φ2700×3600型球磨机上料系统设计【说明书+CAD】
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φ2700×3600型球磨机上料系统设计【说明书+CAD】,说明书+CAD,2700,3600,球磨机,系统,设计,说明书,CAD
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黄河科技学院毕业设计(文献综述) 第 8 页球磨机装补球理论的现状及发展趋势摘 要：论述了国内外磨矿机装补球理论及实践的现状，分析了其存在的主要缺点，并指出了今后发展的趋势。关键词：装补球理论；现状评述；发展趋势；引言磨矿往往是金属矿石粉碎过程的最后一道工序，在此阶段，颗粒在冲击和磨剥的联合作用下逐渐减小。其目的是使矿石中的有用矿物与脉石矿物相互解离并在粒度上适合选矿要求最终得到有用矿物解离充分且粉碎尽量少的入选物料，因而恰当的磨矿往往是有效选矿的前提及关键。由于球磨机中钢球是产生冲击及磨剥作用的破碎力实施体及能量传递体，所以合理的钢球尺寸、配比及装补球制度将直接决定磨矿指标的好坏并最终影响到选矿厂的选别指标和经济效益。1磨机装补球理论的现状1.1球磨机钢球尺寸的确定方法球磨机中的钢球尺寸对磨矿影响极大，然而影响钢球尺寸的因素又很多，致使准确确定钢球尺寸成为一个很大的难题。现代固体力学还不能从理论上计算岩矿的破坏强度只能借助工程测定来解决现代数学也不能求解众多未知数的方程l，因此球径的纯理论计算公式还不能产生，至多能找到包含主要因素的半理论公式。早先，人们只抓住一两个主要因素而总结出一些经验球径公式。在前些年的选矿工程实践中，常用的确定钢球尺寸的经验公式主要有以下几个。1 VA奥列夫斯基公式 （1）式中 所需球径，mm； 溢流、给矿粒度，mm 根据此公式计算确定的球径比实际偏小过多，所以在实践中较少采用，常用的是拉苏莫夫经验公式。 2 拉苏莫夫公式 （2）式中 D与给矿粒度相应的球径.mm； d给矿最大粒度，mm； i，n矿料性质参数。此公式需通过实验室试验确定i及n值，基本上能反映磨矿过程的实际特性使用的较为广泛。对中硬矿石，拉苏莫夫公式可转变为简化形式。 （3）1.2磨机装补球制度1.2.1磨机初装球磨矿实践表明磨机中存在不同尺寸的混合介质时磨矿效果较单一尺寸介质的磨矿效果好。前苏联对磨机合理装球作了大量的研究并认为要使球磨机以高效率工作，球荷中不但应有足够数量的磨碎粗粒物料的大球同时也应有研磨细粒物料的中球和小球。合理装球的目的，就是在球荷中保持大球、中球、小球有适当的比例。前面的球径公式只解决了计算单一窄级别球径的问题对于给矿为多级别的混合矿料，磨机内的钢球就必须确定装球的级别尺寸及各尺寸之间的比例，这就靠初装球来解决。常用的初装球方法有两种：一种是根据经验确定35种球，各种球的比例也由经验确定，此种方法较简单，易实行，但理论性差而经验性很强，在欧美用得较多；另一种则通过对磨机全给矿的粒度分析，扣除不需磨细的部分后，将全给矿按粒度分组，求出各组矿粒所需的球径，再按各组球的比例与该组矿粒产率相一致的原则确定初装球比例。此方法是较系统及科学的方法，但方法本身太繁琐，其中也有不少经验成分，且在生产中难以长期坚持及推广。国内的研究始于50年代，基本上是照苏联的方法。在发现最初装球三、五天甚至半个月内磨矿效率下降，粒度变粗的情况下，选矿厂开始重视最初装球问题。崔巍等通过试验逐渐扩大装球种类及比例或在清球时仅把其中碎球部分拿掉，再补上相当于碎球大小的好球，均取得了一定的效果4。东北大学则提出了线性叠加原理算法，即认为单一尺寸的球介质对混合粒级磨机给矿的磨碎作用等于其对组成混合物料的各窄级别物料磨碎作用的线性叠加；混合加球对混合给料的磨碎作用等于混合球中各单一尺寸球对各窄级别物料磨碎作用的线性叠加5。据此可通过试验求出某一级别球介质磨碎各窄级别或混合物料的磨矿动力学方程式中参数，并可模拟算出混合加球磨碎混合物料的磨矿产品粒度分布。1.2.2磨机补加球制度初装球只解决磨机工作前的装球问题，磨机一经工作，磨损随即产生，接着就是补球的问题。球磨机连续工作过程中球逐渐磨损，机体内球荷重量不断减少，磨机内破碎力减弱，因而磨机生产率降低，需定期向磨机内添加一定数量的钢球，以保证磨机内球荷稳定及正常工作。要确定合理的补加球种类及比例，就必须计算球的磨损及消耗，这就要弄清球的磨损规律。球磨机中球的磨损有许多种，有化学腐蚀磨损、机械磨损及非正常磨损等。其中化学腐蚀磨损的情况复杂，目前还难以作为工程计算，非正常磨损则主要由球的质量不好所致，情况也复杂，难以定量计算。目前仅能对机械磨损作为工程计算。尽管磨矿介质种类繁多，有铸铁、碳素钢、合金钢等多种其耐磨性也各不相同，但其磨损却基本遵循相同的磨损规律。关于球的磨损规律有三个假说，较公认的为榜德假说，即认为球的磨损速度与钢球直径的2.3次方成正比，较符合实际。但以此规律为基础发展起来的补加球制度却各不相同，欧美国家多补加34种球，前苏联及我国多采用合理平衡补加球法，即在认为磨机工作效果好时，停下磨矿机，清理出磨机内钢球，找出其球径分布，并认定它是最好的球径分布，以此作为磨损后应达到的标准，通过计算磨损率来确定补加钢球制度，再根据现场人员经验校核计算结果。但是，由于矿石性质的变化，这种较粗放的补加球方法常常使磨机内盈球或亏球，很难达到磨内球荷总量及各种球配比的稳定状态。2现行磨机装补球理论的缺陷2.1钢球尺寸确定公式的缺陷2.1.1与磨矿目的不太相符矿料的磨碎有各种目的。一种情况只要求将原始固体的尺寸减小到某一要求的尺寸，例如获得粉体。此情况下一般矿料磨得越细越好，水泥磨矿即如此，这种以粉碎矿料为目的的磨碎称为粉碎性磨矿；还有一种情况是磨矿只是为了擦洗或暴露新鲜表面，并非为了磨细矿料，此种以擦洗为目的的磨矿称擦洗性磨矿；而有用矿物选矿工艺中对磨矿的要求又不同于以上两种情况，在这种情况下要求矿物在较粗粒度下即可解离，以减少不必要的磨碎及减轻过粉碎，为此要解离脉石与有用矿物之间的连生体，即磨矿的目的是获得解离充分且过粉碎轻的矿料，为后续的选别作业创造条件，此种以解离矿物为目的的磨矿称为解离性磨矿。金属矿选矿厂中的磨矿均属于解离性磨矿。而以上列举的球径经验公式由于误差较大。通常算得的球径偏大，过大的球径产生过大的破碎力，使矿粒产生贯穿破碎。只能保证一定的磨矿细度，适应不了解离性磨矿的要求。解离性磨矿要求破碎力精确，故目前的球径计算方法与磨矿目的不太相符。一般而言，矿物的单体解离度与矿石的磨矿细度密切相关，但由于解离性磨矿的存在而使二者不存在正比例的关系。当球径过大时，虽然磨矿细度高，但矿物的单体解离度不一定就高，而且过分追求高的磨矿细度，就必然造成过粉碎严重，使选矿指标降低，矿物资源浪费。当球径精确时，虽然磨矿细度不很高，也能得到高的矿物单体解离度，这不仅有利于选矿，也能节能降耗。2.1.2考虑因素过分简单磨矿过程是一个复杂的过程，其影响因素很多。给矿粒度、矿石的力学强度、磨机，工作参数及矿浆的物理和化学性质都直接影响着球径的选择。如此多的复杂因素要一一考虑是不可能的。只有抓住主要因素，简化甚至省略次要因素，才是解决复杂问题的关键。但过于简单化，只考虑一两个因素，必然导致过大的误差。以上列举的球径尺寸经验公式大多从实践经验出发，对钢球尺寸的计算进行了探讨，有其简单实用的方面，但由于它们考虑的因素太少，过分简单及经验性强，局限性大，计算结果必然误差较大。2.1.3适用范围窄由于以上经验公式大多根据实际经验获得，经验性强，局限性大，则适用性就差。对于矿石性质复杂多变，每个选矿厂都有自己特殊的情况，应用以上公式准确性就差。如对于粒度大小相同的不同矿料，由于它们的力学强度不同，所需的球径也不相同，而运用经验公式计算出的结果却无法满足这一点，且不同的经验公式有不同的结果，大的误差对指导实际生产必然有较大偏差，仍需要不断调整。半理论公式考虑了较多因素，在计算细磨时误差极小，在粗磨情况下仍需校正使用。最近，公式推导者已找到了具体的修正办法6，在粗磨下精确选择球径。2.2磨机装补球制度的缺陷现行磨机初装及补加球方法仍然存在缺陷。补装球的种类及比例按“与被磨物料性质相适应”的原因确定，但很大程度上则依赖于操作人员的经验。补加球则是通过新装球运行一段时间后对磨内钢球的分析获得，这段时间补加球的种类及比例只有根据经验边摸索边调整，直至达到操作人员认为合适为止。因此，这种意义上的合理平衡也是受操作人员经验的限制，仅能视为一定程度上的合理，即经验性强而科学性明显较差。这是现行装补球方法的主要问题之一。现行装补球方法的另一主要问题是方法繁琐，而效果又不显著，因此很少有厂矿坚持使用，多数厂矿完全凭经验操作。而由于球径公式误差大，导致球径在大的方面很不精确，而在小的方面则过分追求精确，要求补加球种类达四至五种，粗磨甚至达到七种，给生产和管理带来不便，难以坚持。只有在大的方面精确，小的方面粗放的装补球方法才能在生产中坚持应用，才有生命力。东北大学以线性叠加算法确定装补球的方法，理论性很强，缺陷在于该法需在实验室条件下计算参数K、n值，但现场生产条件与实验室条件相差太大，所以必然会产生误差，即使能用于工业生产，方法也太繁琐，加之该办法也未解决球径精确计算的问题，所以，仍需作进一步改进。3磨机装补球理论的发展趋势基于以上装补球理论的缺陷，要优化磨矿操作，提高磨矿效率，装补球应从以下几方面展开研究。31增强以提高单体解离度为目的的意识著名选矿学者AF，塔加尔特把解离矿物视为磨矿的第一目的，而减小粒度作为第二目的7。那么确定磨机的工作参数就必须以保证获得解离充分且过粉碎轻的物料为基本原则，特别是确定钢球尺寸时，应以提高矿物的单体解离度及减轻过粉碎为主要准则，这就必须使球径精确化，由此使矿石所需的破碎力精确化，使破碎沿矿石中聚合力弱的矿物界面发生，提高解离度。避免因球径过大，破碎力过大而导致贯穿破碎及过度粉碎，解离度降低和金属损失升高的现象及因球径太小，破碎力不足所导致的需多打击矿石才能破碎，磨矿能力降低及消耗升高的现象。在攀枝花密地选矿厂的试验也证明球径精确化后不但可以在较粗的粒度下获得好的解离度，而且可以使电耗球耗等降低8。因此，球径精确化应该是今后新的装补球方法研究的主要内容之一。3.2采用科学性强及较简单的方法磨机中的钢球破碎作用是一种随机性行为，只有用统计力学的办法来解决，用精确的球径加上统计力学的办法，使磨机中有最高的破碎概率及单体解离度，这才是科学的装球方法。同时，又要考虑生产管理上的方便及操作性强，以入磨物料的性质及新球径确定方法来确定合理的初装球及在基本磨损规律的基础上确定补加球制度。而既然初装球是根据给矿粒度组成科学地确定的，就可以以初装球比例作为补球计算的依据，不必再去搞经验性强的钢球平衡资料。装补球的方法应坚持大的方面精确，小的方面粗放，粗磨只需23种球，细磨仅12种。有较强的理论性，且不增加操作人员负担的方法才能在生产中坚持应用，才是有生命力的方法。33稳定磨机内球荷总量及配比当原矿给入的性质是稳定的，即主要指粒度组成及强度稳定，磨机内的球荷及配比也应是稳定的。所以应该在装补球时应用自动控制的方法，使磨机内的装球符合生产要求，这也应是今后研究的方向。参考文献1段希祥.球磨机钢球尺寸的理论计算研究J，中国科学(A辑)，1989，(8).2刘如盘.确定球磨机适宜钢球尺寸的公式M，矿冶工程，1991，(4).3段希祥.选择
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