球磨機(jī)精確化裝補球應(yīng)用實踐

葛兵 周俊

摘要：磨礦作為選礦廠的主要工作內(nèi)容，能夠為整個企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益做出貢獻(xiàn)，而常見的磨礦過程主要是借助磨內(nèi)的磨礦介質(zhì)完成的。受到磨礦技術(shù)的限制，當(dāng)前國內(nèi)的選礦廠仍然存在鋼球充填率不理想、技術(shù)測量有偏差的問題。本文首先對裝補球技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行分析，然后對行業(yè)內(nèi)部現(xiàn)存的問題展開探析，最后提出解決當(dāng)前問題的應(yīng)對措施，希望能夠為提升選礦行業(yè)的技術(shù)水平做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵詞：選礦廠；球磨機(jī)；裝補球

引言

作為選礦廠生產(chǎn)流程中的核心裝備之一，球磨機(jī)不僅在建設(shè)前期投資較大，而且在整個生產(chǎn)流程中會消耗大量的能源與原材料。據(jù)相關(guān)部門統(tǒng)計表明，球磨機(jī)的成本幾乎占到整個選礦成本的半壁江山，磨礦的產(chǎn)品質(zhì)量也在很大程度上決定后續(xù)工序的技術(shù)指標(biāo)和精礦質(zhì)量。另一方面，磨機(jī)臺每日的工作量將決定整個選礦廠的生產(chǎn)能力上限，所以磨礦作業(yè)完全可以被視為掌控選礦廠生產(chǎn)能力和生產(chǎn)質(zhì)量的核心工序。

所謂磨礦就是通過鋼球等磨礦介質(zhì)將有用礦物分離出來，該工序的決定因素主要有機(jī)體內(nèi)部的鋼球充填率、鋼球的運動情況以及磨礦的實時濃度，這些因素都多多少少會影響最終產(chǎn)品的力度特性與磨礦的工作效率。國內(nèi)多數(shù)鐵礦都配備濕式格子型球磨機(jī)、溢流型球磨機(jī)以及棒球磨機(jī)，選礦廠如果能夠仔細(xì)研究各類球磨機(jī)內(nèi)部的磨損規(guī)律以及球磨機(jī)的鋼球充填率，就能夠采取相應(yīng)措施來保證球磨機(jī)的生產(chǎn)質(zhì)量量和處理數(shù)量達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。

1.球磨機(jī)裝補球的發(fā)展現(xiàn)狀及常見問題

1.1裝補球技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀.

磨礦機(jī)進(jìn)入工業(yè)領(lǐng)域已有一百多年，行業(yè)內(nèi)部相關(guān)人員已經(jīng)積累了豐富的生產(chǎn)經(jīng)驗。然而，國內(nèi)對磨礦的理論研究卻始終沒能跟上生產(chǎn)實踐要求的步伐，就算是目前研究相對比較前沿的鋼球拋物運動形態(tài)，也難以與實際生產(chǎn)水平相匹配，很難適應(yīng)當(dāng)前國內(nèi)選礦廠的工程需求。因此，技術(shù)人員必須要通過進(jìn)行相關(guān)試驗來解決實踐中遇到的難題。通過選礦廠多年的摸索和總結(jié)，技術(shù)人員已經(jīng)在球磨機(jī)的裝補球方面有了不少心得，基本能夠應(yīng)付生產(chǎn)過程中所遇到的難題。

就球磨機(jī)裝補球的理論研究水平而言，以前蘇聯(lián)最為出色。上世紀(jì)中葉，我國曾經(jīng)組織技術(shù)人員對其裝補球技術(shù)進(jìn)行學(xué)習(xí)，提高了磨機(jī)生產(chǎn)線近10%的生產(chǎn)效率。但是隨后的數(shù)十年內(nèi)，由于該方法流程繁雜，且需要進(jìn)行的試驗較多，因此被多數(shù)企業(yè)所遺棄。除此之外，當(dāng)時技術(shù)人員對裝補球技術(shù)的理論認(rèn)識不足也進(jìn)一步加深了人們對該方法的誤解，甚至有部分人員持有大球磨小、小球磨了的觀點，這些觀點都不利于裝補球技術(shù)的推廣和應(yīng)用。值得注意的是，當(dāng)前國內(nèi)盛行的球磨機(jī)裝補球技術(shù)五花八門，但是部分選礦廠仍然存在球磨機(jī)球徑選取不合理、磨礦效率較低、鋼材料消耗量大和磨礦生產(chǎn)質(zhì)量差等問題，給行業(yè)的進(jìn)步帶來了阻礙。

1.2普通裝補球技術(shù)

經(jīng)過選礦廠多年的實踐驗證發(fā)現(xiàn)，多球的磨礦效果要遠(yuǎn)遠(yuǎn)理想與單球磨礦效果。對于該現(xiàn)象，部分技術(shù)人員認(rèn)為要因材施教，對于大礦球就需要選用大鋼球進(jìn)行擊打，而細(xì)小礦粒就應(yīng)該選用小鋼球。考慮到磨機(jī)中有大小各異的礦粒，所以必須選取多種規(guī)格的鋼球來進(jìn)行磨礦。還有部分技術(shù)人員認(rèn)為是由于小鋼球存在于大鋼球的縫隙中，從而增強(qiáng)了磨礦的整體效果。但是由于裝補球是一個周期性過程，因此磨損的輕重也會受此影響。不管是多大的球，在經(jīng)過一段時間以后鋼球總會消失。因此，磨內(nèi)的球荷部分終究還是應(yīng)該由裝補球?qū)е碌?。久而久之，就有技術(shù)人員將多種規(guī)格的鋼球作為初裝球，然后選加大鋼球的普通裝補球技術(shù)。相對于其它技術(shù)，這類方法相對簡單，初裝球的相關(guān)參數(shù)也能夠被有效計算。然而，該方法很難做到量身定做，它通常與待磨物料的匹配度不夠高，再加上鋼球的直徑不合適、磨礦生產(chǎn)效率低下和鋼材料需求量大，如果舍棄磨礦效果來換取磨機(jī)生產(chǎn)流程中的便捷式裝補法實在是不可取。要想實現(xiàn)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益最大化，就需要努力創(chuàng)新，尋求最合適的裝補球技術(shù)。

1.3合理平衡裝補球技術(shù)

合理平衡裝補球技術(shù)源于前蘇聯(lián)，它的基本特性主要體現(xiàn)在如下幾個方面：

（1）能夠?qū)δC(jī)中新加的礦料和返回礦料進(jìn)行篩選，然后依據(jù)返砂比來計算待磨材料的粒度組成，進(jìn)而將待磨材料分成若干小組，分別求出各組待磨材料的適配鋼球尺寸。最后，依據(jù)各自的鋼球尺寸計算適合各組的球配比。

（2）對待磨物料進(jìn)行磨碎處理，然后在實驗室內(nèi)進(jìn)行相關(guān)實驗，進(jìn)而求得適配該礦石的最佳鋼球球徑。

（3）記錄能夠取得較好磨礦效果的球荷粒度組成，然后將其作為裝補球計算的理論依據(jù)，爭取能夠在裝補球以后達(dá)到最佳球荷狀態(tài)。

需要注意的是，該方法也存在一些固有的缺陷：

（1）計算礦石粒度組成時所依據(jù)的理論因素較少，計算所得的球徑容易有較大的誤差。雖然是選取實際生產(chǎn)中的礦石進(jìn)行試驗，但是還是會存在一些誤差。此外，該方法所需的試驗工作量比較大，受到來自外界的干擾因素也比較多。不管在計算礦石粒度時有多仔細(xì)，計算所得的結(jié)果也僅僅只能作為參考，不能成為唯一的理論依據(jù)。

（2）該方法在第一次安裝鋼球時，需要進(jìn)行一次徹底的清洗工作，要想得到參考價值比較大的平衡球荷特性數(shù)據(jù)，在初裝球之后必須先進(jìn)行一個多月的磨礦調(diào)試。除此之外，還要再對鋼球進(jìn)行一次清洗處理。這樣多個流程下來就會使得該方法的戰(zhàn)線被拉長，因此該方法很難在工業(yè)領(lǐng)域一展身手。

（3）通過分析國內(nèi)外的行業(yè)報告可以發(fā)現(xiàn)，合理平衡裝補球方法僅僅能將產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)效率提高10%左右，不能稱之為行業(yè)的理想技術(shù)。如果在工程實踐中吸取該方法適配性強(qiáng)的優(yōu)點，借助技術(shù)手段克服鋼球直徑不精確的缺陷，再對裝補球工序進(jìn)行一定的簡化，就會探索到一種更好的裝補球方法。

2.理想的球磨機(jī)裝補球方法

考慮到選礦行業(yè)精確性的高低會直接影響到整體的選礦效果，因此有必要對現(xiàn)有的裝補球技術(shù)進(jìn)行優(yōu)勢融合，取其長避其短，從而提出一種精度較高的裝補球方法，主要技術(shù)要領(lǐng)如下：

（1）仔細(xì)分析每次待生產(chǎn)礦石的基本特性，通過充分的測量計算推測適合待磨礦石粒度組成的鋼球尺寸，并按照礦石的粒度組成對其進(jìn)行相應(yīng)的分組。

（2）通過預(yù)先試驗來確定礦石的抗擊碎性能，借助求徑半理論公式來計算礦石所需的具體鋼球球徑。

（3）依據(jù)待磨礦石的粒度組成特性，結(jié)合破碎統(tǒng)計力學(xué)的相關(guān)知識進(jìn)行計算，進(jìn)而求得以最大破碎概率為基準(zhǔn)的鋼球配比，從而實現(xiàn)對鋼球的合理分配。除此之外，還可以視磨礦的具體情況來加速對一些礦石的磨碎速度，進(jìn)而實現(xiàn)對鋼球的特殊分配，最終進(jìn)行合理的初裝球分配。

（4）既然初裝球的配比原則是以待磨礦石的粒度特性決定的，而且鋼球的分配比例比較科學(xué)，那么就應(yīng)該把初裝球比例作為裝補球計算的重要依據(jù)。

通過上述分析可知，該方法能夠有效克服鋼球球徑不精確的缺陷，并對合理平衡裝補球方法的優(yōu)勢予以保留。整體而言，對鋼球的球徑計算相對比較精確，便于在工業(yè)生產(chǎn)中予以推廣應(yīng)用。精確化裝補球方法如果在選礦廠中得以應(yīng)用，那么就會對磨礦與選別進(jìn)行全面改善，從而實現(xiàn)在低能耗和低球耗的同時提高磨機(jī)生產(chǎn)效率和產(chǎn)品回收率。

結(jié)論

通過上述的理論分析和實踐驗證能夠發(fā)現(xiàn)，精確化裝補球方法相較于普通裝補球技術(shù)和合理平衡裝補球技術(shù)會更適合我國的實際經(jīng)濟(jì)情況。該方法充分吸收了傳統(tǒng)方法的經(jīng)驗教訓(xùn)，并以創(chuàng)新式的鋼球球徑精確技術(shù)為技術(shù)核心，在一定程度上穩(wěn)定了鋼球的充填率與粒度組成特性，有利于選礦廠生產(chǎn)系統(tǒng)的順利運行。更重要的是，由于精確化能夠在工業(yè)實踐中取得非常理想的磨礦效果，使得該方法是一種值得大力推廣的新型球磨機(jī)裝補球技術(shù)。

參考文獻(xiàn)：

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[2] 段希祥，周平，潘新潮.球磨機(jī)精確化裝補球方法[J].有色金屬工程，2004，56（3）：75-78.

（作者單位：1.北方重工集團(tuán)銷售有限公司；2.北方重工裝備（沈陽）有限公司）