摘要：随着我国的经济在快速的发展，社会在不断的进步，为解决选矿厂普遍存在的磨矿效率偏低，进而影响和制约经济效益的问题，从分析影响球磨机磨矿效率的各种因素入手，通过论述相关因素影响作用和球磨机磨矿效率的机理，提出了提高球磨机磨矿效率的技术措施。生产实践表明，提高球磨机磨矿效率的技术措施可有效提高磨矿效率，增加选矿厂经济效益。
关键词：球磨机；磨矿效率；因素；措施；经济效益
引言
在选矿厂的整个工艺过程中，碎矿与磨矿承担着为后续的选别作业提供入选物料的任务，特别是磨矿，它承担的主要任务就是使矿石中有用矿物充分单体解离，并且过粉碎尽量少，产品粒度均匀。从经济效益方面来讲，磨矿更是重要的一环。选矿厂中磨矿的投资占全厂投资的 30% 以上，同时磨矿作为一个高能耗作业，电耗更是占到了选厂的 50% 左右。全国每年的发电量约有 5% 以上消耗于磨矿，约有上百万吨钢材消耗于磨矿。因此如何有效的提高球磨机的磨矿效率，从而为选厂提高经济效益具有十分重要的意义。
1概述
随着机械制造业技术的进步，冶金矿山可以实现磨矿机大型化。磨矿机实现大型化的好处是减少基建占地，自动化程度高，简化管理以及减少人工成本等，更主要是传统认为球磨机大型化有利于提高磨矿效率，降低电耗、球耗等生产成本。但实际应用当中，球磨机大型化后，磨矿分级工序能耗、球耗等指标并不具有优势，甚至出现比相对小规格球磨机消耗高的现实。如太钢峨口铁矿新增系列一段磨矿选择了ＭＱＹ５０３０×６４００溢流型球磨机，有效容积１２０西ｍ３。新生产线投入初期，小时生产能力不足２７０ｔ，经过生产攻关，虽可达到３３０ｔ，利用系数２．７５ｔ／ｍ３•ｈ－１，但与ＭＱＹ３６００×４５００溢流型球磨机利用系数４．２５ｔ／ｍ３•ｈ－１相距甚远，吨矿电耗、球耗分别达到８．３４ｋｗｈ和０．５６ｋｇ，与ＭＱＹ３６００×４５００溢流型球磨机４．７７ｋｗｈ和０．４７ｋｇ差距也较大。违背了“球磨机越大生产效率越高”的传统说法。本文主要试从工艺配置、设备构造特点、磨矿介质运动特性等方面阐述ＭＱＹ５０３０×６４００溢流型球磨机球磨机磨矿效率低下的原因。
2影响球磨机磨矿效率的因素
2.1磨机参数
磨机参数包括磨机转速率和充填率，钢球尺寸及配球比，磨机转速和充填率是一对相互联系又相互制约的关系，通常情况下，磨机的转速是在早期就确好了的，因为改变转速的操作非常困难，对于实际的生产也没有过多的影响，所以一般都不会将这一数据作为影响磨矿效率的因素进行分析。在转速确定的情况下，充填率大，钢球对物料的打击次数就会变多，进行研磨的面积也会加大，耗电量能也会随之增大；填充率过高，研磨体有从中空轴径排除的可能，同时内层钢球的数量增多，但内层钢球的粉碎作用小，过高填充率的研磨体，抛落钢球的落点处钢球堆积过高，减缓了钢球的冲击，使产量和粉碎率降低。所以充填率是否合适对于矿浆制备过程中的磨矿效率有很大影响。钢球尺寸及球级配比在磨矿过程中的影响，例如大的给料需要装入较多直径较大、冲击和研磨作用较强的钢球，但大钢球对物料的粉碎次数比小钢球少，比表面积也比小钢球的小，研磨作用会减弱。在生产过程中由于入磨物料粒度和易磨性等因素变动较大，因此，钢球级配的平均球径也应该有一个相应的变动范围。在此范围内可采用优选法确定最优配球方案，同时进行一些必要的技术测定，然后加以分析比较，得出在一定生产条件下的最佳配球方案。研磨体的装载量和级配是否合理，必须在生产过程中进行检验，如果设计的配球方案能得到优质、高产、低消耗和安全运转的效果，那么这个配球方案就是正确的，否则就需要具体分析原因，并对配球方案重新进行修正。根据给料性质严格控制钢球的大小及配比，把握破碎的概率，降低出现过度粉碎或者是粉碎不足的现象，保证钢球的尺寸精确从而提高磨矿效率。
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2.2球磨机排矿缺陷的影响
ＭＱＹ５０３０×６４００溢流型球磨机排矿中心孔有效直径是１ １８０ｍｍ，与有效直径比为１４．０７，ＭＱＹ３６００×４５００溢流型球磨机排矿中心孔有效直径是１ ０８０ｍｍ，与有效直径比为１３．１８。排矿中心孔相对尺寸不足，影响球磨机内矿浆快速排出。布干维马选厂发现，当球磨机长度与直径比从１．２１增加到１．３７１时，作业效率会降低。ＭＱＹ５０３０×６４００溢流型球磨机长度与直径比为１．２７超过了高效排矿比１．２０１，磨机内储存矿浆量大，影响利用系数的提高，为加快排出必然降低磨矿浓度，改善矿浆的流动性，矿浆流速太快也将干扰钢球的磨矿作用，影响矿浆与磨矿介质的接触时间，同时增大了磨矿介质捕捉矿石颗粒的难度，增大了“球磨球、球碰球”的几率，不利于磨矿效率，增大了球耗。
2.3磨矿浓度的影响
在实际的生产过程中，磨矿浓度主要对矿浆的比重矿力在钢球周围的粘着程度和矿浆的流动性产生影响，磨矿浓度低的情况下，矿浆过于稀，流动性过大，粘着力不足，就会使得钢球对于物料的冲击和研磨作用减弱，导致最终排矿粒度不合格，或者在研磨过程中耗能加大，造成资源浪费。相反，磨矿浓度过高则会导致矿浆过于粘稠，流动性不好，使得物料过量粉碎的现象出现，因为给料粒度和物料性质存在差异，通常磨矿浓度也是按照不同的条件来进行设定，才能够使最终产生的结果是符合实际情况的。
3提高球磨机磨矿效率的技术措施
3.1预选抛尾
按照“能抛早抛”的选矿原则，采取预选抛尾工艺可尽早剔出低品位的矿石和废石，减少入磨矿量，提高入磨矿石品位和可磨度，从而提高磨矿效率。生产工艺上，预选抛尾作业应用较为广泛的有拣选、重介质分选、磁滑轮预选及洗矿等。目前，我国一般露天矿废石混入率为10%，地下矿废石混入率为15%～30%，采用预选抛尾进行预先富集，可以尽早抛弃大量脉石和废石，从而提高矿石可磨度，有效改善磨矿效果。
3.2应用新型衬板
球磨机衬板不仅可以保护筒体不受磨损，而且可以将能量传递给磨矿介质，其不同的工作表面直接影响球磨机的磨矿效率。磨矿实践表明，减小筒体衬板与磨矿介质之间的滑动，是降低衬板磨损和提高磨矿效率的关键。生产实践中主要的方法是改变衬板工作表面的形状和增加衬板与磨矿介质之间的摩擦系数。基于利用衬板不同的工作表面影响球磨机的磨矿效率的理论，橡胶衬板、角螺旋衬板、磁性衬板和波形衬板等新型衬板逐步得到推广和应用。新型衬板在能耗、钢耗和使用寿命等方面具有良好的性能，其中磁性衬板以优良的使用效果得到广泛应用。磁性衬板利用衬板本身的磁性在筒体内吸附一层待磨物料的铁磁性物质，形成一层保护层，从而防止衬板被磨损。磁性衬板厚度较普通高锰钢衬板薄，可增大筒体有效容积，且衬板重量较轻，可减少动力消耗，从而可达到提高磨矿效率的目的。
3.3改善闭路磨矿分级和返砂效果
在闭路磨矿流程中，分级效率越高，磨机的生产能力越大，过磨现象越轻，反之亦然。返砂是已经磨过且接近合格粒级的部分，返砂量过小，磨机给矿中接近合格粒级的产品就少，磨机排矿中接近合格粒级的产品也就越少，易造成跑粗；返砂量过大，磨机原给矿量就少，磨矿效率降低。实际生产中，保持较高的分级效率和返砂比有利于提高球磨机的处理能力，但二者应当控制在合理的范围内。通常情况下，分级效率应控制在40%～60%，返砂比应保持在300%～500%。
结语
球磨机磨矿作业是一个错综复杂的生产工序，其磨矿效率的高低是多种因素综合作用的结果，且各种因素相互之间并不完全独立。在实际生产中，应当把握各种因素的作用机理和各种因素相互之间的规律，找出磨矿效率问题的关键所在，从而实施有针对性的技术措施，以优化球磨机的工作条件，发挥球磨机高效的磨矿作用，增加选矿厂经济效益。
参考文献：
[1]段希祥．碎矿与磨矿［M］．北京：冶金工业出版社，2006．
[2]董 兵． 多碎少磨在金渠金矿选矿厂的实践［J］． 金属矿山，2008（11）：156-158．
论文作者:于孝元
论文发表刊物:《基层建设》2019年第17期
论文发表时间:2019/9/11
标签：球磨机论文; 效率论文; 矿浆论文; 钢球论文; 衬板论文; 物料论文; 因素论文; 《基层建设》2019年第17期论文;