球磨機(jī)的磨礦理論研究

早在二十世紀(jì)二十年代，戴維斯就系統(tǒng)的對(duì)球磨機(jī)的磨礦理論進(jìn)行了研究，之后國內(nèi)外學(xué)者對(duì)介質(zhì)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律、介質(zhì)尺寸的確定和球磨機(jī)功率的確定進(jìn)行了大量研究，取得了很多研究成果。

球磨機(jī)中物料的運(yùn)動(dòng)形態(tài)直接決定球磨機(jī)的功耗、鋼耗等工作性能。在介質(zhì)運(yùn)動(dòng)形態(tài)方面，可將國內(nèi)外學(xué)者的觀點(diǎn)歸納為三種:純二相運(yùn)動(dòng)理論、三相混合運(yùn)動(dòng)理論以及腎形蠕動(dòng)理論。純二相運(yùn)動(dòng)理論認(rèn)為球磨機(jī)中各層介質(zhì)的運(yùn)動(dòng)軌跡是相似的，顆粒在球磨機(jī)中的運(yùn)動(dòng)軌跡分為兩種:轉(zhuǎn)速低時(shí)，顆粒先是做圓周運(yùn)動(dòng)上升，到達(dá)一定高度后沿著顆粒堆表面滑落，這種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)稱為“瀉落式運(yùn)動(dòng)”；高速時(shí)，介質(zhì)的上升軌跡仍然是圓弧，但顆粒隨后就沿著拋物線軌跡運(yùn)動(dòng)。三相混合理論則認(rèn)為各層介質(zhì)的運(yùn)動(dòng)軌跡不相同，有圓周運(yùn)動(dòng)、瀉落運(yùn)動(dòng)和拋落運(yùn)動(dòng)三種。腎形蠕動(dòng)理論認(rèn)為靠近筒體中心的地方存在一個(gè)“惰性區(qū)”，該區(qū)域內(nèi)顆粒運(yùn)動(dòng)十分緩慢，對(duì)礦料基本上沒有研磨作用。目前，大多研究都是在純二相運(yùn)動(dòng)理論的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。

介質(zhì)尺寸的合理與否決定著破碎能量的合理與否，也就決定著磨礦效果的好壞。介質(zhì)尺寸的大小還嚴(yán)重影響著鋼耗及電耗的高低。國外許多研究人員根據(jù)實(shí)驗(yàn)研究，己經(jīng)總結(jié)出幾種用于計(jì)算適宜的介質(zhì)尺寸的方法，如拉蘇莫夫公式、奧列夫斯基公式和邦德公式等，這些公式大都是經(jīng)驗(yàn)公式，與國內(nèi)情況不盡相符。

我國球磨機(jī)所用介質(zhì)尺寸偏大，球徑過大會(huì)產(chǎn)生介質(zhì)和襯板磨損加劇、礦料粒度不均勻、工作噪音大，能耗高等嚴(yán)重危害，因此球徑計(jì)算精確化就顯得特別重要?；诖?，段希詳在一定的假設(shè)基礎(chǔ)上根據(jù)破碎過程的原理(即:介質(zhì)的沖擊能量應(yīng)大于礦石破碎需要的能量時(shí)，礦石才會(huì)破碎)按照拋落狀態(tài)分析推導(dǎo)出介質(zhì)直徑的計(jì)算公式，并考慮了瀉落介質(zhì)的破碎作用，將數(shù)值適當(dāng)增大，對(duì)沒有考慮到的因素進(jìn)行了修正。該公式的修正系數(shù)考慮了入料粒級(jí)的影響，因此對(duì)于粗?；蛘呒?xì)粒給礦均與實(shí)際相符，對(duì)不同硬度的礦石均適用，能夠反映我國的實(shí)際國情。何云推導(dǎo)出的計(jì)算介質(zhì)最大直徑的計(jì)算公式考慮了磨機(jī)的直徑、物料的粒度和硬度等因素的影響，與實(shí)際情況較為符合，且計(jì)算較為簡單。

根據(jù)多年現(xiàn)場生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)對(duì)給礦粒度和介質(zhì)直徑進(jìn)行優(yōu)先數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化處理，并考慮最小粒度和最大粒度對(duì)應(yīng)的介質(zhì)直徑，帶入拉蘇莫夫公式得到了紅星的球磨機(jī)介質(zhì)尺寸計(jì)算公式，但是該公式?jīng)]有與實(shí)踐進(jìn)行對(duì)比，有效性有待驗(yàn)證。

介質(zhì)填充率影響介質(zhì)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，從而影響磨礦效率和生產(chǎn)能力，目前還沒有普遍公認(rèn)的計(jì)算公式確定最佳填充率，很多資料只是給出了填充率的范圍。何云認(rèn)為最佳填充率是在保證介質(zhì)既不滑動(dòng)或滾動(dòng)，也不失去正常軌跡情況下，使其具有最大的的沖擊力和一定的研磨作用的填充率，根據(jù)這一原則推導(dǎo)出了最佳填充率的計(jì)算公式，并將計(jì)算果與工程實(shí)踐進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證了公式的有效性。

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