自磨机的工作原理和自磨工艺参数

自磨机的工作原理

干式自磨与湿式自磨虽然有所区别，但工作原理基本相似。它们都要求稳定的给矿量（充填率一定) 和大小矿块间保持一定的比例（配比）。随着筒体的旋转，大小矿块被提升到一定的髙度，然后拋落下来产生冲击研磨作用使矿石被磨碎。大块矿石一方面起着钢球的作用，对较小矿石产生冲击和研磨，同时大块矿石本身也被磨碎。

图6-11表示矿石在自磨机中的运动轨迹。在筒 体的径向方向上，大块矿石处于旋转的内层（靠近磨机中心），泻落运动较多，形成泻落区和研磨区，它的循环周期短，很快地下落至筒体下部，遭到瀑落下来的矿石的冲击而磨碎。中等粒度矿石在中间层，细粒较多集中于外层,它们被提升的高度较大，细粒脱离筒壁后抛落下来形成瀑落区。瀑落下来的矿石在筒体下部与自磨机的新给矿相遇，将其击碎。 矿块在这一区域受到的冲击破碎作用最强，故称为破碎区。矿石在破碎区和研磨区被磨碎到一定粒度后，被气流或水带出自磨机进行分级。

自磨机内部粉碎矿石的主要作用力有以下几类：

（1）矿石自由降落时的冲击力；

（2）矿石之间在研磨区和泻落区的相互的磨剥力；

（3）矿石由压力状态突然变为张力状态的瞬时应力。一般自磨机以研磨作用为主，占全部磨碎作用的50%~80%。由于多数自磨机的筒体长度短，矿石在自磨机内停留的时间较短，同时大多数矿粒是沿结晶界面磨碎的，因此，磨碎产品的粒度比较均匀，过粉碎现象少。

由于自磨技术具有节省钢耗(不装介质或装少量介质），简化流程，节省基建投资,磨碎产品不受铁污染，单体解离较好和对矿石的适应性强等明显的优越性，因此已广泛的用于铁矿、铜矿和其他稀有金属矿，以及化工、建材等其他工业部门。

自磨工艺参数

A   原矿粒度特性

在自磨工艺中，原矿既是磨碎介质又是被磨碎物料。由于前一特点，当原矿粒度组成发生变化时,就如同球磨机中的球荷配比改变一样，自磨机的生产率和产品细度相应变化，由于后一特点，当原矿粒度组成发生变化时,就如同球磨机的给矿粒度组成改变，自磨机的生产率和产品细度亦随之波动。大块含量多，则冲击动能大，有利于破碎中等粒度的矿块，自磨机产量高，比功耗低。实践证明，原矿中大块含量少时，自磨机中易形成临界颗粒(约40mm左右）逐渐增多的现象。即所谓"顽石积累"。顽石积累造成自磨机产量降低，比功耗增加和产生过粉碎现象。但是，如果原矿粒度太大，大块含量过多，则所需的磨矿时间延长，磨矿效率也低。

原矿最大粒度的确定，首先与自磨机的规格有关，对于46m以上的大型自磨机，原矿中最大粒度可大至500mm对于φ6m以下的自磨机以300～400mm为宜。其次，要考虑矿石性质,对于硬度和密度不大的矿石，可以适当提高给矿粒度，但对于密度和硬度大的矿石，则应适当降低给矿粒度。

为使自磨机高效率工作，给矿中各粒级保持适当配比是重要的。某烧结厂对给料中粒级配比的试验结果列于表6-3。由表可知，给料中+300mm粒级和-300mm粒级各占50%时，磨矿效果最好，其产量与全部都是粗粒级或全部是细粒级比较，分别提高30.6%和50.5%。

另外,一定的转速率对原矿粒度组成有一定的适应性,通过选择自磨机的转速以适应原矿的粒度组成。瑞典的瓦斯堡(Vassbo)矿在生产中发现，当原矿中+90mm矿块占40%~45%时，自磨机的转速率65%最好，此时处理能力最高；当+90mm的矿块占20%转速率为75%，处理能力最高；当小颗粒占百分比较大时，转速率90%最为适宜。据此，可用变速电动机及其自动控制系统来控制自磨机的转速。

B   充填率（料位）

充填率是指磨机中物料容积占磨机有效容积的百分数，有时也用料位表示,意思是指自磨机中料层的高度。测知料位便可换算出充填率的大小。

充填率的大小反应了磨机的给料速度、磨料速度及排料速度三者相平衡的结果。在原矿性质、磨机结构既定的条件下，料位的髙低是影响磨料速度的主要因素。

试验表明，随着磨机内料位的增高，功率消耗也增加，磨机的产量也相应提髙。如图6-12所示，当充填率增加到某一数值(36%～40%)时,功率消耗达一极限值，此时磨机的产量最髙，当充填率再增加时，功率消耗急剧下降，产量也降低，此时磨机出现了"胀肚"现象。故对任一自磨机均存在一最佳料位值，此时磨机消耗功率为最大。物料性质不同，最佳料位值也不同。一般为 30%～40%。通过调整磨机的给料速度，可使自磨机经常处于最佳料位值工作。

C   转速率

转速率的大小直接影响磨机内物料运动状态，运动状态不同，物料被粉碎的磨剥作用和冲击作用的程度也不同。

转速率与磨机直径、充填率、矿石性质等有关；最佳转速率应由试验确定，波动范围是70%~80%。国外自磨机多趋向于低转速率。对国外选矿厂75台自磨机的转速率的统计如表6-4所示。

自磨机的转速率，还与矿石的密度有关，密度大的矿石要求低转速，而密度小的矿石要求髙转速。例如：湖北某矿铁矿石，密度为4.2 g/cm3,采用78.5%的转速率磨矿效果最佳；而江西某铜矿矿石密度2.77g/cm3，采用转速率93.3%时自磨机处理能力最髙。对于坚硬难磨的矿石，宜采用低转速率，磨矿效果较好

。

转速率是自磨生产中非常重要的参数之一，然而，国内目前定型的自磨机转速均已固定，无伸缩余地，如表6-5所示。

D   附加钢球

半自磨时,一般加入占磨机容积2%～8%的钢球,作为强化自磨的措施之一。钢球的作用是弥补矿石中粗粒级的不足和磨碎"顽石"，并可从中得到高强度的音响信号，以正确控制给矿量 (见图6-13)，其结果是提髙生产率、降低比能耗，并改善产品的粒度组成和减少泥化现象，半自磨所加钢球直径，通常在40~130mm之间。

物料是采用全自磨或半自磨主要取决于物料的性质。如物料易碎，筒体内块状物料将不足，使磨矿效率下降；如物料难碎，即使加人一些钢球采用半自磨，磨矿效果也不好。一种意见认为: 当邦德功指数Wi小于8时，宜采用半自磨，当Wi=8～14时，用全自磨。一般应通过自磨适应性试验确定。