磨矿机及其主要性能控制

粉碎磨机类型

磨机的分类方法很多。常用的有以下四种：①按采用的研磨介质特征，分为球磨机、棒磨机、砾磨机、自磨机等。②按磨机结构特性，分为卧式圆筒型和立式圆筒型。 卧式圆筒型磨机根据其简体内长和内径的比值（通称长径比，以L/D 表示），又分为短筒型（L/D<=1.0~1.5）、长筒型（L/D=1.5~3.0）和管磨机（L/D>=3.0）；管磨机沿筒体长分隔成几个室时称多室管磨机。管磨机多用于水泥、耐火材料、煤粉的制备。立式圆筒型磨机有塔式磨、立式搅拌磨、雷蒙磨机等。③按排矿方式，分为溢流型、格子 型、周边排矿型。按磨矿产品粒度，分为普通磨机和用于制备超细颗粒的超细磨机；超细磨机有振动磨机、离心磨机、胶体磨机、行星磨机、搅拌磨机和射流磨机（又称喷射磨机）等。金属矿选矿厂磨碎作业应用最多的为球磨机、棒磨机、砾磨机、自磨或半自磨机。这四种磨机各有其特点，但也有其共性和相似之处，即均为卧式圆筒型；除大型磨机采用弧型电机外，其传动方式都类似；磨机以一定速度转动时，研磨介质和被磨物料在磨机中的运动形态相似；影响磨机工作指标的因素也类似。

磨矿产品按其粒度大小分为粗粒、中粒、细粒、微细粒、超细粒五级。这五级的粒度范围与加工过程及被磨物料的用途有关，没有严格的界限。按磨矿产品粒度范围，磨矿过程分为粗磨、中粒磨 矿、细粒磨矿、微细粒磨矿和超细粒磨矿。磨矿产品粒度愈细。磨矿过程愈复杂，磨机产量愈低，电耗和钢耗愈高，因此磨矿成本也愈高。对于非金属矿的深加工或其他材料粉体的制备，超细颗粒的制备要采用特殊的磨碎技术。

粉碎磨矿流程

1.磨矿流程

表征被磨物料流经的磨矿设备和工序以及物料传输途径的组合方式。它有很多类型，依据作业特点划分又有不同的名称，例如物料靠风力运输时称为干式磨矿流程， 以水力运输时称为湿式磨矿流程。按照磨矿设备的不同分为棒磨流程、球磨流程、自磨流程（或半自磨流程）、砾磨流程等。按处理的物料特性分，又有原矿磨矿流程、中矿 再磨流程、尾矿或精矿再磨流程。按磨机串联运用情况，又分为单段、两段多段磨矿流程。由于各段设备组成不同，又分为一段棒磨、一段球磨、棒磨—球磨、球磨—球磨、 棒磨—砾磨等流程（以上统称为常规磨矿流程）；自磨、自磨—球磨、自磨—砾磨、自磨—球磨—破碎等流程（以上统称为自磨流程）。如果磨矿回路中加入分选作业，则称为阶段磨矿流程。如果磨矿产品不经粒度分离（ 分级或筛分）直接进入下段工序称为开 路磨矿流程；当磨矿产品进入粒度分离作业以控制其粒度范围时，粒度合格部分进人下步工序，不合格部分（粗粒）返回磨机再磨，则称为闭路磨矿流程。

矿流程是根据分选作业对粒度的要求、处理原料的性质、选矿厂规模、地区条件 等因素，经过综合技术经济比较选择确定的。金属矿选矿厂绝大多数采用湿式磨矿流程，并且多采用球磨流程或棒磨一球磨流程；处理含易碎性矿物的矿石，为了避免过粉碎，多采用棒磨流程，例如处理重选厂的钨、锡矿石和某些铅矿石等。

2.开路磨矿

矿石和水给入磨机内进行磨矿，最终磨矿产品从磨机排出，没有粒度分离作业。 在开路磨矿中最常用的磨机是：棒磨机、球磨机、砾磨机、自磨或半自磨机，可由一台或 多台设备组成磨矿系统［图1-10中(a)］。棒磨机多用于原矿一段开路磨矿，球磨机 多用于中间产品开路磨矿。开矿的主要优点是需要的设备少，磨矿产品浓度高，特别对金、银矿和铀矿高浓度浸出有利。

3.闭路磨矿

磨机与分级设备构成闭路作业，磨机排出产品经分级设备分成粗粒和细粒，细粒作为最终产品或进一步处理，粗粒返回磨机再磨。分离粒度大小由分级设备控制。绝 大部分磨机均为闭路工作，特别是球磨机。闭路磨矿又分两种：一为带 分级的闭路磨矿［图1-10(b)］，其特点是原料给入磨机，磨矿产品经过分级作业分为溢流（ 细粒级）和返矿（粗粒级）两种产品，后者返回再磨；另一种为带预先一 分级的闭路磨 矿［图1-10(c)］，其特点是原料进入磨机前先经过分级，分级的粗粒（返砂或称底流） 进入磨机，磨矿产品再返回分级机进行分级。这种分级兼有预先和 分级两种功能；这种流程多用于两段连续磨矿的第二段磨矿或中矿、精矿再磨回路。

4.再磨流程

分选所得的某产品，例如中矿、精矿或尾矿由于矿物解离度不够（或其他原因），将其给入磨机再磨碎。根据再磨矿的原料性质又分为中矿再磨、精矿再磨和尾矿再磨等流程。

5.自磨流程

自磨机与其他磨机及分级设备所组成的磨矿流程统称为自磨流程。自磨流程可分为八种类型：①单段全自磨流程，因要求其完成的破碎比大，生产波动不易控制，效 率低，目前几乎很少应用。②单段半自磨流程，效率较全自磨高，但破碎比要求大，也 不尽合理。③自磨—球磨流程，当选矿作业要求入选粒度较细时（-200目>=60%）， 该流程较为合理。④自磨—砾磨流程。它适合于处理硬度均一，较致密的矿石。⑤自磨—球磨—破碎流程，矿石从自磨机中排出，用破碎机破碎，破碎后的 矿石返回自磨机或单独处理，自磨机排矿筛下部分进入下段球磨机再磨。⑥半自磨— 球磨流程，它在生产中适应性较强，20世纪80年代以来的新建选矿厂多用此种流程。⑦半自磨—球磨一砾磨流程，又称复合半自磨流程；有时由自磨—砾磨—砾磨组成磨 矿流程，这种流程在芬兰用得比较多。⑧岩块自磨流程，是指用100mm-350mm岩块作研磨介质去粉碎细碎产品的磨矿作业，这种流程比较简单。

磨机功率计算

由于磨矿功耗在选矿厂电耗中占有很大比例，因此正确计算和选择磨机拖动电机 的型式和功耗，对节约电能有很大的意义。此外，准确地确定和计算磨机功率对磨矿 作业的产量计算、磨矿过程优化、自动控制都具有重要意义。美国人戴维斯（E.W.Da-vis）于20世纪30 年代对常用的卧式圆筒磨机进行过系统研究并提出功率计算方法； 由于其计算结果偏差较大，后来美国的邦德（F.C.Bond）和苏联的安德列耶夫、莫洛佐 夫、列文逊以及奥列夫斯基等人都进行过研究并提出了一些计算公式。中国的陈炳辰 等对磨机功率计算也进行过详细研究，并利用实验室磨机和工业磨机进行不同条件下 的试验和测定，根据测定结果对现有的主要计算磨机功率的公式进行了验证和对比， 提出了较精确的理论及经验算式。由于磨矿过程是个很复杂的过程，现有的磨机功率计算公式在一定条件下才适用。

卧式圆筒型棒磨机和球磨机的功率计算：

电机的输入总功率Nt（KW）按下式计算；

Nt=（N空+N附+N有）/N1*1/N2；

式中的：N空为磨机空转功率，磨机中不加研磨介质及物料，KW；N附为附加功率，磨机中加入研磨介质及物料后增加的摩擦损失，kw；N有为有用功率，即使研磨介质和物料运动的能量损失，kw；N1为传动效率，与磨机传动方式有关；N2为电机效率。考虑到备用系统数k1，可得磨机安装功率N安（KW）为N安=K11N1，通常备用系数K1=1.1，N空，N附在具体条件下测定，N有可按下述理论公式，经验公式或半经验公式计算。

研磨介质对应的圆心角；介质在磨机旋转方向的集团角(见图1-11)。介质呈抛落运动时，计算结果较为准确的理论公式有中国陈炳辰公式和安德烈夫公式，在磨机转速率=68%～85%、介质充填率=30%～45%，在这些工业生产最常用的磨机工作条件范围内，陈炳辰理论公式计算结果与实际偏差不大于5%，安德烈耶夫公式偏差不大于10%。戴维斯的磨机功率理论算式和奥烈基的理论算式偏差都较大（在上述工业磨机生产条件下，其偏差分别在13%～45%和13%～35%范围内），但也可作为参考。

粉碎是将小块矿石的粒度进一步化小（粒度1mm以下），使之符合分选作业要求的过程。在选矿工业中，磨矿是矿石经破碎后进行分选前的粒度准备作业。磨矿作业是在连续转动的磨机筒体内完成的；筒体中装有研磨介质（如钢球、棒、异形球棒、大块 矿石或砾石等），研磨介质在筒体旋转过程中被带动产生复杂的冲击、研磨和剪切作用，使进入到简体内的矿石在研磨介质作用下被磨碎。有时，筒体内不另装研磨介质， 而是依靠被磨矿石中的大块矿石进行研磨，这称为自磨。几乎所有选矿厂都有磨矿作 业。在选矿工业中，磨矿作业不仅在基建投资和生产费用中占有很大比例，而且磨矿产品的质量（例如粒度分布、有用矿物单体解离度、湿式磨矿作业的矿浆浓度等）对选矿作业指标也有很大影响。磨矿车间是选矿厂的主厂房，一个选矿厂的处理量、作业率及运转率都是按磨矿设备计算的。