第四章磨矿分级
磨矿与分级教案
磨矿与分级教案一、教学目标1、让学生了解磨矿与分级的基本概念和原理。
2、使学生掌握磨矿与分级的工艺流程和设备。
3、培养学生分析和解决磨矿与分级相关问题的能力。
二、教学重难点1、重点（1）磨矿的作用、原理和影响因素。
（2）分级的方法和设备。
（3）磨矿与分级的工艺参数及优化。
2、难点（1）磨矿过程中粒度分布的控制。
（2）分级效率的计算和提高。
三、教学方法1、讲授法：讲解磨矿与分级的基本概念、原理和工艺流程。
2、案例分析法：通过实际案例分析磨矿与分级过程中的问题和解决方案。
3、实验演示法：进行简单的实验演示，帮助学生理解磨矿与分级的原理和操作。
四、教学过程1、课程导入通过展示一些矿石加工的图片或视频，引出磨矿与分级在矿石处理中的重要性，激发学生的学习兴趣。
2、磨矿的基本概念和原理（1）讲解磨矿的定义：磨矿是将矿石破碎至一定粒度，使其适合后续选矿工艺的过程。
（2）磨矿的原理：主要包括冲击、研磨和挤压等作用，使矿石颗粒逐渐破碎变小。
（3）影响磨矿效果的因素：矿石性质（硬度、脆性、湿度等）、磨机类型、磨矿介质、磨矿浓度、磨矿时间等。
3、磨矿设备（1）介绍常见的磨矿设备，如球磨机、棒磨机、自磨机等。
（2）分别讲解各种磨矿设备的结构、工作原理和特点。
（3）通过图片、动画或视频等方式展示磨矿设备的运行过程。
4、分级的基本概念和方法（1）分级的定义：将磨矿产品按照粒度大小进行分离的过程。
（2）分级的方法：水力分级、筛分分级等。
（3）讲解不同分级方法的原理和适用范围。
5、分级设备（1）介绍常见的分级设备，如螺旋分级机、水力旋流器等。
（2）详细讲解各种分级设备的结构、工作原理和性能特点。
（3）对比不同分级设备的优缺点和应用场景。
6、磨矿与分级的工艺流程（1）以典型的磨矿与分级工艺流程为例，讲解流程中各个环节的作用和相互关系。
（2）分析工艺流程中可能出现的问题及解决方法。
7、磨矿与分级的工艺参数及优化（1）讲解磨矿与分级的主要工艺参数，如磨矿细度、分级粒度、返砂比等。
破碎与磨矿(磨矿与分级)
补加钢球制度： 方法一：简单补球法 这也是最常用的一种补球方法，由于补加球是定 期地连续补加，故即使定期只补加一种大球，由 于磨损的原因也会使先后加入的球按顺序形成一 个自然的大小配比。初装球无论是加一种大球， 或是加多种混合球，经历一段时间后初装球必然 因磨损而自然消失，因此，磨内的球荷组成终究 是由补加球形成的。这样，就出现了初装球时装 多种球及补加时加一种大球的简单装补方法。
30 26 23 21
方法二：对待磨物料进行筛析分级，按矿 料的粒度组成确定初装球比。 具体做法是把待磨矿料筛析后分成粒度级 别窄的若干组（一般为3—5组），再分别 求出各组粒度需要的球径。 计算球径的公式有多个。
常用公式为
Db kd
式中：Db—所需的钢球尺寸； d—该粒级的平均粒度； k—比例系数，根据经验取值，取值 大小为2.5—130。
简单补球法的补加球量由钢耗量决定。 补加球量G=Q×W 式中 G—钢球补加量，kg； Q—前一天的矿石处理量，t； W—处理1t矿石的钢耗量，kg/t。 补球的频率一般为1天/次，也可以是1周/次。
方法二:精确化补球法 （1）对待磨矿料（包括新给矿及返砂）进行筛 析，确定待磨矿料的粒度组成，并将其进行分组。 （2）用公式计算最大球径及各组矿料所需的球 径。 （3）根据待磨矿料的粒度组成定出钢球的球荷 组成。方法是每种钢球的产率与适合它磨碎的矿 粒组产率大致相当，另外，还要根据磨矿的目的， 对需要加强磨碎的级别应在装球时增加其破碎概 率，对不需要破碎的级别减小其破碎概率。 补加球方案可以用作图法确定补加球。
2.确定初装球比 方法一：根据矿石的硬度、给料粒度、产 品粒度确定初装球比，具体参数见下表
把物料磨到0.2—0.3mm时的原始球荷
选矿自动化——磨矿分级控制
立志当早，存高远
选矿自动化——磨矿分级控制
1 磨矿分级控制现状及发展磨矿作业是整个选矿厂生产工艺流程中最关键的环节，它起着承上启下的作用。
磨矿作业在选矿厂的基建投资和生产费用中占有很大的比例，同时磨矿作业是整个选矿厂的瓶颈作业，直接关系到选矿生产的处理能力、磨矿产品的质量(粒度特性、单体解离度、磨矿产品的浓度等)，对后续作业的指标乃至整个选矿厂的经济技术指标有很大的影响。
随着先进控制理论和检测手段以及计算机技术的发展，选矿过程中的磨矿作业的控制水平有了大幅度的提高，并取得了一些理论和应用方面的研究成果。
一批以多变量控制理论、模糊控制理论及自适应优化理论为基础，在充分考虑了磨矿作业特点的基础上，针对不同被控过程的具体特性，基于不同控制理论的实用控制策略己被提出。
为磨矿系统的自动控制和优化运行起到了积极的作用。
总的来说，磨矿作业自动控制虽然取得较为显著的效果，但一些关键参数(如磨机负荷量等)的精确检测和高效控制没有取得突破性进展，控制主要还是以稳定控制为主。
2 磨矿分级控制内容
由于磨矿作业的重要性和关键性，磨矿作业自动化在选矿自动化中居于首位。
磨矿分级自动化控制系统采用先进的控制方式，通过对磨机负荷和给矿性质等因素的综合分析判断，实现对磨机给矿量、磨矿浓度、分级溢流浓度和粒度的优化控制，磨机球荷球比的分析和调整，磨机油路润滑系统的安全保护等。
同时，系统还实现磨矿分级作业参数的自动检测、显示和各种故障报警，最终使磨矿分级作业始终在最优的状态下运行。
目前磨矿作业自动化的技术关键和难点主要有：
⑴如何精确检测磨机的负荷量并根据负荷量状况优化控制磨矿作业多参数;。
磨矿分级原理及指标控制
(3)球磨机工作条件的确定 球磨机研磨介质的性质、充填率以及矿浆浓度等因素 均对磨矿效果影响较大。 ① 研磨介质的性质——在其他条件不变时，研磨介质密度 愈大，球磨机的功耗与处理能力也愈高。一般选用钢球或 铸铁球作为研磨介质。给矿中有粗细不等的各个粒度级别， 就应配备不同直径的钢球，各种钢球的质量比例应与物料 粒度特性相适应。装一种钢球的磨矿效果不如装多种钢球 的磨矿效果理想。对粒度范围宽的一段磨矿，一般装 6-7 种钢球。直径小个数多时，研磨面积大，但每个钢球的打 击力小；直径大个数少时，研磨面积小，但每个钢球的打 击力大。粗粒宜用大钢球，细粒宜用小钢球。钢球直径D可 D 25.4 d (mm) 按下式计算： 式中d——按80%过筛计的物料最大粒度，mm。
4、锥角对对旋流器工作的影响 锥角大小影响矿浆向下流动的主力和分级自由面的高 度。一般来说细分级或脱水旋流器应采用较小的锥角，最 小达10º ；粗分级或浓缩用旋流器采用大锥角，达20º -15º 45º 。
5、给矿压力p对旋流器工作的影响 给矿压力是旋流器工作的重要参数，提高给矿压力， 矿浆流速增大，可以提高分级效率和沉砂浓度；通过增大 压力来降低分级粒度影响不大，能耗增大，沉砂口的磨损 更严重。在处理粗粒物料时，应尽可能采用压力（0.050.1MPa）操作；只有在处理细粒级泥质物料时，才采用较 高压力（0.1-0.3MPa）操作。
② 钢球的充填率－一装球过多时，中心部分钢球只作蠕动， 不能有效工作。充填率φ可根据图1-4-7按下式计算： b 50 127 D
式中φ——钢球充填率，%； D－一磨机筒体内径，mm； b——介质表面到筒体中心距离，mm。 球磨机中钢球的充填率一般为 40％-50％。
1.2 磨机分类
磨矿机的分类如图 1-4-2 所示。按照排矿方法不同， 常用的磨矿机可以分为中心排矿磨矿机[(见图1-4-2(a)、 (b)、(c)]和格子排矿磨矿机[(见图1-4-2 (d)]两种。
选矿磨矿分级技术
◆ 磨矿分级
用途： 螺旋分级机主要用于湿式磨矿作业的预先分级、检查分级和控制分级， 也可作为选矿作业中的脱水和脱泥设备。
优缺点：
工作可靠；操作方便；分级区域平稳，可获得细粒级溢流粒度；水槽
坡度较大，便于和磨矿机组成自流返砂等优点。缺点：设备笨重，分 级效率较低，主轴易断，以及溢流底部轴承密封不良等。
3.3 分级
粒度、形状和比重不同的矿粒群，在水中按沉降速度的不同分成若干窄 级别的作业，称为湿式分级。
分级目的：及时分离出合格产物，避免过磨，同时使不合格（较粗）物 料返回再磨。
分级和筛分的性质相同，但筛分是比较严格按几何尺 寸对物料进行分开，而分级则是按沉降速度差异进行 分开，分级具有较宽的粒度范围。
◆ 磨矿分级
3.2.4自磨机 无介质磨矿机，借助矿石本身在筒体内的冲击和磨
剥作用，使矿石达到粉碎的目的。
◆ 磨矿分级
湿式自磨机采用格子板排矿，磨矿产品在水中进行分级；干式自磨 机利用风力分级。
矿石自磨机的转速一般为临界转速的70％－80％。为了简化传动系
统，通常采用低速电动机。
自磨机
◆ 磨矿分级
◆ 磨矿分级
3.2.2 棒磨机
■
棒磨机采用钢棒作为磨矿介质，棒直径40-100mm， 长度一般比筒体短20-50mm。特点：线接触，减少过 粉碎，产品粒度均匀，转速较球磨机低，为临界转 速的60-70％，充填率30-40％，给矿粒度－25mm。
第四章 磨矿分级(2017资料
④缺点是磨碎过程中“过粉碎”现象严重，磨矿效 率较低。
3. 溢流型和格子型球磨机优缺点
（1）溢流型球磨机 优点：构造简单，维修方便，由于出料管铸有反 螺纹，大块矿石和钢球不易排出机外。 缺点：单位容积生产能力较低，因此处理量比较 低，而且易产生过粉碎现象。 （2）格子型球磨机 优点：排矿速度快，能减少矿石的过粉碎，同时能 增加单位容积产量，比溢流型球磨机产量高。 缺点：构造复杂，格子型排矿易于堵塞格子板，而 且检修较困难复杂些，作业率相对较低。
二、磨矿基本原理
1.球磨机内矿石粉碎过程
筒体旋转时，球磨机内的钢 球随筒体一起旋转，并到达 一定高度;
当钢球重力的向心分力大于 离心力时，脱离筒体下落， 击碎矿石； 磨机运转过程中，磨矿介 质发生滑动，对矿石产生研 磨作用。 冲击力+研磨力→粉碎矿石
磨机对矿石的磨矿作用
矿石在磨矿介质产生的冲击力和研磨作用下得到粉碎
2.溢流型球磨机
（1）结构：结构与格子型球磨机基本相同
溢流型球磨机示意图
1-联合给矿器；2-中空轴颈内套；3-主轴承；4-给矿端盖；5-端盖衬板；6-筒 体；7-衬板；8-压条；9-大齿轮；10-排矿部端盖；11-轴颈内套；12-人孔
给矿器
排矿口
（2）溢流型球磨机的特点
①产物从排料中空轴颈中溢流出去，磨矿时间长， 产物粒度较细，适宜的磨碎产物-0.074mm粒级占 80%以上。 ②该种磨矿机通常作为细磨阶段磨矿用，适用于精 矿再磨作业，可以获得粒度较细的合格产品。
概 述
磨矿分级亦属于矿石的准备作业，是破碎筛分后 的后续工艺。 分级作业与磨矿作业联合，及分出粒度合格的 产物，减少过磨，提高磨机的生产能力和磨矿效 率。 通常在磨机中进行。磨矿机械主要有球磨机、棒 磨机、砾磨机、自磨机、半自磨机等。 磨矿作业常以湿式磨矿为主，并且与分级机组成 闭路循环。某些工艺过程（水泥、石棉等）也有 采用干式磨矿的。
磨矿与分级教案
磨矿与分级教案一、教学目标1、让学生了解磨矿与分级的基本概念、原理和工艺流程。
2、使学生掌握磨矿与分级过程中的主要设备及其工作原理。
3、培养学生分析和解决磨矿与分级相关问题的能力。
二、教学重难点1、重点磨矿的工作原理及影响磨矿效果的因素。
分级的原理、方法及常用分级设备。
2、难点磨矿过程中如何根据矿石性质选择合适的磨矿工艺参数。
分级效率的计算和提高分级效率的措施。
三、教学方法1、讲授法：讲解磨矿与分级的基本概念、原理和工艺流程。
2、案例分析法：通过实际案例分析，加深学生对磨矿与分级的理解和应用。
3、讨论法：组织学生讨论磨矿与分级过程中的问题，培养学生的思维能力和团队合作精神。
四、教学过程1、课程导入（约 10 分钟）以矿石开采和加工的实际场景为例，引出磨矿与分级在选矿过程中的重要性。
提问学生对磨矿与分级的初步认识，激发学生的学习兴趣。
2、磨矿的基本概念和原理（约 30 分钟）讲解磨矿的定义：将大块矿石破碎并磨碎至适合后续选矿工艺要求的粒度。
介绍磨矿的作用：使有用矿物与脉石矿物单体解离，为选矿创造条件。
阐述磨矿的原理：依靠磨矿介质（如钢球、钢棒、砾石等）在磨机内的冲击和研磨作用，将矿石破碎和磨细。
3、影响磨矿效果的因素（约 30 分钟）矿石性质：包括矿石的硬度、韧性、解理、结构等。
硬度大、韧性高的矿石难磨，解理发育的矿石易磨。
磨矿机类型和规格：不同类型（如球磨机、棒磨机、自磨机等）和规格的磨矿机，其磨矿效果不同。
磨矿介质：介质的尺寸、形状、材质和填充率等都会影响磨矿效果。
磨矿浓度：适宜的磨矿浓度能提高磨矿效率。
给矿粒度和给矿量：给矿粒度过大或过小，给矿量过多或过少，都会影响磨矿效果。
4、磨矿设备（约 30 分钟）球磨机：介绍球磨机的结构（筒体、衬板、给矿端、排矿端、传动装置等）、工作原理和特点（适用范围广、生产能力大等）。
棒磨机：讲解棒磨机的结构与球磨机的区别，工作原理和适用场合（适合粗磨和脆性矿石）。
磨矿与分级教案
凌源红山矿业有限公司 付玉
第一章
磨矿
• 第一节 概 述 • 磨矿作业是紧接破碎过程之后，对矿石继
续进行加工的作业。 • 经过磨矿之后，矿石中的有用矿物颗粒即 达到单体分离程度，以便于在下一个工序 中进行选分，磨矿工作的完善与否直接影 响选矿厂工艺指标的好坏。（磨矿的目的 和意义）
• 举例： • 一些选厂的生产工艺指标，例如精矿品位及金属
• 介质运动的状态，按筒体转速高低，基本
分为三类： • （1）泻落状态。筒体转速不高，球被带到 较小的高度。磨机中球荷向筒体转速方向 偏转一定角度，并维持这种状态。球按圆 轨道随筒体上升到一定高度后，沿球荷表 面以初速度为零离开筒体向下泻落，在这 种情况下，球荷下落至底部时冲击作用较 小，主要是球荷之间的相互滚动与摩擦。 因此这种运动状态的介质，起磨矿作用主 要为研磨，其次为冲击
• 六、球磨机形式 • 1、格子型球磨机 • 它的构造基本上和溢流型相同，仅仅在于它的排 •
矿端增设了一层格子板排矿装置。 排矿端盖是浅盘形状的圆形端盖。在端盖内壁上 铸有8~16根放射状的筋条，将端盖分成8~16个 扇形室，每个室安装有簸箕形衬板和格子型衬板， 簸箕形衬板用螺栓固定在端盖上，格子型衬板是 扇形的，两块之间用楔铁压紧，楔铁则用螺钉穿 过筋条固定在端盖上，中心部分用中心衬板止口 托住，以免格子型衬板倾斜和脱落；还有格子型 衬板直接用螺钉穿过筋条固定在端盖上的。
不通可分为以下几类 • 1、球磨机：装入的研磨介质是钢 球或铁球。 • 2、棒磨机：筒体内装人的研磨介 质是钢棒。 • 3、砾磨机：装入的介质是砾石。 • 4、自磨机：靠矿石中大块自磨。
•
球磨机
鞍钢调军台磨选车间
水泥球磨机
磁性衬板球磨机
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格子型球磨机内部结构
锰钢衬板的表面形态 （a）平滑型；（b、c、d）突起型；（e）阶梯型
（3）格子型球磨机的排矿部分
排矿部分由中空轴颈的端盖、扇形格子板、中心 衬板和轴颈内套等零件组成。
用很强，磨矿效果差，适用于粒度较细的矿石粉碎。
筒体转速增大到一定程度，钢球随筒体作圆运动上
2 抛落式：升到一定高度后“抛落”，冲击和研磨矿石。磨矿
效率最高。
3 离心式：筒体转速增大到某一极限值，钢球随筒体作同心旋
转而不下落，失去磨矿作用。
4.临界转速
定义：球磨机中的最外层球刚好随筒体一齐旋转 而不下落时，这时的球磨机转数称为临界转速。
第四章 磨矿分级
本章基本内容：
1.磨矿的目的、意义；
2.磨矿的原理、各种磨矿机械结构、工作原理及特点； 3.分级的意义、原理及性质、分级机械、 4. 磨矿分级流程、磨矿分级工艺指标及操作因素
本章重点：
1.磨矿介质运动状态及其磨矿效果； 2.磨矿临界转速； 3.格子型、溢流型球磨机的结构、特点及差别； 4.分级的原理及性质； 5.水力分级机、螺旋分级机的工作原理及特点。 6.磨矿分级流程结构。
概述
磨矿分级亦属于矿石的准备作业，是破碎筛分后 的后续工艺。
分级作业与磨矿作业联合，及时分出粒度合格的 产物，减少过磨，提高磨机的生产能力和磨矿效 率。
通常在磨机中进行。磨矿机械主要有球磨机、棒 磨机、砾磨机、自磨机、半自磨机等。
磨矿作业常以湿式磨矿为主，并且与分级机组成 闭路循环。某些工艺过程（水泥、石棉等）也有 采用干式磨矿的。
1.格子型球磨机 （1）结构：（如图）主要由筒体、给矿部、排矿部、传
动部、轴承部和润滑系统等六部分组成。
格子型球磨机示意图
1-联合给矿器；2-中空轴颈内套；3-主轴承；4-端盖；5-端盖衬板；6筒体；7-衬板；8-楔形压条；9-大齿轮；10-轴颈内套；11-排矿部端盖；
12-格子板；13-人孔
（2）球磨机衬板
第一节 磨 矿
一、磨矿的目的和意义：
1.磨矿目的： （1）使矿石中有用矿物颗粒单体分离，
（2）使其粒度符合选别作业的要求。
2.意义：磨矿细度的确定是根据矿石中有用矿物嵌
布粒度大小和选别作业对选别粒度的要求来确定 的；但在一定程度上，有用矿物的回收率随着磨 矿细度的减小而增加。因此，适当减小矿石的磨 碎细度能提高有用矿物的回收率和产量。
棒磨机及其磨矿示意图
2.棒磨机的工作特点
棒磨机一般用于粗磨，转速较球磨机低，为临界 转速的60-70％，充填率30-40％，给矿粒度为20— 30毫米，产品粒度为3—0毫米。
磨矿过程中，棒磨机介质是“线接触”，在粗粒 未被磨碎前，细粒较少受到破碎，具有选择性的 破碎作用，减少了矿石的过粉碎，其产品粒度均 匀，钢棒消耗量低。这种磨机在我国南方一些重 选厂使用的较多。
（2）格子型球磨机 优点：排矿速度快，能减少矿石的过粉碎，同时能 增加单位容积产量，比溢流型球磨机产量高。 缺点：构造复杂，格子型排矿易于堵塞格子板，而 且检修较困难复杂些，作业率相对较低。
（二）棒磨机
1.结构：与溢流式球磨机结构类似，采用钢棒作为磨矿
介质，长度一般比筒体短20～50mm，棒直径40100mm。内表面平直，防止筒体旋转时钢棒歪斜产生 “乱棒”现象。
②该种磨矿机通常作为细磨阶段磨矿用，适用于精 矿再磨作业，可以获得粒度较细的合格产品。
③结构简单，价格低廉，常用作细磨设备。 ④缺点是磨碎过程中“过粉碎”现象严重，磨矿效
率较低。
3. 溢流型和格子型球磨机优缺点
（1）溢流型球磨机 优点：构造简单，维修方便，由于出料管铸有反 螺纹，大块矿石和钢球不易排出机外。 缺点：单位容积生产能力较低，因此处理量比较 低，而且易产生过粉碎现象。
2.磨矿介质在筒体内的运动规律
磨机在不同工作转速时磨矿介质的运动状态
a.泻落式运动 b.抛落式运动
c.离心式运动
磨矿介质提升的高度与抛落的运动轨迹，主要决 定于磨机的转速和磨矿介质的填充量。
3.介质在不同运动状态下的磨矿效果
筒体低速运转，钢球随筒体提升到一定高度后，离
1 泻落式：开筒体向下“泻落”；球的冲击力很小，但研磨作
临界转速计算公式：
式中：D—球磨机的内直径。米 n。—临界转速
目前生产中最适宜的工作转速为：
n=（0.76-0.88）×n。转/分。
三、磨矿机械
通常磨矿机械主要有球磨机、棒磨机、砾磨机、自
磨机、半自磨机等。
球 磨 机
棒 磨 机
生
自 磨 机
产 线 上 的
球
磨
机
磨矿机
大型磨矿机
磨矿车间
（一）球磨机（有格子型和溢流型两种 ）
二、磨矿基本原理
1.球磨机内矿石粉碎过程
筒体旋转时，球磨机内的钢 球随筒体一起旋转，并到达 一定高度;
当钢球重力的向心分力大于 离心力时，脱筒体下落， 击碎矿石；
磨机运转过程中，磨矿介 质发生滑动，对矿石产生研 磨作用。
冲击力+研磨力→粉碎矿石
磨机对矿石的磨矿作用 矿石在磨矿介质产生的冲击力和研磨作用下得到粉碎
格子板断面为梯形，向排料方向扩大；起提升 矿浆，将钢球和粗颗粒拦隔在筒体内作用。
格子板篦孔的排列形式 a 同心圆 b 倾斜式 c 辐射式
排矿口盖板及格子板
磨矿机内部结构
磨矿介质（铁球）
（4）格子型球磨机的特点
①磨细的物料随矿浆通过隔板上的排矿小孔排出， 排料端的矿浆面低于中间轴颈的矿浆流出面，属 于低水平、强制排矿。
1-联合给矿器；2-中空轴颈内套；3-主轴承；4-给矿端盖；5-端盖衬板；6-筒 体；7-衬板；8-压条；9-大齿轮；10-排矿部端盖；11-轴颈内套；12-人孔
给矿器
排矿口
（2）溢流型球磨机的特点
①产物从排料中空轴颈中溢流出去，磨矿时间长， 产物粒度较细，适宜的磨碎产物-0.074mm粒级占 80%以上。
②筒体内储存的矿浆少，合格物料能及时排出，过 磨现象较轻。
③排料速度快，产物粒度相对较粗，一般的0.074mm粒级占45%-65%。
④常用作粗磨设备，一般均放在第一段磨矿作业， 可以获得较高的处理能力，或用于容易泥化的物 料磨碎作业。
2.溢流型球磨机
（1）结构：结构与格子型球磨机基本相同
溢流型球磨机示意图