球磨機是靠鋼球來完成磨礦作用的,即靠鋼球對礦粒的沖擊和磨剝來完成對礦粒的破碎任務。在鋼球對礦粒破碎的這一力學過程中,鋼球作為能量的媒介體將外界輸入的能量轉變為對礦粒的破碎功而對礦粒實施破碎??梢?,在磨礦過程中鋼球尺寸的大小決定著鋼球攜帶能量的多少,也就決定著對礦粒破碎力的大小,最終決定著破碎行為是否發生和怎么發生的問題。也即是決定定著磨礦產品的質量問題;同時,鋼球尺寸的大小還影響著磨礦
電耗和鋼耗的高低。因此,鋼球尺寸是一個牽動磨礦全盤的關鍵。因素,認真研究這個因素對磨礦至關重要。
1、影響鋼球尺寸的因素
磨礦過程是一個影響因素錯綜復雜的動態過程.影響鋼球尺寸的因素是多方面的。從破碎過程的原理分析.鋼球破碎礦塊或礦粒的力學實質是對礦塊或礦粒施加破碎力以克服礦塊或礦粒的內聚力而使其破壞.故可將影響破碎過程的因素分為兩大類:一
類是破碎對象的囚素;
第二類是破碎動力的因素。
破碎對象的因素包括巖礦的機械強度和礦塊或礦粒的幾何尺寸。礦塊或礦粒的內聚力是由它們內部質點鍵合方式和強度來決定的,宏觀上常以巖礦硬度來表征它的機械強度,即表征巖礦抗破壞的能力。我國常以普氏硬度系數f作為巖礦相對堅固件的分類系數。包即用f來表征巖礦的機械強度.礦塊或礦粒的機械強度愈大.破碎時需要的破碎力也愈大,自然需要大的鋼球尺寸。礦塊或礦粒的幾何尺寸相同時。機械強度在的礦塊或礦粒需要的鋼球尺寸比機械強度小的需要的鋼球尺寸要大。當巖礦的機械強度一定時,較大的礦塊需要較大的鋼球尺寸。但這里應注意,礦塊或礦粒的機械強度是隨其幾何尺寸的減小而增大。故確定礦塊或礦粒的抗破碎性能時,應同時考慮機械強度ρ或f,.以及礦塊或礦粒的幾何尺寸d等方面的因素。如果說要考慮對磨礦的影響.礦石的密度甚至礦石的礦物成分等對磨礦也均是育影響的。大密度礦物往往硬度也較大、在磨礦時多沉落入磨礦作用強的磨機底層,容易受到強的破碎作用。而密度小的礦物受的磨碎作用較弱。礦石中含有煤、滑石等礦物成分時,鋼球往往難干嚙住礦粒.使鋼球破碎礦粒的破碎概率降低,從而增加磨礦產品的電耗。而云母片一類礦物則難于磨碎,同樣使磨礦產品電耗升高。
破碎力的因素則很多,如鋼球充填率α、球的密度ρ、球的打
效密度ρe、磨機直徑D、磨機轉速率、磨礦濃度R、磨機的襯板
形狀和結構等。
磨機L轉速率和鋼球充填率二者共同組合而決定磨機鋼球的運動狀態和能態,磨機襯板除保護簡體的功能外.也影響簡壁對球荷的摩擦系數,進而影響鋼球的運動狀態。使球荷作拋落式運動狀態時球上升高度大、球的位能大。落下時的打擊力也大。使
球荷作瀉落式運動狀態時球上升的高度不大.球的位能不大.球
沿斜面滾落下來時打擊力也不大。
球的密度自然影啊球的質量m,也就影響球攜帶能量的大?。从绊懬虻拇驌袅Υ笮?。尺寸相同時.密度大的球打擊力大,生產率大,而密度小的球打擊力小,生產率小。磨機生產率隨鋼球密度增大而兒乎呈直線地增加。常用的鍛鋼球密度為7.8g/cm’.
而鑄鋼球的密度則只有7.58g/cm3。鑄鐵球的密度更低,只7.1—7.3g/cm、。過去曾做過碳化鎢球的研制和試驗.該種球密度高達13.1g/cm3.為鍛鋼球的1.63倍,而生產率比用鍛鋼球高90&。—般地,軋制或鍛打的球.其密度均比鑄造的要大些.因鑄造中
免不了還會余下一些未排完的空氣。出于球是傳入礦漿內,礦漿對球有阻力.或者說球在礦漿中受浮力作用,真正起作用的應該是球的有效密度,即扣除礦漿密度后的密度。粗磨中礦漿濃度大.礦漿浮力大,對球的打擊影響也大。細磨中礦漿濃度小些,礦漿浮力的影響相對要小些。應該說,常用的幾種球鋼的密度變化不太大,對磨礦的影響也不太大,但這種影響也不可忽視.嚴重時可使生產率下降lo%一15%


球磨機研磨介質的裝載量包括裝球量和裝球的大小及配比。
(1)裝球量的計算 研磨介質的體積占磨機有效容積的百分數,稱為研磨介質充填率。研磨介質充填率的大小,直接影響粉磨過程中的沖擊次數、研磨面積和研磨介質的裝載量。同時,也影響到研磨介質本身被提升的高度和對物料的沖擊力,以及功率消耗。球磨機的裝球量可按下式計算:G=Vρψ, G是研磨介質的裝載量,t; Ρ 是研磨介質松散密度,t/m³; Ψ 是研磨介質充填率,%。濕法磨碎時:格子型球磨機是40%-45%,溢流型球磨機是40%,棒磨機是35%。干法磨碎時:物料混入磨介之間使研磨介質膨脹,而且采用干法時物料流動性較差,物料流動受到研磨介質的阻礙,故充填率選得較低,在28%-35%之間,管磨機為25%-35% 。
(2)裝球的大小及配比 在球磨機中,鋼球的大小和配比,對磨機的生產率和工作效率影響很大,對粗粒和硬性物料,應選用較大的鋼球,對細粒和松脆的物料,用較小直徑的鋼球,鋼球在磨機中的沖擊次數,隨著球徑的減小而增多,球與球間的研磨間隙,隨球徑的減小而密集。因而**選用質量較大,直徑較?。ㄋ缮⒚芏却螅┑那驗槟ソ?。球的大小主要取決于待磨物料的粒度,其次可適當考慮磨機的直徑和轉速??砂慈缦陆涷灩接嬎闱驈脚c給料粒度: dmax是鋼球的最大直徑,mm;amax是給料粒度的最大尺寸,mm。 在求出最大鋼球直徑后,可參照磨機鋼球配比曲線求出磨機內的鋼球配比。再按照工藝要求、物料性質、磨機規格性能及各種參數,選定鋼球的最大直徑和最小直徑后,再接配比級別,運用曲線,查得裝入磨機中各相應鋼球的質量累計百分數,計算出實占質量百分數,從而求得各級鋼球的裝入質量。