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磨礦介質(zhì)的形狀與工作特性

來源:  發(fā)表時間:2015-05-28 16:26:35  點擊次數(shù):


磨礦介質(zhì),從材質(zhì)上可粗略地分為兩類:一是金屬介質(zhì),包括鋼介質(zhì)、合金鋼介質(zhì)、鑄鐵介質(zhì)等;另一是巖礦類介質(zhì),包括礦石自身作介質(zhì)及使用單獨的礫石作介質(zhì)。在金屬介質(zhì)中,按形狀又可分為球形、棒形、短圓柱形、短截頭圓錐形及其他形狀。由于介質(zhì)的形狀不同,故其工作特性也不盡相同。C.杰涅夫等人研究認為,有用礦物解離特性的重要差別取決于磨礦介質(zhì)的類型。

一、磨礦介質(zhì)的形狀與工作特性——磨礦介質(zhì)的材質(zhì)對磨礦過程的影響

金屬介質(zhì)與巖礦介質(zhì)最根本的區(qū)別是前者的單位體積質(zhì)最大 (密度大),后者單位體積質(zhì)量。芏刃)。由于介質(zhì)傳遞能量的能力與介質(zhì)的質(zhì)量成正比,因此,金屬介質(zhì)傳遞能量的能力大,而巖礦介質(zhì)傳遞能量的能力小。如果介質(zhì)的尺寸選擇恰當(dāng), 金屬介質(zhì)打擊礦石時礦石的能設(shè)密度大;而巖礦介質(zhì)本身(單獨采用另外卵石作介質(zhì)的情況甲期有過,目前基本上用礦石作介質(zhì))既是破碎介質(zhì),也是破碎對象,因此,礦石介質(zhì)自身的能量密度小。也就是說,從介質(zhì)對礦石輸入的能量密度看,金屬介質(zhì)火,礦石介質(zhì)小,故金屬介質(zhì)的破碎效率高,能量損失。环粗,礦石介質(zhì)破碎效率低,能量損失大,這正是礦石自磨生產(chǎn)能力小及能耗高的根本原因。但是,金屬介質(zhì)由于具有的能量密度大,破碎力也往往過大,導(dǎo)致礦物沿結(jié)合面解離的情況差,故破碎的選擇性差。反之,礦石介質(zhì)形成的能量密度小,破碎力較精確且往往過小,導(dǎo)致破碎行為往往容易沿著不同礦物結(jié)合而發(fā)生,因此礦物解離的選擇性較髙,許多選礦廠在自磨后能拋棄大量單體解離脈石正是由于這個原因。

二、磨礦介質(zhì)的形狀與工作特性——球形介質(zhì)與棒形介質(zhì)

磨礦過程中所用的金屬介質(zhì)形狀主要是球形及棒形。之所以這樣,一是這兩種介質(zhì)形狀簡單,制造及加工容易,二是它們有良好的轉(zhuǎn)動性能,特別是球形介質(zhì)能在三度空間自由轉(zhuǎn)動,棒形介質(zhì)也能繞軸向很好地轉(zhuǎn)動。

球形介質(zhì)應(yīng)用最為廣泛,尺寸可大可小,粗磨細磨皆可選用,各種礦石的磨礦皆可使用。球形介質(zhì)在破碎時呈點接觸,在接觸點上的作用力大、容易形成接觸點上高度的應(yīng)力集中,故破碎行為容易發(fā)生。但是由于在接觸點上破碎力往往過大,破碎力作用精確性差,故選擇性解離差,貫穿破碎作用可能較多,過粉碎現(xiàn)象較嚴重,待別是當(dāng)球的尺寸選擇過大時這種現(xiàn)象就更為嚴重。因此,使用球介質(zhì)時精確選擇尺寸有重要意義。

棒形介質(zhì)應(yīng)用的廣泛程度僅次于球形介質(zhì),因為棒形單位體積的介質(zhì)表面積比球小,而細磨時需要大的岍磨面積,故棒形介質(zhì)不適宜用于細磨。使用棒形介質(zhì)時為了順利工作要求棒要有足夠長度,否則容易引起亂棒(亂棒后失去破碎作用)。由于棒較長,于是限制了它的直徑不能太小,一般不低子40mm,D.K.克留柯夫的調(diào)查研究表明,低于40mm的棒工作時容易發(fā)生斷棒現(xiàn)象,而存在斷棒現(xiàn)象時則往往容易引起亂棒。此外,如果鋼棒材質(zhì)的韌性大,磨細以后雖然不斷裂但會發(fā)生卷曲,當(dāng)磨機內(nèi)存在有卷曲的細棒時也容易引起亂棒。棒在破碎過程中呈線接觸,因此,棒荷中間夾持的粗粒使棒與棒之間存在平行縫隙,細礦粒不易被破碎,故棒有專門破碎粗粒而保護細粒的選擇破碎作用,使磨碎產(chǎn)品粒度均勻過粉碎輕。為了保證棒能順利工作,要求磨機筒體的轉(zhuǎn)速較低,不致形成拋落運動,因為拋落運動也容易亂棒。據(jù)此,棒磨機的轉(zhuǎn)速率一般比球磨機低10~15%,這正是棒磨機生產(chǎn)率比球磨機低的主要原因。另外,由于棒荷中空隙容積較小,能容納的礦石亦少,棒磨機的礦量通過能力不如球磨機大,故棒磨機的返砂量一般限制在100~150%,最多也不超 200%,而球磨機的返砂量一般為150~350%,多時則為500%或更多一些。

從上述介質(zhì)的工作特性分析可以看出:

(1)棒形介質(zhì)選擇性破碎作用強,產(chǎn)品粒度均勻及過粉碎輕,所以當(dāng)要求保護脆性礦物及減輕過粉碎時,應(yīng)當(dāng)采用棒磨機。但是,如果要求磨礦產(chǎn)品中不同礦物粒度差大時,用棒磨機就難以實現(xiàn)(因棒磨產(chǎn)品粒度均勻,不同礦物粒子之間粒度差值。。

(2)球形介質(zhì)的選擇性解離差,產(chǎn)品粒度粗細不均勻情況突出及過粉碎現(xiàn)象嚴重。為了降低過粉碎現(xiàn)象,根據(jù)球形介質(zhì)的工作特性,應(yīng)該注意介質(zhì)尺寸選擇得精確些,特別不能選擇過大,否則容易造成過火的打擊力,使礦物遭受過度的打擊作用。如果要求造成不同礦物粒子之間的粒度差大,采用球比捧好一些。

(3)棒形介質(zhì)只適宜用于粗磨,而球形介質(zhì),選擇不同尺寸即可適于粗磨及細磨要求。

三、磨礦介質(zhì)的形狀與工作特性——短圓柱或短圓錐形介質(zhì)

短圓柱或短圓錐形介質(zhì)是棒形及球形介質(zhì)的變種,具有球形介質(zhì)轉(zhuǎn)動性能好及表面積大的優(yōu)點,又具有棒形介質(zhì)線接觸可減輕過粉碎的優(yōu)點。但與球形介質(zhì)相比,同樣重量介質(zhì)體的破碎力不如球大,磨碎同樣粒度的給礦磨不細的較多;同樣怍積的介質(zhì),雖然短圓柱或短圓錐形介質(zhì)的表面積比球大(按物體的幾何形體計算,同樣體積的物體數(shù)球形的表面積最小),但有效的研磨而積并不比球大,因為處于兩端面的表面枳研磨性能差;與球形相比它們雖然也能各個方句轉(zhuǎn)動,但只有繞軸向的轉(zhuǎn)動性能好,而其他方向的轉(zhuǎn)動性能差;與棒形相比它們雖然也為線接觸,但屬于短線接觸,故減輕過粉碎的效能又不如棒形介質(zhì)好。可見,它們的優(yōu)點及缺點介于球和棒之間,實際是二者的綜合,企圖吸取棒形和球形的優(yōu)點,并克服它們的缺點。使用這種介質(zhì)欲產(chǎn)生好的磨礦效果,在工作條件選擇上應(yīng)發(fā)揮它們表面積大的優(yōu)勢,避免它們破碎力較小的短處,故用于細磨條件比較合適;在裝填率及轉(zhuǎn)速的適當(dāng)配合上,可使它們處于研磨狀態(tài)下工作而避免在拋落式狀態(tài)下工作。這樣便可發(fā)揮表面積大的優(yōu)勢。當(dāng)條件選擇合適時,磨礦效果可以趕上或超過球形介質(zhì)。短的截頭圓錐與短圓柱體相比,前者具有更大的表面積。

短線型介質(zhì)早已在水泥磨機中應(yīng)用,長期的實踐證明它是一種可行的磨礦介質(zhì)。在水泥多倉管磨機中,往往在最后一倉裝放短截頭圓錐形介質(zhì),并稱為"鋼段"或者"鐵段"。硅酸鹽方面的有關(guān)著作認為,細磨時"鋼段"或"鐵段"的磨剝效果比球好。幾十年前,加拿大將這類型介質(zhì)引入金屬選礦廠,并認為它們的磨礦效果與球相當(dāng),但制造成本比球低,因此在加拿大應(yīng)用較廣。波蘭的幾個大銅礦,由于含易泥化的輝銅礦較多,在細磨中也使用了這類介質(zhì),以減少輝銅礦的過粉碎。西德梅根選廠為了減少細磨的過粉碎,也在細磨介質(zhì)中加入了部分短圓錐介質(zhì)。

出做成"橢形球體"介質(zhì)等。筆者在云錫公司期北山采選廠做了用鑄鐵圓錐體(截頭圓錐)取代鋼球的工業(yè)試驗,結(jié)果表明在磨 礦效果迕上及微超過鋼球的怙況下,介質(zhì)成本下降50%,金屬過粉碎率下降1.5%,回收率提髙約1%,噪音下降7~8dB?梢, 這是一種很有應(yīng)用前途的細磨介質(zhì)。

進入80年代以來,磨礦機大型化的趨勢事實上已經(jīng)停止,由于礦業(yè)不景氣及能源和材料價袼的持續(xù)上漲,迫使選礦工作者深 入開展降低磨機能耗和鋼耗的研究•其中有關(guān)介質(zhì)形狀的研究,成為重要內(nèi)容之一。加拿大某公司用棒球磨細了巴西的440萬t鐵礦石,與鋼球相比,鋼制棒球處理能力提高8.3%,單位能耗降低7.5%;鑄鐵棒球與鑄鐵球相比,處理能力提高15%,單位能耗降低12%鑄鐵棒球成本還比鑄鐵球低。我國首鋼礦山公司用棒球與鋼球相比,處理能力提髙6.5~8%,球耗降低9%左右,電耗降 低lkW·h/t原礦,分級溢流中-200目含量增加0.6~14.3%。 從目前的發(fā)展趨勢看,短圓柱形或短截頭圓錐形介質(zhì)將作為一種重要的細磨介質(zhì)在金屬礦石的細度中得到較為廣泛的應(yīng)用。

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