中耐研磨和您聊聊碎矿和磨矿-球磨机钢球-耐磨钢球-钢球

一、碎矿与磨矿概述

选矿厂中的碎矿和磨矿的投资占全厂总投资的60%左右，磁选厂甚至达75%以上，总电耗也占选矿的50%-60%，生产经营费用也占选厂的40%以上。同时，磨矿作业产品质量的高低也直接影响着选矿指标的高低。因此，碎矿和磨矿工段设计及操作的好坏，直接影响到选矿厂的技术经济指标，经济而合理的完成磨矿的基本任务，是每个磨矿工作者的职责，中耐研磨也是义不容辞。

碎矿和磨矿是选矿厂的头道工序，选矿厂的作业率和原矿的处理能力实取决于磨机的生产率和处理能力。磨机作业的优劣直接影响着整个选矿厂的经济技术指标。磨矿生产指标的改善，可使后续生产工艺指标得到改善，如提高有用矿物的单体解离度、降低有用矿物的过粉碎可以提高选别作业的精矿品位和有用矿物的回收率，减少有用矿物的金属流失，提高选矿厂回收效率等。

二、碎矿与磨矿目的及任务

破碎就是利用外力克服固体物料内部质点间的内聚力使之碎散而减小其粒度的过程。破碎矿石是总称，它可分为碎矿和磨矿以及超细粉碎。

磨矿是入选前物料准备的最后一道作业。物料入选前的准备工作包括破碎及磨矿两个大的作业，这两个作业中磨矿更重要，它不仅能耗高及材料消耗高，而且产品质量直接影响后面选别作业的指标，加上磨矿的处理量实际上决定着选矿厂的处理量，因此，磨矿作业是选矿前重中之重的作业。大致分为：①粉碎性磨矿②擦洗性磨矿③解离性磨矿④超细粉碎。

磨矿过程是个粒度减小的过程，在磨机结构及工作状态一定的情况下，粒度减小有其自身的规律，研究粒度减小的规律以提高磨矿效率是磨矿过程的重要研究内容。

对选矿来说，破碎的主要任务是为选别作业准备最适宜粒度的矿物原料。它包括三个方面的要求：①有用矿物的充分单体解离。②有用矿物过粉碎最小。③具有最适宜的入选粒度。

各选矿厂长期以来，围绕着各种工艺或方法改善磨矿效果，其中从磨矿介质这个因素入手，是最有实际意义的，能直接有效使磨矿效果全面改善，这是因为磨矿作业是通过磨矿介质实现的。中耐研磨公司根据矿山碎磨矿的工况条件，为用户量身设计制作性能更加匹配的磨矿介质（钢球），帮助矿山实现上述效果。

因此，碎矿和磨矿就是要为选别准备好解离充分，但过粉碎轻的入选物料，这就是碎矿和磨矿的基本任务。

在实际磨矿过程中，矿物的解离行为总是伴随破碎行为发生的, 没有不发生破碎就出现的解离，也没有发生了破碎而不出现的解离，矿石发生破碎而使粒度减小，有用矿物也就随之解离出来。一般地说，破碎与解离密切相关，破碎的粒度愈细,，有用矿物的单体解离度也就愈高。但是，由于矿石的破碎中存在选择性解离行为，故破碎的粒度与有用矿物的单体解离度之间只存在密切的相关关系，而不存在正比例关系，解离和粉碎不能等同。如果磨矿介质的力学状态调整得好，可以提高选择性解离的比重，可以在较粗的磨矿粒度下获得较高的单体解离度。相反，如果磨矿介质的力学状态不佳，则可能使产品细度很高但单体解离度不高的现象出现、正因为这样。根据矿石的力学性质调整磨矿介质的力学状态就显得非常重要。

然而，磨矿介质又受诸多因素如介质尺寸大小与形状、介质配比、介质性能、磨机装载量、合理补加钢球制度和磨机转速等因素的制约。任何一个环节的细小变化都会影响着磨矿效果的好坏。如钢球尺寸过大，则会导致钢球的破碎力太大，容易造成贯穿破碎，产生过粉碎；使用不同钢球配比的装球制度其磨矿效果明显比只装一种钢球的效果好。

三、碎矿和磨矿的发展

以前强调：不同的矿石性质采用不同的选矿工艺，至于采用什么碎磨方法很少考虑；

现在观点：针对不同的矿石性质采用不同的磨矿工艺，强化其针对性；发展趋势：磨矿过程中增加矿物解离的选择性，争取以最小能耗获得最大的矿物选择性解离。

四、磨矿介质及尺寸的选择

钢球既是磨矿作用的实施体，又是能量的传递体，它决定着矿石的破碎行为能否发生及怎样发生，也影响着磨机生产能力的大小、磨矿产品质量包括磨矿产品的粒度特性、单体解离特性等的好坏及磨矿过程中钢耗和能耗的高低等。

影响磨矿介质尺寸的因素很多，针对多粒级给矿，要想获得理想的磨矿产品就得需要有合理的磨矿介质的级配。磨机内的介质就必须要确定尺寸以及各尺寸之间的比例，这就得靠初装球来解决。

初装球也只解决了磨机工作前的装球问题，磨机一经工作，钢球磨损随即产生，这会导致磨损不等时，以及钢球自身的抗疲劳强度、材质、金相组织等，随着不断磨损，磨内钢球级配会逐渐失去应有的比例，这会导致磨矿产品的粒级发生改变，后序选别指标也会随之改变，需要通过补加球来完善磨内级配。

在磨矿介质优化的理论基础研究方面，利用照相机、摄影机等记录磨机中球的运动，并通过离散元方式分析球的运动规律，然后再通过试验验证。这一方法可较好的预测球的冲击力、速度、磨损及能量消耗等，且与工业试验结果相吻合。通过磨机转速、处理量及球径等不同磨矿条件的单体解离度测试结果，确定矿物解离的最佳条件。还有简单的磨矿模型计算破裂速度并用影像分析技术来分析矿物的解离，建立解离模型。B.K.Misra和 RaJ.K.Rajamai利用离散元数学法和计算机对磨机介质运动形态进行了模拟研究，并且建立了介质运动的数学模型。模型中，球介质的冲击频率是作为一种能量函数来定义的。因此，根据模型可以得到磨机中介质冲击能量的分配和高、中、低冲击能的位置，而这正是磨矿介质优化的关键之一。这一模型被用来模拟工业磨机中的介质行为，并且根据模型推导的结果均合理地接近实验测定值。

在磨矿介质尺寸大小的选择上，东北大学的陈炳辰教授创立了一种新的计算机模拟算法，即应用磨矿动力学原理和线性迭加原理，根据所要求的磨矿产物粒度，利用实验室试验结果，可以计算出合适的介质尺寸和配比，这一做法已被工业实践所证实。昆明理工大学的段希祥教授从钢球冲击动能必须大于矿石破碎所需能量这一力学基本要求出发，根据Davis钢球抛落运动理论，推导出了选择计算磨机介质的球径半理论公式，该公式考虑了众多磨矿因素，包括磨机转速率、矿石抗压极限强度、磨机直径、给料粒度和钢球有效密度等，并且对岩矿力学性质的不均匀性、粘度等采用了综合经验修正系数，这一半理论公式较以前的许多公式更为准确有效，通用性也更高，中耐研磨公司技术专家就上述理论在实际应用中的确得到了显著效果。

朋友，您如果对此项优化方案感兴趣，中耐研磨也非常乐意共同探讨，为碎磨矿作业提高单体解离度、提产增效、节能降耗贡献智慧和力量！