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技术文章
立式磨机的磨矿效果的影响因素
上海矽诺国际贸易有限公司2020-05-21点击1020次
立式磨机磨矿过程受到很多复杂的影响因素的影响,内因是矿石性质,外因是磨矿设备的工艺参数、操作条件、磨矿介质的装补球制度等。因此,立式磨机磨矿效果的影响因素有物料性质、磨矿机的工艺参数和操作条件等。
(1)物料性质
不同矿物的机械性质不同,因此磨矿过程中有不同的磨矿行为。主要表现为矿石的性质、入磨粒度、磨矿产品粒度等。
矿石的性质:主要为硬度、脆性、解理、韧性、缺陷等。矿物的硬度大,磨碎的难度大,矿物的硬度小,磨碎的难度小,矿物脆性大,容易磨碎,矿物脆性小,难以磨碎。矿石在磨矿的过程中在解离面存在解理现象,矿石的硬度减小,矿物的磨碎能力变强。矿石的韧性大,矿物的磨碎较难。剪切磨剥作用的磨碎效果优于冲击作用。矿石的物质结构存
在缺陷,矿石的硬度因此会降低,矿石更容易磨碎。矿石硬度对磨矿的影响是软硬矿物存
在选择性磨碎。
入磨粒度:入磨物料粒度越粗,达到磨矿合格粒级要求时,需要的磨矿时间长,电耗、材耗就更多。通常适当降低入磨粒度,可提高磨矿效率,同时,破碎作业的产品就要更细,需要更多的破碎成本,因此需要考虑破碎和磨矿的两个作业的生产成本。
磨矿产品粒度:磨矿产品粒度影响后续选别作业的指标。磨矿产品粒度需要满足实现有用矿物的单体解离、过粉碎轻、达到选别粒度要求。磨矿产品越细,磨矿生产成本越高,磨矿产品粒度的需考虑磨矿和选别的技术要求。
(2)磨机的工艺参数
磨机规格:包括磨机筒体的直径和长度。磨矿机的规格对磨机的功率和生产率产生影响。磨机的有用功率和生产能力与磨机的规格的关系分别如式
(1.2)
K1、K2 为比例系数,磨机长度与磨矿时间有关,磨矿时间短,矿石磨不细,则不能达到磨矿产品合格粒度的要求,磨矿时间长,磨矿产品中过粉碎含量多并且消耗的能量大。
磨机转速:磨机中磨矿介质随筒体呈离心运动时,磨机此时达到临界转速。磨机的转
速率是磨机的实际转速除以临界转速的值。通常,磨机转速小于临界转速时,磨机生产效
率随着转速率增加而增加。但转速率大的同时钢耗和材耗也大,磨机振动越剧烈,因而磨
机作业稳定性变差
[1]
。
磨机衬板:磨机衬板是磨机的重要组成部分也是易损耗部件,磨机衬板材料有金属和非金属两种,有平滑、棱条、波纹等形状。衬板越厚,磨机有效容积越少,因而磨机生产效率也降低。
(3)操作条件
磨矿浓度:磨矿浓度是指磨机中矿石的占整个矿浆的质量百分数。磨矿浓度越高,矿浆粘性越强,流动性越小。一般情况下,硬度大的矿石,用较高的磨矿浓度,硬度小的矿石,则用较低的磨矿浓度。磨矿浓度也受到矿石性质、磨机转速等条件的影响。周意超等根据柿竹园矿石性质,在实验室条件下一段磨矿浓度在75 %、二段磨矿浓度在 65%时,磨矿产品的质量最好和磨矿的耗能最低。
搅拌速度:立式搅拌磨机的搅拌速度对磨机的磨矿效果有重要的影响,搅拌速度的增加会提高磨机中磨矿介质的碰撞摩擦概率,从而有利于产生更高的磨矿细度。高的搅拌速度也会造成更多的能量输入用于矿石的磨碎,因此搅拌速度与磨矿的能耗输入也存在正比关系。随着搅拌速度的增加,磨矿介质的介质流运动主要为静止滑动摩擦,沟流,分散,离心四种状态,在低速转动情况下,磨矿介质的介质流动为沟流,部分磨矿介质未能运动。随着搅拌速度的增加,磨矿介质的运动为分散,磨矿介质处于悬浮状态,磨矿介质的磨矿效率最高是处于分散状态,由于搅拌速度的进一步增加,磨矿介质处于离心状态,磨矿效率降低,因此在实际生产时,必须在磨矿效率和磨矿时间之间选择一个合适的搅拌速度。
磨矿介质充填率:磨矿介质的充填率是磨矿的重要操作条件之一,磨矿介质的充填率影响物料和介质的比例,进而影响磨矿细度。此外,磨矿介质的充填率也影响磨矿能耗。充填率太大,磨矿介质运动不充分,充填率太小,磨矿介质产生的破碎力不够,不能有效实现矿物的磨碎。理论实践表明,球磨机的充填率为 40%~50%为宜,棒磨机的充填率为35%~45%为宜。
Persson 等人发现在较高的磨矿介质充填率下可以取得较好的磨矿性能。
磨矿时间:磨矿时间影响磨矿产品的粒度,一般来说,磨矿时间越长,磨矿产品粒度
越细。矿粒越小,矿粒的机械强度越大。矿粒粒度大时,矿粒的机械强度低,矿石容易被
磨碎能力强;矿粒粒度小时,矿粒的机械强度大,矿石磨碎能力弱。因因此,磨矿过程
中,磨矿时间越长,矿物的粒度越小,矿粒的机械强度增加,矿物的选择性磨矿变小。所
以磨矿时间过长,选择性磨矿变差并且容易造成过粉碎。
磨矿介质的大小及配比:对于矿石的组成的多粒级分布,需要采用合适的多级钢球配比,合适的装球是单体解离度的提前条件。磨矿介质的大小对磨矿的性能有很大的影响。在满足矿粒破碎的破碎力条件下,磨矿介质越小,最终产品的表面积越大。磨矿介质的大小主要是对磨矿细度和矿浆的流动性产生影响。采用 17mm 和 20mm 的钢球对澳大利亚某铁矿的进行塔磨机磨矿试验,两种不同大小的球得到相似的磨矿产品粒度分布,但从磨机的处理量、粒度比能量,运行功指数三个方面来看,
17mm 的钢球磨矿性能比 20mm的磨矿性能好,采用小的磨矿介质,磨矿介质数量和表面积大,有利于提高磨矿效率。