨礦的影響。磨礦時，選用合適的球徑，可提高球磨機的處理能力，增加球磨機排礦的新生粒級產出量，以及降低鋼球的消耗量，為浮選作業奠定良好的基礎。
關鍵詞：鋼球直徑 磨礦
1 前 言 球磨機在選廠的生產中有著重要作用，它是靠鋼球來完成磨礦作用的，即靠鋼球對礦粒的沖擊和磨剝來完成對礦粒的破碎任務。在磨礦過程中，鋼球尺寸的大小決定著磨礦產品的質量，同時還影響磨礦的電耗和鋼耗。因此，鋼球尺寸是磨礦的一個關鍵因素，認真研究它對磨機至關重要。 實驗室小型試驗結果表明：采用磁選粗精礦作為試樣，磨礦時，使用小球比大球磨礦效果好。工業試驗結果表明，使用Φ100 mm鋼球比Φ120mm鋼球，可提高磨礦處理量0.82t/臺時，球磨的磨礦效率(以新生粒級計)高O.13t／m3·h，可降低鋼球消耗14．29％。
2 磨礦介質適宜尺寸確定 介質尺寸的大小是影響磨礦和磨礦過程的主要因素之一，適宜的介質尺寸取決于許多因素。目前，關于計算鋼球直徑的公式很多，詳見表1。但迄今還沒有一種能適用各種情況下的計算球徑的統一公式，而生產實踐中往往是根據某個公式計算，然后通過磨礦試驗來確定適宜的磨礦介質尺寸。
表1 最常見的不同公式計算的鋼球直徑
| 公式名稱 | 計算公式 | 給礦最大粒度d／mm | 鋼球直徑D／mm |
| 戴維斯 | D=Kd^0.5 | 16 | 140(硬礦石) |
| 拉蘇莫夫 | D=28d^1/3 | 16 | 70 |
| 奧列夫斯基 | D=52d^0.2 | 16 | 90 |
| 斯梅斯拉耶夫 | D=5d | 16 | 80 |
| 榜德 | D=25.4d^0.5 | 16 | 102 |
注：d一給礦最大粒度，即95％的過篩粒度
3 實驗室小型試驗研究 從選鐵車間采磁選粗精礦樣作為本次試驗用樣，其粒度組成見表2。
表2磁選精粗礦試樣的粒度篩析結果
| 粒度/mm | +0.196 | -0.196 | -0.152 | -0.101 | -0.074 | -0.0385 | -0.015 |
| +0.152 | +0.101 | +0.074 | +0.0385 | +0.015 | |||
| 產率/% | 36.04 | 8.47 | 15.91 | 6.93 | 17.45 | 0.82 | 14.38 |
選用XMQ一0150X 50錐形球磨機，裝入相同重量、不同球徑的鋼球，在磨礦時間相同的情況下，進行磨礦試驗，比較其磨礦效果的差異。磨礦后產品的粒度組成見表3。
| 粒級/mm | +0.101 | -0.101 | -0.074 | -0.0385 | -0.015 | -0.0385mm含量% | 實驗條件 |
| +0.074 | +0.0385 | +0.015 | |||||
| 產率/% | 1.72 | 29.96 | 14.00 | 54.32 | 68.32 | 用Φ10mm的鋼球 | |
| 產率/% | 2.60 | 5.04 | 35.48 | 11.00 | 45.88 | 56.88 | 用Φ15mm的鋼球 |
| 產率/% | 3.47 | 6.01 | 38.09 | 13.37 | 39.06 | 52.43 | 用Φ20mm的鋼球 |
| 產率/% | 2.24 | 4.80 | 37.24 | 11.56 | 44.16 | 55.72 | 3中鋼球按1:1:1混合 |
4 工業試驗階 隨著某廠碎礦粒度的成功攻關，球磨機給礦粒度組成發生了較大變化，-15 mm粒級含量由原來的75％左右變為目前的90％左右。而該廠的一段磨礦一直選用Φ120 mm 的鋼球，造成浮選的給礦即球磨分級溢流粒度過粗及過細粒級含量較高。多次流程考查均發現，磨礦分級溢流粒級+0．252 mm含量一般在10％ 以上，-0．0385 mm含量在40％以上。而這兩種粒級回收率均不高，可選性好的中間粒級-0．252～+0．0385 mm含量相對偏低，是造成粗選回收率低的主要原因。為提高磨礦質量及球磨機處理礦量，在7#、8#球磨機進行球磨介質的工業試驗。4．1 相同球徑的工業試驗 7#、8#球磨機在保持原有加球球徑不變的情況下，即均補加Φ120 mm的鋼球，加球間隔與加球量均一致。經檢測，其充填率均在39％左右。取樣考查近一個月，主要的選礦指標平均。 數據表明，兩臺球磨機在給礦粒度、臺時效率大致相同的情況下，7#球磨機磨礦效率(以新生粒級計)比8#球磨高0．01 t／m3·h，但其溢流中一0．074mm含量比8#低0．68％ ，對應系統粗選段回收率為87．53％，屬正常水平。 數據表明，7#、8#球磨均補加Φ120 mm的鋼球，其溢流的粒級組成基本接近。4．2 不同球徑的工業試驗 針對目前給礦粒度的組成，根據磨礦理論，給礦粒度大時用大直徑鋼球，給礦粒度小時用小直徑鋼球(如軸承鋼球)。將7#球磨所加鋼球換為Φ100mm，8#球磨所加鋼球不變。取樣考查4個月，在此期間，兩臺球磨均沒有大修。 兩臺球磨機在給礦粒度大致相同的情況下，7#球磨的磨礦效率(以新生粒級計)比8#球磨高0．12 t／m3·h，臺時效率高0．82 t／臺時，溢流-0．074mm含量比8#高1．92％，對應系統粗選回收率為88．16％。7#球磨的各項指標與表4作橫向對比，均有明顯提高。臺時效率高0．89 t／臺時，溢流中-0．074mm含量提高1．85％，球磨的磨礦效率(以新生粒級計)高0．13 t／m3·h，對應系統粗選回收率提高0．63％。期間，7#、8#溢流的全粒度分析結果見表7。 數據表明，7#球磨補加Φ100mm鋼球，其溢流中較粗粒級+0．252 mm含量為9．75％ ，細粒級-0．0385 mm含量為4O．1O％ ，可選性好的-0．252～+0．038 5 mm粒級含量為5O．15％。8{f球磨補加Φ120 mm鋼球，其溢流中較粗粒級+0．252 mm含量為13．55％ 。細粒級-0．038 5mm含量為41．46％，-0．252～+0．038 5mm粒級含量為44．99％ ，較7{f溢流可選性好的粒級含量低5．16％。這些均說明Φ100 mm鋼球磨礦效果優于Φ120 mm的鋼球。
5 結 論 (1)不同球徑的鋼球影響磨機生產率的大小。球徑過大時，因打擊次數少和研磨表面積小而使生產率下降。表5的結果表明，用Φ100 mm鋼球磨礦介質比用Φ120 mm鋼球可提高臺時效率0．82 t／臺時； (2)影響球耗的高低。按戴維斯的鋼球磨損理論，球的磨損速度與其質量成正比，大球磨損速度快，耗量大；小球磨損速度慢，耗量低。表4的結果也說明了這一點。 Φ100mm的鋼球比 Φ120mm 的鋼球單耗降低14．29％。 (3)影響磨礦產品新生粒級的高低。過大的球徑使打擊次數少而導致磨不細粒級增多，且容易導致礦粒的過粉碎。表5與表7對照可知，合適的球徑使得磨礦產品粒級分布均勻，更有利于選別作業。