浅析磨矿过程的影响因素

浅析磨矿过程的影响因素

摘要: 在大量搜集资料的基础上, 全面概括了磨矿过程的影响因素,为提高磨矿效率,改善磨矿效果提供了实际方法。

关键词:磨矿；影响因素；物料的性质；操作条件；磨矿设备

磨矿在选矿厂占有极重要的地位,也是选矿厂进行后续选矿作业的必要前提。磨矿的主要任务是将矿石中紧密共生的有用矿物与脉石矿物相分开,以及使各种有用矿物充分单体解离,满足后续选别作业的粒度要求。

1 我国选矿厂磨矿过程中存在的问题

(1)磨矿作业能耗十分惊人，设备费用占60%左右，生产费用占40%-60%，电能消耗占50%-60%，钢材消耗占50%以上[1]。

(2)磨矿流程不合理，二段以后的磨矿都为开路磨矿，使得生产率低和过粉碎严重。

(3)钢球尺寸偏大，一方面导致细磨能力下降，另一方面使细磨生产率低，而且会造成过粉碎。

(4)磨机选用不对口。许多选厂在粗磨中采用中心排料棒磨机，过粉碎偏大。而在细磨中采用格子型球磨机，不利于选择小钢球。

(5)介质形状不合理。绝大多数选厂在细磨中都采用小钢球，但是钢球并不是最好的选择。

(6)材质选择不合理，使得介质成本过高。

(7)磨矿形式单一，不能很好地分离有用矿物与脉石矿物。

上述问题制约了选厂生产率的提高，增加了磨矿乃至整个选矿作业的成本，阻碍了企业的发展，因此，更好地解决这些问题就成为选矿工作者的首要任务。

2磨矿影响因素的分析

影响磨矿的因素很多,通过长期的生产实践,其可归纳为3个方面: （1）矿石性质，其中包括硬度、嵌布粒度、含泥量、给矿粒度、要求的磨矿产品细度等；（2）操作条件，其中包括磨矿流程、介质装入制度、磨矿浓度、分级效率及返砂比等；（3）磨矿机的类型、规格等。对于这3个方面的影响因素,必须对它们逐项分析, 再加以综合研究,才能明确它们间的相互联系和内部规律[2]。

2.1物料性质分析

a矿石性质

矿石性质对磨矿机工作的影响，可以用矿石的可磨性（即矿石由某一粒度磨碎到规定粒度的难易程度）来比较和衡量。不同的矿石具有不同的可磨性，她主要与矿石本身的矿物组成、机械强度、嵌布特性以及磨碎比有关。结构致密、晶体微小、硬度大的矿石，可磨性小，磨碎它需要消耗较多的能量，磨矿机的生产率较低；反之，结晶粗大、松散软脆的矿石，可磨性大，磨矿机的生产率较高，磨矿的单位能耗低。

b给料粒度

磨矿机给料粒度大小，对磨矿过程的影响也很大。给矿粒度愈小，磨碎到指定细度所需的时间愈短，磨矿机的处理能力愈高，单位磨矿能耗愈低。给矿愈粗, 将它磨到规定细度需要的磨矿时间愈长对磨机的磨损更大,磨机的生产率越低。在一定的范围内,降低给矿粒度对于提高磨机的生产能力有重大作用。

c产品粒度

在给矿粒度和其他条件相同时，磨矿产品愈细，磨矿机生产率愈低，单位能耗愈高。

2.2操作条件分析

a磨矿介质的影响

磨矿介质的形状和材质应满足和兼顾两方面的要求：一是具有尽可能大的表面积，以提供同被磨物料相接触的适当表面；二是具有尽可能大的质量，以具备磨碎物料所必需的能量。不言而喻，这两方面的要求必然与介质所具有的形状和使用的材质有关。

磨矿介质尺寸大小关系到它们在磨矿机中对物料产生冲击、挤压和研磨作用的强弱，直接影响着磨矿效果。在确定介质尺寸时，主要考虑的是被磨矿石的性质和粒度组成。以球磨机为例，在处理硬度大、粒度粗的矿石时，需要较大的冲击力，应装入尺寸较大的钢球；当矿石较软，给矿粒度较小，而要求的磨矿产品粒度又较细时，则应装入尺寸较小的钢球，以增大钢球同被磨物料的接触表面，增强研磨作用。选择介质尺寸还要考虑磨矿机的直径和转速。直径大，转速较高的磨矿机，传递给介质的能量较大，可使用尺寸较小的介质，以增加它的个数，提高磨矿效率。

当磨矿机的直径、长度及转速率一定时，在装球率不超过50%的范围内，磨矿机的有用功率随装球率的增加而增大，生产能力亦随之而提高。但不同的转速有不同的极限装球率，在临界转速以内操作时，球磨机的装球率通常为40%～50%。

磨矿介质在磨碎物料的过程中，自身也不断地被磨损，尺寸较大的逐渐变成较小的，最后完全被磨耗掉或变成碎片从磨矿机中排出。为了使磨矿机在磨矿过程中保持不同尺寸介质始终有适宜的比例，并使介质充填率不变，必须每天都要给磨矿机补加一定尺寸和数量的新介质，以补偿磨耗掉的介质量。

b磨矿机转速的影响

当其他条件不变时，磨矿介质在筒体内的运动状态取决于磨矿机的转速。介质的运动状态不同，磨矿效果也不一样。磨矿机转速较低时，介质以泻落运动为主，冲击作用较小，磨矿作用主要为研磨，磨矿机生产能力较低，适于细磨；转速较高时，介质抛落运动方式所占的比重较大，冲击作用较强，磨矿作用以冲击为主，磨剥次之，有利于粉碎粗粒物料，磨矿机生产能力高。

磨矿机适宜的工作转速分别是临界转速的76%和88%，我国目前制造的球磨机的转速率多数在75%～80%之间，比理论计算值稍低。在实际生产中，磨矿机的适宜转速还要通过长期生产对比试验来确定，在进行对比时，不仅要看磨矿机生产能力的高低，还要看电耗、钢耗及经济效益如何。当然，如果遇到磨矿机生产能力达不到设计产量定额时，适当提高磨矿机的转速，仍不失为提高选矿厂处理能力的有效措施之一。但磨矿机转速提高后，振动及磨损加剧，必须注意加强管理和维修。反之，如果磨矿机生产能力有富余，则应适当降低其转速，以减少能耗和钢耗，降低磨矿成本。

c磨矿浓度的影响

磨矿浓度是指正常工作时磨矿机中矿浆的浓度，既可以用矿浆中固体含量（按质量计）百分数表示，也可以用矿浆中液体质量与固体质量之比来表示（简称液固比浓度）。磨矿机的排矿浓度就是它的磨矿浓度。磨矿机中矿浆浓度大小对介质的磨矿效果、矿浆自身的流动性能以及矿粒的沉降快慢都有直接影响。磨矿浓度较高时，介质在矿浆中受到的浮力较大，其有效密度降低，下落的冲击力减弱，打击效果较差。当浓矿浆中固体矿粒的含量较高，矿浆黏度较大，介质周围粘着的矿粒也多，介质打击和研磨矿粒的几率增大，磨矿效率提高。这是因为磨矿机的细磨作用主要取决于磨矿介质作圆运动时的研磨震裂作用。不过，磨矿浓度也不能太高，否则将大大降低介质的冲击力和研磨活动性，降低磨矿效率；而且矿浆太浓，矿浆流动性差，粗粒物料沉落慢，溢流型球磨机容易跑出粗砂，格子型球磨机则可能发生阻塞而造成“胀肚”。矿浆浓度较低时，介质在矿浆中的有效密度较大，下落时冲击力较强，但矿浆黏度较低，粘着在介质表面上的矿粒较少，研磨作用降低，且介质和衬板的磨耗增加。