磨碎

磨碎作業(yè)通常是在一個(gè)旋轉(zhuǎn)的圓筒形的磨礦機(jī)中進(jìn)行的。磨礦機(jī)的種類很多， 但是不管用那一種磨礦機(jī)進(jìn)行磨礦，在磨礦過程中，它們的作用原理基本上是一致的，都是利用介質(zhì)（或礦石本身）對(duì)礦石進(jìn)行沖擊和研磨。

磨礦機(jī)產(chǎn)量的高低，產(chǎn)品質(zhì)量的好壞、動(dòng)力及金屬材料消耗的多少，當(dāng)原礦性質(zhì)及操作條件不變時(shí)，主要取決于介質(zhì)在磨礦機(jī)中的運(yùn)動(dòng)形態(tài)。下面以球磨機(jī)為例，說明介質(zhì)（球）在筒體內(nèi)的運(yùn)動(dòng)情況。

按照筒體轉(zhuǎn)速的高低，介質(zhì)的運(yùn)動(dòng)基本上可分為三種形態(tài)。

1、低轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)

簡體轉(zhuǎn)速不高， 球被帶到較小的高度。磨機(jī)中所有球荷向簡體旋轉(zhuǎn)方向偏轉(zhuǎn)一定角度，并維持這種狀況。球按圓軌道隨筒體上升到一定高度后，沿球荷表面以初速度等于零離開筒體向下“瀉落”。在這種情況下，球荷下落至底部時(shí)沖擊作用較小，主要是球荷間的互相滾動(dòng)、摩擦。因之在這種運(yùn)動(dòng)形態(tài)時(shí)，主導(dǎo)磨礦作用的是研磨，其次為沖擊。

2、高轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)

筒體轉(zhuǎn)速較高，球荷被提升的高度較高。在這種情況下球荷隨筒體沿圓軌道上升到一定高度后，絕大多數(shù)（特別是外層）以一定的初速度離開筒體，并沿拋物線軌道向下“拋落”。此種狀態(tài)下，球荷下落到底部時(shí)沖擊作用較強(qiáng)，主導(dǎo)的磨礦作用為沖擊，其次為研磨。

3、離心運(yùn)轉(zhuǎn)

筒體轉(zhuǎn)速提高到其極限值時(shí)，所有球荷繞簡體旋轉(zhuǎn)不再下落，此稱離心運(yùn)轉(zhuǎn)，此時(shí)筒體的轉(zhuǎn)速稱離心轉(zhuǎn)速。球荷在離心運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)將失去磨礦作用，故磨機(jī)應(yīng)在低于離心轉(zhuǎn)速條件下工作。

磨礦過程中球荷的沖擊力和研磨力是同時(shí)存在的。當(dāng)球提升高度大時(shí)，下落時(shí)沖擊力也大，此時(shí)研磨作用居于次要地位。當(dāng)球提升高度低時(shí)，下落時(shí)沖擊力較小，而研磨作用居第一位。球提升的高度取決于簡體的轉(zhuǎn)速和介質(zhì)與筒體間相對(duì)滑動(dòng)的大小。后者又取決于球的裝入量及襯板的型式（光滑的或非光滑的）。

經(jīng)驗(yàn)證明，磨機(jī)中球荷愈多，則正壓力愈大，球荷與襯板間滑動(dòng)愈小，當(dāng)磨機(jī)中介質(zhì)充填率為40~45%以上時(shí)，滑動(dòng)大大降低，如采用非光滑襯板，此時(shí)滑動(dòng)可忽略不計(jì)，分析問題時(shí)可以僅考慮筒體的轉(zhuǎn)速及介質(zhì)在內(nèi)外層的位置的不同對(duì)沖擊、研磨作用的影響。

磨碎和破碎同屬選別前物料的粒度準(zhǔn)備作業(yè)。但就施加外力于礦塊的方式而言，兩者是不同的，機(jī)械破碎通常是由電能產(chǎn)生機(jī)械運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)著的機(jī)械直接將力施加于礦石，從而將礦石破碎，而磨曠則是通過介質(zhì)間接的將外力傳遞于礦石。

在目前技術(shù)條件下，采用磨碎的方法是實(shí)現(xiàn)有用礦物單體解離的有效方法。磨礦作業(yè)工作的好壞，直接影響選別的效果。單體解離度不足或產(chǎn)物破碎率高，不僅會(huì)影響選礦的回收率，而且會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

磨碎是選礦廠中消耗動(dòng)力最多的作業(yè)，一般占整個(gè)選礦廠電能消耗的45~65%。同時(shí)磨碎又是消耗金屬量很大的作業(yè)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，每磨碎一噸礦石，磨碎介質(zhì)和磨機(jī)襯板的總消耗量為0.4~3.0公斤。此外，加上磨碎作業(yè)設(shè)備的維護(hù)修理費(fèi)用較高，所以在整個(gè)原生礦選礦成本中，磨碎費(fèi)用占很大的比例。

對(duì)顆粒加以剪切力，使其在摩擦中進(jìn)行破碎和粉碎，這種方法稱為磨碎。由于對(duì)顆粒有壓縮應(yīng)力和剪切應(yīng)力，所以顆粒的抗壓強(qiáng)度變小。因此，可利用磨碎有效她進(jìn)行破碎，圓錐破碎機(jī)和輥式破碎機(jī)的破碎機(jī)理就有磨碎作用。即使在細(xì)粉碎領(lǐng)域內(nèi)，也可利用這種磨碎作用提高粉碎效率。如用輪碾機(jī)粉碎時(shí)，由于在輥?zhàn)拥膲嚎s作用上加之輥?zhàn)雍湍ケP之間的碾碎作用，使磨碎作用產(chǎn)生效果，進(jìn)行了細(xì)粉磨。球磨機(jī)粉磨時(shí)，也是利用由于小直徑的球的低回轉(zhuǎn)效加強(qiáng)了磨碎作用。而這對(duì)細(xì)粉磨極為有效。

然而實(shí)際上，在沖擊式超細(xì)粉磨機(jī)、膠體磨以及行星式磨機(jī)中，沖擊作用和磨碎作用怎樣同時(shí)產(chǎn)生作用還不太明確。據(jù)推測(cè)這種磨碎作用，對(duì)一個(gè)顆粒的破碎，在能量效率方面極佳，特別在粉體層的剪切作用上效率也非常高。然而在粉碎處理量和粉碎速度方面沒有什么太大的作用。為此，應(yīng)用范圍偏向于小規(guī)模的粉碎，有待今后研究、改進(jìn)的地方仍很多。

高速磨碎機(jī)，典型的稱為錘式磨碎機(jī)。從條篩接受篩余物質(zhì)。通過該裝置的物質(zhì)被高速旋轉(zhuǎn)組件切割，并進(jìn)一步磨碎。切割或刀片迫使篩余物通過包封旋轉(zhuǎn)組件的固定網(wǎng)格或百葉。通常用洗滌水保持裝置的清潔，并將固體物料送問廢水中去。磨碎機(jī)的排料口可位于條篩的上游或下游。

粉碎和破碎裝置之前可設(shè)置沉砂池，其目的在于延長設(shè)備的壽命，減少切割表面的磨損。粉碎機(jī)應(yīng)安裝旁路，這樣在流量超過粉碎機(jī)生產(chǎn)能力，或者在斷電和機(jī)械故障時(shí)亦可使用人操作的條篩。同樣要考慮閘門和通道排水的措施．以便于維修。通過粉碎機(jī)的水頭損失通常為0.1~0.3 m，在大裝置中最大流速可以達(dá)到0.9m/s。

安裝在沉砂池前的粉碎機(jī)或破碎機(jī)，叨割齒經(jīng)常受到較大的磨損。需要經(jīng)常的磨尖或更換-在篩網(wǎng)裝置前安裝切割機(jī)構(gòu)的系統(tǒng)。應(yīng)在粉碎機(jī)上游的通道中安裝截石阱，以便收集可能卡塞切削刀片的固體 由于這類裝置都是定型產(chǎn)品，無需詳細(xì)設(shè)計(jì)。從這類裝置的生產(chǎn)廠家提供的數(shù)據(jù)和額定性能表中可以查出推薦的通道尺寸、能力范圍、水頭損失、上游和下游的淹沒深度以及功率要求。由于廠家的額定能力通常立足于清水，考慮到篩網(wǎng)會(huì)被部分堵塞，額定能力應(yīng)降低約80%。

在磨礦機(jī)中，磨碎介質(zhì)被提升的高度和下落的軌跡與筒體轉(zhuǎn)速、介質(zhì)數(shù)量及襯板型式有關(guān)。一般情況下，按磨礦機(jī)筒體轉(zhuǎn)速由低到高，可將介質(zhì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分為三種 ：

(1）瀉落狀態(tài)。磨機(jī)在低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生瀉落式運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，物料主要靠介質(zhì)相互滑動(dòng)時(shí)產(chǎn)生壓碎和研磨作用而粉碎。棒磨機(jī)和管磨機(jī)一般在這種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下工作。

(2)拋落狀態(tài)。磨機(jī)在較高速度運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生拋落式運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，此時(shí)磨碎過程以沖擊為主，研磨次之。球磨機(jī)一般在這種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下工作。

(3)離心狀態(tài)。當(dāng)筒體轉(zhuǎn)速提高到某極限值時(shí)，即達(dá)到或超過臨界轉(zhuǎn)速時(shí)，所有介質(zhì)都隨筒體轉(zhuǎn)動(dòng)而不會(huì)下落，此時(shí)便稱為介質(zhì)的離心運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。在離心狀態(tài)下，一般就不產(chǎn)生磨碎作用。因此，普通磨機(jī)在這種狀態(tài)下工作。

煤被磨碎成煤粉的難易程度取決于煤本身的結(jié)構(gòu)，由于煤本身的結(jié)構(gòu)特性不同，各種煤的機(jī)械強(qiáng)度、脆性有很大的區(qū)別，因此其可磨性就不同，一般用可磨性指數(shù)表示煤被磨成煤粉的難易程度，其意義代表在一特制設(shè)備上，將煤磨成煤粉的相對(duì)難易程度。電廠實(shí)踐證明，隨著煤中水分的增加，煤的可磨性指數(shù)降低，磨煤出力減少。