自磨機(jī)的工作原理

干式自磨與濕式自磨雖然有所區(qū)別，但工作原理基本相似。它們都要求穩(wěn)定的給礦量（充填率一定) 和大小礦塊間保持一定的比例（配比）。隨著筒體的旋轉(zhuǎn)，大小礦塊被提升到一定的髙度，然后拋落下來產(chǎn)生沖擊研磨作用使礦石被磨碎。大塊礦石一方面起著鋼球的作用，對較小礦石產(chǎn)生沖擊和研磨，同時(shí)大塊礦石本身也被磨碎。

圖6-11表示礦石在自磨機(jī)中的運(yùn)動(dòng)軌跡。在筒 體的徑向方向上，大塊礦石處于旋轉(zhuǎn)的內(nèi)層（靠近磨機(jī)中心），瀉落運(yùn)動(dòng)較多，形成瀉落區(qū)和研磨區(qū)，它的循環(huán)周期短，很快地下落至筒體下部，遭到瀑落下來的礦石的沖擊而磨碎。中等粒度礦石在中間層，細(xì)粒較多集中于外層,它們被提升的高度較大，細(xì)粒脫離筒壁后拋落下來形成瀑落區(qū)。瀑落下來的礦石在筒體下部與自磨機(jī)的新給礦相遇，將其擊碎。 礦塊在這一區(qū)域受到的沖擊破碎作用最強(qiáng)，故稱為破碎區(qū)。礦石在破碎區(qū)和研磨區(qū)被磨碎到一定粒度后，被氣流或水帶出自磨機(jī)進(jìn)行分級(jí)。

自磨機(jī)內(nèi)部粉碎礦石的主要作用力有以下幾類：

（1）礦石自由降落時(shí)的沖擊力；

（2）礦石之間在研磨區(qū)和瀉落區(qū)的相互的磨剝力；

（3）礦石由壓力狀態(tài)突然變?yōu)閺埩�狀態(tài)的瞬時(shí)應(yīng)力。一般自磨機(jī)以研磨作用為主，占全部磨碎作用的50%~80%。由于多數(shù)自磨機(jī)的筒體長度短，礦石在自磨機(jī)內(nèi)停留的時(shí)間較短，同時(shí)大多數(shù)礦粒是沿結(jié)晶界面磨碎的，因此，磨碎產(chǎn)品的粒度比較均勻，過粉碎現(xiàn)象少。

由于自磨技術(shù)具有節(jié)省鋼耗(不裝介質(zhì)或裝少量介質(zhì)），簡化流程，節(jié)省基建投資,磨碎產(chǎn)品不受鐵污染，單體解離較好和對礦石的適應(yīng)性強(qiáng)等明顯的優(yōu)越性，因此已廣泛的用于鐵礦、銅礦和其他稀有金屬礦，以及化工、建材等其他工業(yè)部門。

自磨工藝參數(shù)

A   原礦粒度特性

在自磨工藝中，原礦既是磨碎介質(zhì)又是被磨碎物料。由于前一特點(diǎn)，當(dāng)原礦粒度組成發(fā)生變化時(shí),就如同球磨機(jī)中的球荷配比改變一樣，自磨機(jī)的生產(chǎn)率和產(chǎn)品細(xì)度相應(yīng)變化，由于后一特點(diǎn)，當(dāng)原礦粒度組成發(fā)生變化時(shí),就如同球磨機(jī)的給礦粒度組成改變，自磨機(jī)的生產(chǎn)率和產(chǎn)品細(xì)度亦隨之波動(dòng)。大塊含量多，則沖擊動(dòng)能大，有利于破碎中等粒度的礦塊，自磨機(jī)產(chǎn)量高，比功耗低。實(shí)踐證明，原礦中大塊含量少時(shí)，自磨機(jī)中易形成臨界顆粒(約40mm左右）逐漸增多的現(xiàn)象。即所謂"頑石積累"。頑石積累造成自磨機(jī)產(chǎn)量降低，比功耗增加和產(chǎn)生過粉碎現(xiàn)象。但是，如果原礦粒度太大，大塊含量過多，則所需的磨礦時(shí)間延長，磨礦效率也低。

原礦最大粒度的確定，首先與自磨機(jī)的規(guī)格有關(guān)，對于46m以上的大型自磨機(jī)，原礦中最大粒度可大至500mm對于φ6m以下的自磨機(jī)以300～400mm為宜。其次，要考慮礦石性質(zhì),對于硬度和密度不大的礦石，可以適當(dāng)提高給礦粒度，但對于密度和硬度大的礦石，則應(yīng)適當(dāng)降低給礦粒度。

為使自磨機(jī)高效率工作，給礦中各粒級(jí)保持適當(dāng)配比是重要的。某燒結(jié)廠對給料中粒級(jí)配比的試驗(yàn)結(jié)果列于表6-3。由表可知，給料中+300mm粒級(jí)和-300mm粒級(jí)各占50%時(shí)，磨礦效果最好，其產(chǎn)量與全部都是粗粒級(jí)或全部是細(xì)粒級(jí)比較，分別提高30.6%和50.5%。

另外,一定的轉(zhuǎn)速率對原礦粒度組成有一定的適應(yīng)性,通過選擇自磨機(jī)的轉(zhuǎn)速以適應(yīng)原礦的粒度組成。瑞典的瓦斯堡(Vassbo)礦在生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)原礦中+90mm礦塊占40%~45%時(shí)，自磨機(jī)的轉(zhuǎn)速率65%最好，此時(shí)處理能力最高；當(dāng)+90mm的礦塊占20%轉(zhuǎn)速率為75%，處理能力最高；當(dāng)小顆粒占百分比較大時(shí)，轉(zhuǎn)速率90%最為適宜。據(jù)此，可用變速電動(dòng)機(jī)及其自動(dòng)控制系統(tǒng)來控制自磨機(jī)的轉(zhuǎn)速。

B   充填率（料位）

充填率是指磨機(jī)中物料容積占磨機(jī)有效容積的百分?jǐn)?shù)，有時(shí)也用料位表示,意思是指自磨機(jī)中料層的高度。測知料位便可換算出充填率的大小。

充填率的大小反應(yīng)了磨機(jī)的給料速度、磨料速度及排料速度三者相平衡的結(jié)果。在原礦性質(zhì)、磨機(jī)結(jié)構(gòu)既定的條件下，料位的髙低是影響磨料速度的主要因素。

試驗(yàn)表明，隨著磨機(jī)內(nèi)料位的增高，功率消耗也增加，磨機(jī)的產(chǎn)量也相應(yīng)提髙。如圖6-12所示，當(dāng)充填率增加到某一數(shù)值(36%～40%)時(shí),功率消耗達(dá)一極限值，此時(shí)磨機(jī)的產(chǎn)量最髙，當(dāng)充填率再增加時(shí)，功率消耗急劇下降，產(chǎn)量也降低，此時(shí)磨機(jī)出現(xiàn)了"脹肚"現(xiàn)象。故對任一自磨機(jī)均存在一最佳料位值，此時(shí)磨機(jī)消耗功率為最大。物料性質(zhì)不同，最佳料位值也不同。一般為 30%～40%。通過調(diào)整磨機(jī)的給料速度，可使自磨機(jī)經(jīng)常處于最佳料位值工作。

C   轉(zhuǎn)速率

轉(zhuǎn)速率的大小直接影響磨機(jī)內(nèi)物料運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同，物料被粉碎的磨剝作用和沖擊作用的程度也不同。

轉(zhuǎn)速率與磨機(jī)直徑、充填率、礦石性質(zhì)等有關(guān)；最佳轉(zhuǎn)速率應(yīng)由試驗(yàn)確定，波動(dòng)范圍是70%~80%。國外自磨機(jī)多趨向于低轉(zhuǎn)速率。對國外選礦廠75臺(tái)自磨機(jī)的轉(zhuǎn)速率的統(tǒng)計(jì)如表6-4所示。

自磨機(jī)的轉(zhuǎn)速率，還與礦石的密度有關(guān)，密度大的礦石要求低轉(zhuǎn)速，而密度小的礦石要求髙轉(zhuǎn)速。例如：湖北某礦鐵礦石，密度為4.2 g/cm3,采用78.5%的轉(zhuǎn)速率磨礦效果最佳；而江西某銅礦礦石密度2.77g/cm3，采用轉(zhuǎn)速率93.3%時(shí)自磨機(jī)處理能力最髙。對于堅(jiān)硬難磨的礦石，宜采用低轉(zhuǎn)速率，磨礦效果較好

轉(zhuǎn)速率是自磨生產(chǎn)中非常重要的參數(shù)之一，然而，國內(nèi)目前定型的自磨機(jī)轉(zhuǎn)速均已固定，無伸縮余地，如表6-5所示。

D   附加鋼球

半自磨時(shí),一般加入占磨機(jī)容積2%～8%的鋼球,作為強(qiáng)化自磨的措施之一。鋼球的作用是彌補(bǔ)礦石中粗粒級(jí)的不足和磨碎"頑石"，并可從中得到高強(qiáng)度的音響信號(hào)，以正確控制給礦量 (見圖6-13)，其結(jié)果是提髙生產(chǎn)率、降低比能耗，并改善產(chǎn)品的粒度組成和減少泥化現(xiàn)象，半自磨所加鋼球直徑，通常在40~130mm之間。

物料是采用全自磨或半自磨主要取決于物料的性質(zhì)。如物料易碎，筒體內(nèi)塊狀物料將不足，使磨礦效率下降；如物料難碎，即使加人一些鋼球采用半自磨，磨礦效果也不好。一種意見認(rèn)為: 當(dāng)邦德功指數(shù)Wi小于8時(shí)，宜采用半自磨，當(dāng)Wi=8～14時(shí)，用全自磨。一般應(yīng)通過自磨適應(yīng)性試驗(yàn)確定。