磨礦設(shè)備發(fā)展應(yīng)用

磨礦設(shè)備呈現(xiàn)出來的發(fā)展趨勢(shì)有以下幾點(diǎn)：磨機(jī)大型化；發(fā)展高效節(jié)能球磨機(jī);發(fā)展細(xì)磨和超細(xì)磨設(shè)備。由于磨機(jī)直徑發(fā)生了很大的變化因此磨礦過程也會(huì)產(chǎn)生一定的變化，磨機(jī)直徑過大，會(huì)給生產(chǎn)帶來一些新的問題。例如轉(zhuǎn)速降低，容易導(dǎo)致鋼球沖擊作用變小，磨剝作用大，球和礦的接觸少，球荷死區(qū)迅速增加，使單位容積產(chǎn)量下降，磨礦產(chǎn)品的電耗高，所以對(duì)于球磨機(jī)的直徑設(shè)計(jì)不能超過一定的范圍。

市場(chǎng)上比較受歡迎的高效節(jié)能球磨機(jī)方面的主要有中心傳動(dòng)球磨機(jī)，靜動(dòng)壓軸承球磨機(jī)，圓錐形球磨機(jī)，超臨速球磨機(jī)，細(xì)磨和超細(xì)磨設(shè)備等。中心傳動(dòng)球磨機(jī)的傳動(dòng)是通過電機(jī)帶動(dòng)行星齒輪減速器直接驅(qū)動(dòng)筒體，電機(jī)、減速器傳動(dòng)系統(tǒng)和筒體位于同一中心軸線上，筒體由調(diào)心滾子軸承支承，磨機(jī)中空軸徑與主軸承間為滾動(dòng)摩擦，阻力減小，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能。靜動(dòng)壓軸承球磨機(jī)采用靜動(dòng)壓軸承，在啟動(dòng)時(shí)采用高壓液壓系統(tǒng)潤(rùn)滑，用高壓油將球磨機(jī)筒體頂起，待啟動(dòng)后采用低壓液壓系統(tǒng)潤(rùn)滑，保證球磨機(jī)中空軸徑能夠處于良好的潤(rùn)滑狀態(tài)，減小摩擦阻力，降低設(shè)備的磨礦功耗，一般情況下，圓錐形球磨機(jī)的主軸承為調(diào)心滾子軸承，摩擦阻力小，降低了能耗。

球磨機(jī)如果可以能突破臨界轉(zhuǎn)速，磨機(jī)的生產(chǎn)能力會(huì)有所提高，并且在在臨界轉(zhuǎn)速以上仍然隨磨機(jī)轉(zhuǎn)速的增加而增加，這樣就能實(shí)現(xiàn)磨機(jī)小型化、生產(chǎn)能力大型化的目標(biāo)，對(duì)于礦物加工、化工和建材等傳統(tǒng)行業(yè)的磨礦發(fā)展都有非常重要的推動(dòng)作用。超臨速球磨機(jī)筒體內(nèi)采用礦石和介質(zhì)流導(dǎo)向機(jī)構(gòu)改變了傳統(tǒng)球磨機(jī)內(nèi)被重力和離心力控制的介質(zhì)和礦石流的運(yùn)動(dòng)軌跡，使礦石受到高速的沖擊和磨剝作用，使常規(guī)球磨機(jī)在臨界轉(zhuǎn)速以上也能實(shí)現(xiàn)有效磨礦的作用，顯著提高磨礦效率和速度。

非金屬礦工業(yè)中常用的磨礦(粉)設(shè)備有球磨機(jī)、棒磨機(jī)、礫磨機(jī)、自磨機(jī)、懸輥磨(雷蒙磨)、壓輥磨、沖擊磨、渦輪磨、振動(dòng)磨等。

一種用高速氣流為載能體使物料發(fā)生沖擊、磨剝、松解而粉碎的磨礦設(shè)備，又稱氣流磨機(jī)。氣體(一般是壓縮空氣或蒸氣)通過噴嘴或其他方式射入磨機(jī)，由于氣流的高速運(yùn)動(dòng)和壓力驟降，引起物料彼此碰撞(或沖擊到靶上)和結(jié)塊的松解而粉碎。磨機(jī)工作時(shí)氣流速度可達(dá)1～6馬赫數(shù)，產(chǎn)生巨大粉碎能量；利用顆粒本身的沖擊和研磨力粉碎的產(chǎn)品很純凈、不被污染，是理想的高能超細(xì)粉制備方法。粉碎過程中氣流壓力驟降，因此溫度不升高，不會(huì)引起被磨物料的化學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化;設(shè)備無振動(dòng)、噪音小、工作平穩(wěn)。但是其輔助系統(tǒng)復(fù)雜，如所用空氣需去油、去濕、凈化，然后用壓氣機(jī)(串聯(lián)空氣包)供氣；被磨物料水分也有嚴(yán)格限制(不大于2%)。產(chǎn)品排出后需經(jīng)幾道分級(jí)除塵。因此射流磨機(jī)的能耗很高，粉碎1t物料約需80～1000kW·h以上的電能；設(shè)備處理能力低;耗氣量也大，每小時(shí)約需40～1000m(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài))空氣。有時(shí)為了提高粉碎能力采用加熱空氣，這又增加了成本。因此，采用射流磨機(jī)加工時(shí)一定要考慮必要性及經(jīng)濟(jì)上的合理性。射流磨機(jī)按其工作原理可分為旋流噴射式、對(duì)噴和靶式三種基本類型；在此基礎(chǔ)上又派生出許多機(jī)型。

球磨機(jī)是研磨介質(zhì)為球體的磨礦設(shè)備。研磨介質(zhì)為圓臺(tái)、短柱、球柱等異形體的磨礦設(shè)備習(xí)慣上也劃歸球磨機(jī)一類。磨礦設(shè)備中以球磨機(jī)應(yīng)用最廣。

類型及構(gòu)造 球磨機(jī)種類很多，按排礦方式分，有溢流型、格子型、周邊型;按筒體形狀分，有圓筒型、圓錐型、多棱型;按筒體長(zhǎng)徑比分，有短筒型(L/D=1.0～1.4)、長(zhǎng)筒型(L/D=1.4～1.8)和管磨機(jī)(L/D>1.8)(圖1)。金屬礦選礦廠應(yīng)用最多的是格子型或溢流型短筒及長(zhǎng)筒型球磨機(jī);圓錐型磨機(jī)給礦端交角120°，排礦端交角60°，中間為圓筒體部分;這種型式磨機(jī)在20世紀(jì)60年代以前采用過，由于襯板結(jié)構(gòu)復(fù)雜，安裝、拆卸困難，且產(chǎn)量比同規(guī)格球磨機(jī)低，故已淘汰;80年代瑞典研制出給礦端直徑大、排礦端直徑小、去掉中間圓筒體部分的真正圓錐型磨機(jī)。采用這種結(jié)構(gòu)的目的是改善球在筒體的分布、加速排礦，以提高磨礦效率。這種新型圓錐球磨機(jī)還正在試驗(yàn)中，尚無定論。溢流型和格子型兩種球磨機(jī)由于兩端樞軸內(nèi)的螺旋方向 一定，故磨機(jī)筒體旋轉(zhuǎn)方向也是固定的，都有左旋和右旋之分;面對(duì)排礦端向給礦端觀看，筒體順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)者稱右旋磨機(jī)，逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)者稱左旋磨機(jī)。周邊排礦型球磨機(jī)主要用于制備球團(tuán)原料的潤(rùn)濕磨及易于過粉碎物料的磨碎，由于其排礦格子的構(gòu)造更復(fù)雜，故應(yīng)用較少。

一種高速回轉(zhuǎn)的超細(xì)磨磨礦設(shè)備。料漿以高速進(jìn)入由定錐及動(dòng)錐組成的窄狹空隙內(nèi)，動(dòng)錐的旋轉(zhuǎn)與定錐產(chǎn)生機(jī)械剪切力使物料磨碎。這種設(shè)備可以使固體顆粒勻細(xì)化、乳化、分散而制成膠體，故稱膠體磨機(jī);可用于涂料、食品、化工、填料、膠體等的超細(xì)磨和分散;例如，將顏料分散于液相載體成為涂料，將粘度大的膠體分散為1μm以下的微滴，如糖漿、油膏、瀝青等。膠體磨機(jī)根據(jù)其研磨結(jié)構(gòu)的形狀分為盤式、錘式、透平式和孔口式等;根據(jù)研磨結(jié)構(gòu)的安裝方式又分為立式和臥式兩大類。常用的盤式膠體磨機(jī)有立式和臥式兩種。動(dòng)盤旋轉(zhuǎn)速度為3000～15000r /min，它與定盤的間隙為0.02～1mm；間隙大小可根據(jù)對(duì)產(chǎn)品粒度的要求調(diào)節(jié)。給料粒度小于200μm，產(chǎn)品粒度小于1μm。動(dòng)盤多為錐形(稱動(dòng)錐)，上帶凸刃以增加剪切力。圖中示出了中國(guó)制造的JTM-120系列立式盤式膠體磨機(jī)結(jié)構(gòu)，間隙調(diào)節(jié)套上有刻度可檢查研磨間隙大小。該系列動(dòng)盤直徑為40～180mm。盤式膠體磨機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是無震動(dòng)，占地面積小，用途廣，調(diào)節(jié)容易;缺點(diǎn)是加工較硬的物料時(shí)動(dòng)盤上凸刃易磨鈍，從而降低設(shè)備效能。

磨礦設(shè)備類型及構(gòu)造

棒磨機(jī)的構(gòu)造與球磨機(jī)基本相同，其區(qū)別在于前者筒體的長(zhǎng)徑比(L/D)較大，一般為1.5～2.0;排礦端沒有排礦格子板，而排礦口較溢流型球磨機(jī)大，以便順利排料、裝棒和取出斷棒及彎棒。棒磨機(jī)按排礦方式分為溢流型、端部周邊排礦型和中部周邊排礦型三種。周邊排礦磨機(jī)排礦速度較快，產(chǎn)品粒度較粗，過粉碎程度輕;中部周邊排礦磨機(jī)由兩端同時(shí)給料，排礦速度更快，產(chǎn)品粒度更粗。

磨礦設(shè)備操作及應(yīng)用

棒磨機(jī)可用于干式或濕式作業(yè)；周邊排礦型還用于潤(rùn)濕磨礦作業(yè)。所使用的棒介質(zhì)為不同直徑的圓鋼棒，其長(zhǎng)度較磨機(jī)筒體短100～150mm左右；其直徑一般為60～120mm；太粗易砸壞磨機(jī)襯板，太細(xì)磨損后易折斷。棒磨機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)棒與棒、棒與物料之間為線接觸，故“選擇磨碎”作用強(qiáng)，產(chǎn)品粒度均勻、物料過粉碎程度輕。筒體靜止時(shí)棒堆積的松散密度為同材質(zhì)球介質(zhì)的1. 36倍，故棒磨機(jī)的介質(zhì)充填率較低，一般為30%～35%，其轉(zhuǎn)速率也較低，一般為60%～75%。棒介質(zhì)的加入用加棒機(jī)，同時(shí)應(yīng)經(jīng)常定期停車檢查機(jī)內(nèi)棒介質(zhì)的磨損情況，隨時(shí)揀出折斷及彎曲的棒介質(zhì)，以免其干擾完好棒介質(zhì)的正常工作。因此棒磨機(jī)的作業(yè)率較低，一般為80%～88%。棒磨機(jī)多用于處理脆性物料，如鎢、錫的重選;也可用于球磨機(jī)給料的預(yù)處理，以降低球磨機(jī)給礦粒度;也可用于球團(tuán)原料的制備。

由于被磨物料性質(zhì)的不均勻性和物料在磨機(jī)中所受沖擊、研磨力的隨機(jī)性，磨礦產(chǎn)品的粒度是不均勻的，常需要通過分級(jí)或篩分對(duì)磨礦產(chǎn)品或給料進(jìn)行顆粒分離。根據(jù)所采用的磨機(jī)類型和與分級(jí)(或篩分)設(shè)備聯(lián)合工作的特點(diǎn)，流程可分為開路磨礦和閉路磨礦兩大類。開路磨礦的磨礦產(chǎn)品直接進(jìn)入下步工序處理，不返回磨機(jī)再磨;閉路磨礦的產(chǎn)品經(jīng)分級(jí)后，粗顆粒返回磨機(jī)再磨。

金屬礦選礦廠常用的磨礦流程有：(1)單段棒磨流程;(2)單段球磨流程;(3)兩段連續(xù)磨礦流程，又有棒磨—球磨流程、球磨—球磨流程和棒磨—礫磨流程(應(yīng)用較少);(4)階段磨礦流程，即兩段或多段磨礦回路中加入分選作業(yè);(5)單段自磨流程;(6)自磨(或半自磨)—球磨流程;(7)自磨—礫磨流程;(8)“A(Autoge-nous)—B(Ball-Mill)—C(Crushing)”流程，即利用破碎機(jī)處理自磨機(jī)排出的難磨顆粒，自磨機(jī)產(chǎn)品其他部分進(jìn)入球磨機(jī)處理(這種流程很復(fù)雜，應(yīng)用較少)。

磨礦產(chǎn)品按其粒度大小分為粗粒、中粒、細(xì)粒、微細(xì)粒、超細(xì)粒五級(jí)。這五級(jí)的粒度范圍與加工過程及被磨物料的用途有關(guān)，沒有嚴(yán)格的界限。在金屬礦選礦工程中一般認(rèn)為上述五個(gè)粒級(jí)的范圍依次是： 0.5mm、-0.5 0.1mm、-0.1 0.076mm、-0.076 0.01mm和-0.01mm。按磨礦產(chǎn)品粒度范圍，磨礦過程分為粗磨礦、中粒磨礦、細(xì)粒磨礦、微細(xì)粒磨礦和超細(xì)磨礦。磨礦產(chǎn)品粒度愈細(xì)，磨礦過程愈復(fù)雜，磨機(jī)產(chǎn)量愈低，電耗和鋼耗愈高，因此磨礦成本也愈高。對(duì)于非金屬礦的深加工或其他材料粉體的制備認(rèn)為-5μm為超細(xì)顆粒。超細(xì)顆粒的制備要采用特殊的磨碎技術(shù)。