我国粗磨机钢球尺寸偏大的原因

我国粗磨机钢球尺寸偏大的原因  目录导航：缺乏成熟的理论指导  球径确定方法的误差  经验数据本身的误差  我国国情及习惯的影响
 

要想科学合理地确定粗磨机的球径，首先要分析我国粗磨机钢球尺寸偏大的原因。导致粗磨机钢球尺寸偏大的原因有理论方面的因素，也有实践及人为的因素，具体如下。

(1)缺乏成熟的理论指导。

磨矿是选矿过程中影响因素最复杂的作业之一，因此要从理论上解决这个问题难度很大，现代固体力学虽然已经能从理论上计算晶格间的结合能，且对固体中缺陷的影响也研究得很多，但仍然无法解决岩矿破坏强度的计算，对多种矿物及脉石杂乱结合在一起的矿石的破坏力，计算更是无能为力。岩矿的强度只有借助工程测量的方法才能确定，而且即使在岩矿强度已知的情况下，对在一定磨矿浓度下即在矿浆中钢球所受到的力也很难量化，更何况还有衬板形状、磨机装球率等诸 多因素对钢球尺寸的影响也无法量化，难于从理论上确定，只能借助经验参数来表达。因此，现代磨矿理论不可能找到磨矿机钢球尺寸的纯理论计算公式。到目前为止，磨矿机钢球尺寸的计算公式多为经验公式，半理论公式也极少。经验公式来自一定范围的经验总结，可能适合少数几个选厂的磨矿实际，但应用范围有 限，计算结果的精确性也受经验因素的影响。且大多经验公式仅 考虑一两个因素，对错综复杂的磨矿过程想仅凭一两个因素来确 定，显然不可能准确。同一经验公式因参数选择稍有不同，也可 能导致几毫米乃至几十毫米的误差，使钢球尺寸确定困难。国外 的经验公式未必适合我国国情，国内也有人提出经验公式，但与 国外的大同小异。有些经验公式中的某些因素采用理论推导，但本身的框架仍是经验公式，如A-C公司的公式考虑了给矿粒度、 矿石机械强度、矿石密度、磨机直径及转速等五个重要方面，在欧美等国广泛应用，但限于公式本身仍存在缺点及技术习惯等原因，难于在我国应用。段希祥推导的半理论公式，充分考虑了各种影响因素，计算结果较准确，待别对细磨来讲，误差很小。但 用于粗磨球径计算，误差仍较大，须经过修正后才能用于计算粗磨机的球径。

(2)球径确定方法的误差。

长期以来，我国选矿界确定球径的方法多数应用前苏联拉苏莫夫1948年提出的给矿最大粒度d₁(mm)与所需球径Db的公式D_b=idⁿ_f,公式中球径系数i及矿料性质参数n必须通过试验方法确定。首先在实验室做两组D_b与d_f 的关系试验，组成一个联立方程组，然后求解联立方程组得i及n值，再由i及n值求出这种矿料在现场条件下所需的球径。由这种方法确定的i及n值误差过大，由此决定了求出的钢球直径误差过大。原因在于，对于不同粒度的矿粒，其力学强度差别较大。矿粒愈大，缺陷及微裂纹愈多，则矿石的强度愈低，1μm长度的微裂缝，会使强度减小到原强度的1/100。反之，矿粒愈小，强度愈高。实验室所用的磨机较小，一般通过磨5mm以下的细矿粒的 磨矿试验求出公式中的i及n值。5mm以下的矿粒强度大，再由 此来计算10~25mm甚至更粗的强度差的矿粒所需的球径，其结果必然偏大。而且工业生产条件下磨机直径远大于试验室磨机，直径大则钢球抛得高，破碎能量密度高，不考虑此因素的影响，也是造成球径过大的原因之一。若在工业条件下确定i及n值，不但试验量太大而无法进行，而且生产条件易波动，况且试验结果也会因试验者经验的影响而使球径选择的误差加大。

(3)经验数据本身的误差。

许多选矿厂出于省事，而且对钢球尺寸在粗磨矿中所起的作用认识不足，磨机装球直接参照一些书中所列出的经验球径(表21所示)。表中的球径值与表19所列的国外选矿厂粗磨球径相比，这些经验球径明显是偏大的。主要原因在于这些经验球径来源于五六十年代选厂磨矿实践，而当时的磨机直後均较小，只能以钢球重量来弥补势能的不足。而现在选厂多采用大直径磨机，所以直接采用经验球径误差也是较大的。

(4)我国国情及习惯的影响。

自六七十年代起，国外磨机大 型化现象十分突出，新建或改扩建选厂的磨机直径多数达到4~6m。由于磨机直径大，钢球提升高度大，钢球势能大，对矿粒传 递的冲击作用强，充分弥补了球径小的缺陷，因此国外大型磨机 中的最大球径通常只有75～80mm，很少超过100mm。而我国选 厂磨机直径多在3. 6m以下，仅少数几家从国外引进了直径5m以上的球磨机。这固然与我国机械制造水平有关，也与未充分认识到大型磨机的优势有关。磨机直径小，则磨机中钢球的势能低，必须增大球重即提高球径来弥补势能的不足，但球径应该增大到多少，具体到每一台磨机究竟多大的球径才是合适的，却没有一个科学的说法。

 

另外，生产管理制度不严格也是造成球径偏大的原因之一。操作人员出于方便，不执行磨机的加球制度，只补加一种大球，使磨机内球荷平均粒度逐渐加大，接近大球直径；因管理不严格，对磨矿过程中出现的磨机"胀肚"现象，磨矿粒度不合格，不作洋细考察，一概简单地归结为磨机中大球不足，于是加大大球补加的比例，这也是使我国粗磨球磨机球径偏大的重要原因。