1.11磨矿理论基础
磨矿理论纲要
磨矿理论纲要过去涉及磨矿的书籍，无论是教材、专著还是工程手册．谈到磨矿理论时均是只谈介质的运动，而且只谈钢球作抛落运动时的情况，由钢球的运动推测磨矿作用。
应该说，称这种理论是钢球运动理论更符合实际，而说它是磨矿理论似乎不贴切，或者说传统的磨矿理论有重大缺陷．是有待进一步研究及完善的。
完整的磨矿理论．应该包括矿石磨碎的原理、磨碎规律、乃至磨碎原理及规律在工程中的应用，因此，完整的磨矿理论应该包括下述内容：(1)矿石的力学性质研究，主要是矿石抗破碎的力学性能，包括矿石力学结构、抗破坏强度、矿石泊松比等。
矿石是磨碎的对象，摸清楚矿石抗破坏的力学性能，才能有针对性地采取相应措施以提高磨碎过程效率。
(2)钢球的运动规律研究．主要是磨机筒体转动时磨内钢球的运动状况，包括钢球的受力及运动、运动状态及规律等运动学，因为运动才产生磨矿作用，摸清钢球的运动学规律才能为磨矿作用提供力学依据。
(3)矿石破碎力学研究，主要是钢球打击矿块时的破碎行为能否发生及怎么发生，包括矿石破坏的依据等，由矿石破坏的需要来精确选择破坏力的大小，也即选择精确的钢球尺寸。
(4)矿石破碎的统计力学研究，主要是钢球集合体对矿粒群的破碎作用，由于磨内钢球对矿粒的破碎是随机破碎，故只能用统计力学的方法才能研究清楚钢球集合体对矿粒群的破碎行为。
(5)矿粒磨碎规律研究，主要是待磨碎粗粒的磨细规律，包括磨机中磨矿动力学原理、附属分级设备的分级原理以及这些原理在磨矿分级循环中的应用等。
(6)磨机的功率研究，主要是耗能巨大的磨矿过程是如何耗能的，包括磨机的功率，钢球处于各种状态下的功率特性等。
磨矿过程实质上是个功能转变过程，研究清楚各种运动状态下磨机的功率特性及规律才能为提高磨矿的功能转变效率提供依据。
(7)磨矿过程的影响因素研究，主要是弄清来自过程之外的因素如何影响过程的进行，包括原料性质的影响、产品要求的影响、设备本身的影响以及操作方面的影响。
查清各类影响因素就能为过程的有效控制及提高过程效率并辟途径。
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。
2019-磨矿-文档资料
4.2
磨矿作用及磨矿条件的确定
4.2.2磨矿机磨矿条件的确定 主要工艺参数包括临界转速、工作转速、装球质 量和所需功率等。 1、研磨介质在磨矿机内的运动规律 研磨介质在筒体中的运动状态基本上有三种（见图）。 ①泻落式运动； ②抛落式运动； ③离心式运动
4.2
磨矿作用及磨矿条件的确定
（1）泻落式运动 磨矿机在泻落式工作状态下，磨矿机低速运 转，物料主要由研磨介质互相滑动时产生压碎和 研磨作用而粉碎。
第4章
磨矿及磨矿机械
（3）运转周期 球磨机筒体运转一周时，钢球的循环次数为：
1 i T T 2 ) (sin 2 ) 1 0 (
（2-2-4）
当α＝54°44′时，i＝1.444次。 可见，钢球的循环次数取决于脱离角 a 。当球磨 机筒体转速不变时，不同层次钢球的循环次数是不一 样的。同一层钢球的循环次数，随转速改变而变化， 转速愈高，α 角愈小，在筒体转一周的时间内，循环 的次数也愈少。达到临界转速时，α 为零。
第 4章
磨矿及磨矿机械
1、磨矿的定义 2、磨矿作业在选矿（煤）厂中的作用 3、磨矿机的分类 4、磨矿流程 5、磨矿作用及磨矿条件的确定 6、磨矿机械
第4章
磨矿及磨矿机械
4.1
概述
1 、磨矿是在研磨介质产生的冲击力和研磨力的联合 作用下矿石被粉碎成微细颗粒的过程。磨矿作业是矿 石破碎过程的继续，是分选前准备作业的重要组成部 分。
4.2
磨矿作用及磨矿条件的确定
2、 主要工作参数的确定 （1）临界转速与磨矿机转速 当磨矿机筒体的转速达到某一数值，作用在研磨介质上的离心力等于研磨介 质的重力在径向上的分力时，研磨介质开始随筒体一起回转，这时的磨矿机转速叫临 界转速。 设质量为m 、重量为G的研磨介质—钢球对筒壁的正压力为 N，钢球以速度 V随筒体 一起旋转而受到的离心力为F，钢球不下落（也就是钢球不离开筒壁）的条件是：
磨矿
第二节磨机的主要工艺指标
• 四、磨机作业率 • 作业率又叫运转率，它是指磨矿分 级组实际工作小时数占日历小时的 百分数，即 • 磨机总运转小时数 • 磨机的作业率η＝ ×100％ • 同期日历小时数
第二节磨机的主要工艺指标
讨论
• • • • •
怎样在保证粒度的条件下提高台时？ 怎样保证磨矿细度? 为保证产品粒度合格，应掌握几个要点： （1）适当的球荷球比（2）磨矿浓度 （3）稳定的给矿量（4）矿石性质的可 磨度
磨矿理论与技能
授课内容
• • • • • • • 第一章 磨矿理论 第一节 磨矿原理 第二节 磨机的主要工艺指标 第三节 影响磨矿效果的因素 第二章 磨矿技能 第一节 磨矿的技术操作? 第二节 磨矿过程经常出现的故障、业与选别作业的关系： 1.磨矿粒度过粗:
第三节影响磨矿效果的因素
• 一、磨矿介质的装入制度 • 讨论 如何判断球荷配比是否合理？ • 球荷配比是否合理，要通过磨矿效果来 判断。一般情况下，如大球比例不足， 磨矿产品将产生跑粗现象，而小球少则 会降低磨矿效率。通常观察磨机排矿， • （1）球磨机的排矿，矿浆中粗粒度较多 时，调整浓度比较困难，分级返砂中粒 度较粗：量大，很难达到产品细度的要 求，说明大球多，小球少。
2.磨矿粒度过细:
第一节磨矿原理
• 二、磨机的工作原理：
第一节磨矿原理
• 三、φ5030×6700球磨机的临界 转数：
第二节磨机的主要工艺指标
• 磨矿效果的好坏，一般用磨矿 细度（或粒度合格率）、生产能 力、磨矿效率和磨机作业率来衡 量。前者是质量指标，后三者为 数量指标。
第二节磨机的主要工艺指标
• 一、磨矿细度、粒度合格率： • 磨矿细度或粒度合格率可以用来衡 量磨矿产品质量和操作者的操作水 平。 • 磨矿产品的细度通常用“标准筛” 的200目筛子筛分产品，并以筛下量 占产品总量的百分数来表示，即用200目含量多少来表示。
第3章磨矿分级(2)
旋流器+振动筛：结构紧凑的分级脱水系统
21
4、螺旋分级机 机械分级机的一种。 结构：U型水槽、螺旋装置、传动装置、升降装置、支承轴承 等部分组成。
工作原理：
入料悬浮液从给矿口给入倾斜安装的分级机U型水槽内； 随着螺旋的低速回转和连续不断的搅动，使得大部分细而轻 的颗粒悬浮于上面，从溢流堰排出；粗而重的颗粒沉于槽底， 称为沉砂，由螺旋输送到分级机的排矿口排出（或作为产品， 或返回磨矿设备）。 22
+
粉碎
有循环
d>产品
检查分级 d
28
二、作业段数 中小型选矿厂多采用二段或三段破碎流程；大型厂 多采用三段破碎流程。如原矿块度太大，也有四段流程。 基于节能，结合磨矿，有时采用多破少磨的措施。 磨矿流程有一段和两段流程。
29
补充：准备作业的除铁措施 除铁器
炮线、铁丝、螺丝 螺母、钻头等
清除混入入料中的铁器，保护破碎机、分选机等后续设备。 悬挂式的除铁器挂在胶带机头将在料流上部的铁器吸出。 磁力滚筒可将料流下层的铁器吸在胶带上，在胶带转到滚 筒的磁力作用之外时落下。
13
二、水力分级原理 水力分级：悬浮液在水流中按其沉降速度的差别分成不 同粒级的过程。 水力分级是在水平、垂直或旋转水流中进行的。颗粒在 悬浮液中的沉降速度应按干扰沉降速度公式计算。 例：煤泥水的自由沉降速度按斯托克斯公式求得：
v0 54.5x( )d
2
14
煤（矿）粒在煤泥水中的干扰沉降速度按下式计算：
16
1、角锥沉淀池
结构：用钢筋混凝土建造的上为方形、 下为角锥形的池子。锥体要有很大的坡 度（达65°）。池子的长度视建筑的跨 度而定，一般在 5-7m之间。
工作过程：池子中间加上一段隔板， 用于改变水流方向，以利煤泥沉淀。 从池子一侧给入煤泥水，另一侧流出 溢流水。在角锥的底部接有排放沉淀 物的管子，其上还接着清水管或压缩 空气管，堵塞时用以疏通。 池子的数目根据煤泥水量决定。
1.11磨矿理论基础
磨矿过程概述MO KUANG GUO CHENG GAI SHU磨矿是在研磨介质产生的冲击力和研磨力的联合作用下，矿石被粉碎成微细颗粒的过程。
☞当研磨介质的自身重力(实际上是重力的向心分力)大于离心力时，研磨介质就脱离筒体抛射下落，从而击碎矿石。
☞在磨矿机转动过程中，研磨介质还会有滑动现象，对矿石产生研磨作用。
在大多数情况下，因为磨碎作业的产品直接给入选别回路，所以磨碎产品的质量是影响分选指标的重要因素。
◆处理量Q ：磨矿机在一定的给矿粒度及产品粒度下每小时处理的矿量，单位为“t/(台·h)”，或称磨机的台时处理量。
◆单位容积处理量q ：磨矿机在一定的给矿粒度及产品粒度下每小数量指标v 时每立方米处理的矿量，单位“t/(m 3·h)”。
◆磨机-200目利用系数q -200：每小时每立方米磨机容积新生成的-200目数量来评价磨机工作效果，单位为“-200目t/(m 3·h)”。
有缘学习更多＋谓ｙｇｄ３０７６或关注桃报：奉献教育（店铺）◆磨矿效率磨矿效率是磨机的单位能耗生产率，也就是磨机每消耗1能耗指标kw·h 能量所处理的物料量。
单位为“t(原矿)/kw·h ”或“-200目t/kw·h ”，表示磨矿能量使用效率的高低。
“-200目t/kw·h ”指标把磨碎设备的能耗与磨碎效果紧密地联系了起来。
◆每磨细1t矿石所消耗的钢量，单位为“kg/t矿石”。
在磨矿中，磨矿费用约有40%消耗在钢铁上钢耗指标，其中绝大部分为钢球消耗，故将钢球单耗列为考核选厂工作业绩的重要指标之一。
钢球在磨磨矿介质VS待磨碎物料VS筒体◆筒体体积>待磨碎物料体积机内的分布◆磨矿介质硬度>待磨碎物料硬度◆待磨碎物料体积>磨矿介质体积磨矿介质在磨机内的堆积体积稍小于磨机容积的1/2。
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磨矿知识
磨矿1. 我国目前选矿厂用衬板有几种形式？筒体村板的形状对球磨机的工作影响很大。
目前常使用的有搭接形：波形、凸形、光滑形、阶段形、条形等几种。
见图12。
图12 筒体衬板的形状当处理粗粒物料时，球磨机筒体衬板应采用起伏状(如拔形、凸形、搭接形)衬板。
近年来一些选厂已推广使用条形衬板。
起伏状衬板有能力把磨矿介质提升到较高的高度，从而增强介质的冲击能力，提高球磨机的生产能力。
常用于第一段磨矿，适合处理粗粒物料。
光滑形衬板适用于细磨矿(往往指第二段磨矿)。
因为平滑形衬板易于钢球的滑滚，磨剥作用强烈，适合处理细粒物料。
通常衬扳的厚度依据磨机的直径大小来确定，一般50～150mm 之间。
我厂一段球磨机的衬扳的厚度为：70mm2.球磨机。
筒体是筒型或锥型，用金属球做磨矿介质，按排料方式又分格子型和溢流型。
球磨机在选矿厂广泛用来磨细各种矿石。
Φ2700×4000格子型球磨机如图1-4-8 所示。
格子型球磨机由以下6 部分组成：筒体部、给矿部、排矿部、轴承部、传动部和润滑系统。
3.溢流型和格子型磨机优缺点是什么？溢流型球磨机的优点是结构简单，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。
缺点是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。
格子型磨机的优点是排矿速度快，能减少矿有的过粉碎，同时能增加单位容积产量，比溢流型球磨机产量高。
它的缺点是结构复杂，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。
4.设备经常出现故障，反映出如下几个方面的问题：1)设备中小修没有按计划检修来办事，使设备完好状态越来越恶化；2)备品备件准备不及时和质量不保证；3)维修上检修质量不保证；4)岗位操作工维护设备不够精心。
5.球磨机“胀肚”危害有哪些?稳定工作状态下的球磨机，进入磨矿机的物料量应与从磨矿机排出的相等。
由于某种原因(如返砂量变大、原矿量变大等)使给入磨矿机物料量变大，超过了磨矿机本身允许的最大通过能力而排不出来，在磨矿机内逐渐积累，使磨机失去磨矿作用，这种现象称为磨矿机的“胀肚”。
1.12磨矿理论-钢球运动状态和受力分析
磨矿理论
钢球在磨机内的运动轨迹由两部分组成,其中钢球 在磨机衬板附近被向上提升阶段的轨迹是一段圆弧, 而落回到球荷底角的轨迹是一段抛物线。
磨机内钢球 抛落式分析
α角为脱离角。 A3点是钢球的脱离点。 A1点既是钢球运动轨迹的开始点,又是钢球运动轨迹的终点。
磨矿理论
球磨机 钢球抛落 受力分析
◆ 钢 球 受 力 分 析 ： (1) 重 力 G, 切 向 分 力 T=Gsinα,法向分力N=Gcosα；(2)离心力 C；(3)摩擦力F。
4 矿浆浓度
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磨矿理论
钢球在磨机内 的运动状态
钢球在磨机内的运动状态(戴维斯Davis)
磨矿理论
钢球在磨机内 的运动状态
钢球在磨机内的运动状态 (a)泻落式 (b)抛落式 (c)离心式 低 速中 速 高 速 研磨作用 研磨和冲击 无破碎力作用 工作状态 工作状态 非工作状态
◆在A3点,离心力Ｃ与法向分力Ｎ大小相 等,方向相反,摩擦力Ｆ＝０,此时钢球脱 离筒壁,作抛物线下落。
◆若磨机转速过高,球上升至顶点Ｚ,离心 力比Ｇ大,钢球不下落与筒体一起转动, 发生离心运转。
◆钢球能够上升到的高度决定于球荷质 量及磨机转速的大小。
磨矿理论
脱离点-钢球脱离筒壁开始作抛落运动的点。 脱离角-过脱离点的筒体半径与筒体垂直直径 之间的夹角。
磨机内钢球 抛落分析
随着筒体转速的增加,脱离点的位置逐渐上移,脱离角逐 渐减小,直到脱离点移到筒体的最高点,脱离角相应减小到零, 从而使钢球的运动状态由抛落式转变为离心式。
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选矿学之磨矿理论
钢球运动状 态和受力分析
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磨矿过程概述
MO KUANG GUO CHENG GAI SHU
磨矿是在研磨介质产生的冲击力和研磨力的联合作用下，矿石被粉碎成微细颗粒的过程。
☞当研磨介质的自身重力(实际上是重力的向心分力)大于离心力时，研磨介质就脱离筒体抛射下落，从而击碎矿石。
☞在磨矿机转动过程中，研磨介质还会有滑动现象，对矿石产生研磨作用。
在大多数情况下，因为磨碎作业的产品直接给入选别回路，所以磨碎产品的质量是影响分选指标的重要因素。
◆处理量Q ：磨矿机在一定的给矿粒度及产品粒度下每小时处理的矿量，单位为“t/(台·h)”，或称磨机的台时处理量。
◆单位容积处理量q ：磨矿机在一定的给矿粒度及产品粒度下每小
数量指标v 时每立方米处理的矿量，单位“t/(m 3·h)”。
◆磨机-200目利用系数q -200：每小时每立方米磨机容积新生成的-200目数量来评价磨机工作效果，单位为“-200目t/(m 3·h)”。
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◆磨矿效率
磨矿效率是磨机的单位能耗生产率，也就是磨机每消耗1
能耗指标kw·h 能量所处理的物料量。
单位为“t(原矿)/kw·h ”或“-200目
t/kw·h ”，表示磨矿能量使用效率的高低。
“-200目t/kw·h ”指标把磨碎设备的能耗与磨碎效果紧密地联系了起来。
◆每磨细1t矿石所消耗的钢量，单位为“kg/t矿
石”。
在磨矿中，磨矿费用约有40%消耗在钢铁上钢耗指标
，其中绝大部分为钢球消耗，故将钢球单耗列为考
核选厂工作业绩的重要指标之一。
钢球在磨磨矿介质VS待磨碎物料VS筒体
◆筒体体积>待磨碎物料体积
机内的分布
◆磨矿介质硬度>待磨碎物料硬度
◆待磨碎物料体积>磨矿介质体积
磨矿介质在磨机内的堆积体积稍小于磨机容积的1/2。
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