一、球磨機(jī)磨礦過(guò)程的基本理論
磨礦作業(yè)大部分在裝有許多磨礦介質(zhì)的圓筒內(nèi)進(jìn)行，由于筒體的不斷旋轉(zhuǎn)而將磨礦介質(zhì)帶到一定的高度，然后借自重下落，這樣就產(chǎn)生破碎物料所需的沖擊力。同時(shí)，由于磨礦介質(zhì)在筒體內(nèi)沿筒體軸心作公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)，使磨礦介質(zhì)之間與筒體接觸區(qū)間產(chǎn)生壓擠和磨削力，從而使礦石磨碎。磨礦作業(yè)中，加水者稱濕式磨礦，不給水則叫干式磨礦。磨礦作業(yè)多采用硬度及比重較大的鍛鋼(或鑄鋼)制造成圓球和長(zhǎng)棒。
二、影響球磨機(jī)工作效率的因素
1、原料的性質(zhì)對(duì)球磨機(jī)效率的影響
原料的組成及物理性質(zhì)對(duì)磨礦技術(shù)效率的影響很大。例如當(dāng)?shù)V石中有用礦物粒度較粗，結(jié)構(gòu)松散脆軟時(shí)，較易磨碎。而當(dāng)有用礦物的嵌布粒度變細(xì)、結(jié)構(gòu)致密以及硬度較大時(shí)，則比較難磨。一般來(lái)說(shuō)粗粒級(jí)在粗磨時(shí)較容易，產(chǎn)生合格粒度的速度較快，而細(xì)磨則較難。因?yàn)殡S著粒度的減小物料的脆弱面也相應(yīng)減少，即變得越來(lái)越堅(jiān)固，所以產(chǎn)生合格粒度的速度也就較慢。因此，粗磨的磨礦技術(shù)效率要比細(xì)磨的高。
國(guó)外也有先將硬質(zhì)料與軟質(zhì)料分開(kāi)單獨(dú)球磨，再將料漿按配方要求配比混合的工藝，不過(guò)這種工藝也有其不足之處，會(huì)出現(xiàn)原料混合不勻的現(xiàn)象。
2、物料與水的比例對(duì)球磨機(jī)效率的影響
料水比太大則料漿過(guò)于黏稠，黏稠的料漿對(duì)研磨介質(zhì)有滯留作用，使其轉(zhuǎn)動(dòng)速度減慢，球磨效率降低。料水比太小則料漿過(guò)于稀薄，會(huì)導(dǎo)致研磨介質(zhì)的直接撞擊，加大了研磨體的耗損。
通常對(duì)于含可塑性原料多的物料，料水比的值小些；對(duì)于瘠性原料較多的物料，料水比的值大些。
3、轉(zhuǎn)速與內(nèi)襯對(duì)球磨機(jī)效率的影響
球磨機(jī)內(nèi)的研磨介質(zhì)與物料按球磨機(jī)轉(zhuǎn)速的不同，可以分為以下三種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)：瀉落式運(yùn)動(dòng)；拋落式運(yùn)動(dòng)；離心式運(yùn)動(dòng)。球磨機(jī)正常的工作狀態(tài)為拋落式或?yàn)a落式運(yùn)動(dòng)。通過(guò)實(shí)踐觀察，越是靠近球磨機(jī)筒體，研磨介質(zhì)的量越多，充分發(fā)揮zui外層對(duì)物料的粉碎作用，才能使球磨機(jī)的效率zui大。由理論計(jì)算得知，當(dāng)zui外層研磨介質(zhì)的脫離角為54.73°時(shí)，可以使zui外層獲得zui大的降落高度，對(duì)物料以zui有效的粉碎。從實(shí)際操作中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)球磨機(jī)的工作轉(zhuǎn)速調(diào)整到臨界轉(zhuǎn)速的0.75-0.85時(shí)，可以使研磨介質(zhì)處于較高的降落高度。
3.1合理控制球磨機(jī)轉(zhuǎn)速與填充率關(guān)系，可以提高球磨機(jī)處理能力球磨機(jī)處理能力與球磨機(jī)轉(zhuǎn)速成正比，但提高轉(zhuǎn)速以后應(yīng)相應(yīng)降低球荷充填率(球荷容量與球磨機(jī)有效容量之比)，否則對(duì)提高處理量不利。試驗(yàn)表明，其它條件不變，臨界轉(zhuǎn)速大小主要取決于球的充填率。充填率愈大，臨界轉(zhuǎn)速愈小。在同一轉(zhuǎn)速下，球荷充填率逾高，但以低于40%為宜，當(dāng)球荷充填率小于25%時(shí)，在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)上是不合理的。球的充填率大時(shí)，球數(shù)增加，從而增加了磨礦作用，這是提高充填率的有利的一面，但由于前面所述，球磨機(jī)zui適宜轉(zhuǎn)速與球充填率有關(guān)，充填率提高，球磨機(jī)離心轉(zhuǎn)速想要降低，這對(duì)磨礦作用是不利的一面，當(dāng)充填率增加時(shí)，球磨機(jī)裝礦的有效容積減小，也相應(yīng)降低生產(chǎn)能力。實(shí)驗(yàn)證明：當(dāng)球磨機(jī)轉(zhuǎn)速率為80%時(shí)，其球荷充填率與動(dòng)力消耗成正比。一般工業(yè)上轉(zhuǎn)速率及充填率在下面范圍內(nèi)較合適：轉(zhuǎn)速率：K=76%—90%；球充填率：Φ=35% ~48%。W=(π/) D·L·δ·Φ 式中：W-裝球量，t；D-球磨機(jī)直徑，m；L-球磨機(jī)長(zhǎng)度， m；Φ-球磨機(jī)充填率；δ-鋼球視比重，取值4.8。
3.2磨礦介質(zhì)的影響
鋼球是球磨機(jī)的主要磨礦介質(zhì)，鋼球的比重尺寸大，其沖擊作用亦大。鋼球的耐磨性好，硬度大則磨削力強(qiáng)，對(duì)處理硬度大、結(jié)構(gòu)致密的難磨礦石應(yīng)多加比重大、尺寸大的鋼球。但為了有效地磨削細(xì)粒礦石，增加單位時(shí)間內(nèi)的打擊次數(shù)，則要求增加較多的小球。鋼球的比重、硬度、成份與韌性是鋼球的主要技術(shù)指標(biāo)，按標(biāo)準(zhǔn)要求，鍛鋼球、軋鋼球比重為7.8，鑄鋼球、鑄鐵球比重7.5如砂眼較多可降至7.1以下。鐵球雖含C高，但硬度達(dá)不到要求，砂眼空心較多，比重小破碎現(xiàn)象較嚴(yán)重。鋼球質(zhì)量下降，磨礦*下降，鋼球單耗卻上升。因而，選用硬度高、韌性較好的鍛鋼、鑄鋼球較適宜。
3.2.1鋼球尺寸的確定
鋼球尺寸取決于球的比重、球磨機(jī)中礦石的粒度組成，要求的產(chǎn)品粒度和礦石的物理性質(zhì)等因素根據(jù)一般的經(jīng)驗(yàn)，礦快愈大、礦石愈硬，裝入的球徑就應(yīng)大些。但充填率一定時(shí)，裝入的大球愈多，則單位時(shí)間內(nèi)總沖擊的次數(shù)減少，磨礦作用相應(yīng)小些。當(dāng)給礦粒度較小，要求產(chǎn)品較細(xì)時(shí)，應(yīng)適當(dāng)增加小球。
可按下面的公式計(jì)算球徑大小：D=id^n 式中：D-鋼球直徑， mm；d-給礦粒度，mm；i\n-常數(shù)，主要與礦石性質(zhì)有關(guān)。可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定對(duì)zui大給礦粒度dzui大和zui小給礦李大dzui小相應(yīng)的zui適宜的裝球尺寸，然后球常數(shù)n及i。
3.2.2鋼球比例的確定
在計(jì)算適宜的球徑與相應(yīng)給礦粒度關(guān)系之后，應(yīng)根據(jù)球磨機(jī)總給礦(新給礦+返礦)粒度特性決定合理裝球——即鋼球的配比問(wèn)題。其步驟為：(1)測(cè)定返砂比，并對(duì)返砂和球磨機(jī)給礦進(jìn)行篩析。根據(jù)篩析結(jié)果計(jì)算球磨機(jī)總給礦粒度特性繪制曲線。(2)根據(jù)總給礦粒度特性曲線和適宜球徑——給礦粒度關(guān)系，算出應(yīng)加入的不同尺寸鋼球比例。(3)根據(jù)總加球量和各種球的比例，計(jì)算應(yīng)加入的各級(jí)別球中。
3.2.3合理補(bǔ)球
球磨機(jī)中鋼球在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中不斷磨損，為了保持球荷充填率和球的合理配比，保持球磨機(jī)的穩(wěn)定操作，必須進(jìn)行合理補(bǔ)球，抵償磨損。合理補(bǔ)球是提高磨礦效率的關(guān)鍵問(wèn)題之一。根據(jù)球磨機(jī)實(shí)際情況，定期檢查球荷組成，積累數(shù)據(jù)，不斷修正補(bǔ)球比例zui后達(dá)到穩(wěn)定球荷配比和合理補(bǔ)球目的。一般補(bǔ)球時(shí)只補(bǔ)大球，不補(bǔ)小球，因?yàn)樾∏蚩捎纱笄蚰p得到。
三、結(jié)論
綜上所述，選擇球磨機(jī)*轉(zhuǎn)動(dòng)速度、填充率及鋼球，真是細(xì)致地繪制礦粒度特性曲線，從而確定適宜的鋼球尺寸、鋼球比例，并在生產(chǎn)中逐步掌握補(bǔ)球規(guī)律，是提高球磨機(jī)工作效率的有效途徑。
