粗磨、細(xì)磨的工藝特征及對球徑選擇的要求

A.F.塔加爾特曾按磨礦產(chǎn)品粒度粗細(xì)將磨礦劃分為三個范圍：粗磨（產(chǎn)品粒度3.3~0.83mm）、中磨（產(chǎn)品粒度0.61~0.21mm）和細(xì)磨（產(chǎn)品粒度0.15mm或更細(xì)）。但在實際選礦工業(yè)生產(chǎn)中，由于磨礦流程結(jié)構(gòu)和經(jīng)濟因素的限制，磨礦通常被劃分為粗磨及細(xì)磨兩個階段，粗磨通常指磨礦產(chǎn)品粒度0.15mm以上的磨礦，而給礦粒度0.15mm以下的算細(xì)磨。這里就按粗磨及細(xì)磨兩個階段來討論。

粗磨和細(xì)磨雖然屬于不同粒度范圍的礦料磨碎，但由于磨碎的粒度不同，導(dǎo)致兩個階段的磨礦工藝特征有許多重大的差異，對球徑的選擇也就有許多不同的要求。下面分別討論粗磨和細(xì)磨階段的工藝特征以及對球徑選擇的要求。

磨機產(chǎn)品視頻

（1）粗磨處理的物料粒度范圍寬，磨礦比大，細(xì)磨處理的物料粒度范圍窄，磨礦比小。我國粗磨機處理的物料粒度很寬，通常較大粒度達(dá)25mm左右，好一些的可達(dá)20~15mm，如果按磨到0.15mm（-0.074mm占80%左右）計算，磨礦比會達(dá)166~100。細(xì)磨的給礦粒度按0.30mm計算，產(chǎn)品粒度按0.074mm計，磨礦比只有4?？梢?，粗磨的磨礦比比細(xì)磨的大得多。

粗磨的粒度范圍很寬，為了提高磨礦效率就必須對鋼球?qū)嵭卸嗉壟浔?，而?a href="http://dxsjylt.com/news/249.html" target="_blank">鋼球?qū)δサV過程也有影響。因此，粗磨除了保證各粒級的鋼球尺寸精確外，還有一個重要的問題就是各級球徑的合理配比。俄羅斯的選礦學(xué)者研究指出，首段粗磨機中合理配球后可使生產(chǎn)能力提高30~40%。細(xì)磨本身給料粒度范圍就很窄，磨礦比很小，因此，球徑的精確選擇是主要問題，而球徑的配比卻意義不大，用一兩種球即可。

（2）粗磨時破碎的粒度粗，盡管粗礦塊的力學(xué)強度因裂紋多而強度低，但由于尺寸較大，故仍需要大的打擊力，因此，粗磨應(yīng)采用拋落式工作狀態(tài)，讓鋼球有大的下落高度，保證鋼球以沖擊破碎作用為主。細(xì)磨破碎的粒度細(xì)，盡管細(xì)礦粒的力學(xué)強度因裂紋少而強度高，但畢竟礦粒尺寸小，需要的打擊力小。因此，細(xì)磨應(yīng)采用瀉落式工作狀態(tài)，讓鋼球作充分的滾動磨剝，輕微的沖擊作用即已足夠。這里不妨作一個具體計算可以更直觀地說明問題。按表（3-5-4）中提供的數(shù)據(jù)，15mm粗粒的破壞強度是89.15MPa（891.5kg/cm2），計算下來，破壞直徑15mm的球形礦粒需要的破壞力為15750N（1575kg）。而0.15mm礦粒的力學(xué)強度高，為178.5（1785kg/cm2），為15mm粗粒強度的兩倍。但破壞直徑0.15mm球形礦粒需要的破壞力僅為3.15N（0.315kg）。15mm礦粒的直徑為0.15mm礦粒的100倍，但15mm礦粒需要的破壞力為0.15mm礦粒需要的破壞力的5000倍。因此，粗磨需要大的沖擊力破碎，而細(xì)磨只需要輕微沖擊，主要靠磨剝力磨細(xì)。這樣，粗磨應(yīng)保證沖擊力足夠，而細(xì)磨應(yīng)保證磨剝面積足夠大，即粗磨應(yīng)用大球，細(xì)磨應(yīng)用小球，大球有大的沖擊力，小球有大的研磨面積。拋落式工作有大的沖擊力，瀉落式工作有強的研磨作用和輕微沖擊作用。

（3）粗磨靠沖擊，應(yīng)保證鋼球和襯板上粘上一層粗粒，在沖擊時能使沖擊更有效，故粗磨中應(yīng)保證礦漿有較高濃度，約75%~80%。細(xì)磨中礦粒本身就很細(xì)，還有部分呈懸浮狀態(tài)，礦漿本身的粘度就較大，較高的礦漿濃度會產(chǎn)生大的浮力，對細(xì)磨的小直徑鋼球影響大，故細(xì)磨中應(yīng)采用較稀的礦漿濃度，約50%~65%即夠。

（4）細(xì)磨時礦粒強度大，需破碎的礦粒小，過程條件難控制，導(dǎo)致細(xì)磨過程效率低，電耗高。因此，提高細(xì)磨效率對細(xì)磨具有特別重要的意義。而提高細(xì)磨效率的關(guān)鍵在于大幅度地增大研磨面積。要做到這點只有采取減小球徑增加球數(shù)的辦法。故對細(xì)磨而言，在保證磨碎力足夠的前提條件下應(yīng)該使球徑愈小愈好。對于粒度0.15mm的給礦，細(xì)磨的球徑’ 8~10mm已足夠。但由于這么小的鋼球生產(chǎn)困難和成本高，且在使用中易從臥式磨機中排出，所以，國內(nèi)細(xì)磨生產(chǎn)中使用的較小球徑只能降至30mm，國外也只能降至15~30mm。如果要采用更小的球徑，只能研制適應(yīng)小球磨礦的新型球磨機。目前的細(xì)磨生產(chǎn)中鋼球直徑可以降至30mm，甚至降至20或15mm。但是，正如前面指出的那樣，細(xì)磨也需要輕微的沖擊力，鋼球也需要一定的質(zhì)量，筆者的試驗研究證實，對一定粒度的給料，存在一個鋼球尺寸的下限臨界值，低于這個臨界值時細(xì)磨效率也要下降。

（5）無論金屬礦或非金屬礦，選礦前的磨礦均屬解離性磨礦，而且磨礦產(chǎn)品都要經(jīng)過選礦。無論重選、浮選或磁選，都受粒度的限制，過度的粉碎都是有害的。而細(xì)磨中的過粉碎是比較嚴(yán)重的，因此，在細(xì)磨中如何尋求細(xì)磨效率高而過粉碎又輕的磨礦介質(zhì)來取代小鋼球是一個有意義的問題。筆者通過多年研究并在若干廠礦做過工業(yè)試驗，得出短柱形介質(zhì)用于取代小鋼球細(xì)磨不僅效率高，而且過粉碎輕的結(jié)論，并推薦作為新型細(xì)磨介質(zhì)，目前已在全國許多選廠獲得應(yīng)用。這一點后面將詳細(xì)介紹。