钢球对磨矿过程的影响—钢球充填率的影响

球磨机的磨矿作用是由钢球完成的，则磨机内钢球充填的多少自然决定磨矿作用的强弱。从物理现象上分析，装球多，打击次数多，研磨面积大，磨矿作用强；反之，装球少时打击次数少，研磨面积小，磨矿作用弱。力学现象上分析，装球多时耗功大，磨机生产率也大，装球少时耗功也小，磨机生产率也低。

由于球荷充填率和磨机转速率共同起作用，因此，在分析充填率的影响时也不能丢开转速率，只能二者结合分析。磨机处于较低转速时，球荷在磨机内形成一个倾斜面，球升到高处时沿球荷斜面滚下，形成泻落运动状态。随着球荷充填率增加，球荷倾斜面角度增大，球荷下滑力矩增大，磨机需用功率也增大，按戴维斯和列文松等人的理论，球荷充填率达50%时磨机功率达极大值，如图1所示。当充填率超过50%时，磨机功率开始下降，这是由于球荷上升过高，球向下滚动时落回点也高，又将能量传回筒体，故磨机实际需要的功率下降。当球荷充填率为100%时，整个磨机实际上成为一个滚筒，磨机只需维持此滚筒转动需要的能量，因此磨机的功率很低。如果磨内装有矿石和水，磨机功率的实际曲线（图1中实线）与理论曲线（虚线）产生差异，达到功率的充填率值下移，这是由于矿石和水的加入使球荷实际充填率上涨之故。

图 1

适宜的充填率，并非充填率愈高愈好。检验充填率好的标准是磨机生产率的大小，通过试验找到生产率对应的充填率即是充填率。当然，当磨机规格不太大和球荷处于抛落运动时，用康托诺维奇公式是可以计算转速率所对应的充填率。但普遍适用的仍是试验确定的方法。另外，从磨矿过程是功能转变的过程这一原理出发，可以认为磨机生产率必然对应着的磨碎功，因此，也可用极大磨碎功来作为充填率的判据。

（1）球径过小时也因打击力不足而使生产率下降。球径精确化时可使磨机生产率大幅度提高。笔者在若干选厂的工业试验中证明，使球径由过大变为精确时，磨机按-0.074mm计的利用系数值可提高15%-40%。

（2）影响磨矿产品粒度分布的均匀性。过大的球径使打击次数少而导致磨不细的粗级别多，过大的打击力又使打击时过粉碎增多。故过大球径下产品粒度不均匀，过粗的和过粉碎的均多，对选别不利。笔者的若干工业试验证明，使球径由过大调为精确时，磨矿产品的粒度和平均粒度均有所减小，且过粉碎也减少3%-4%，产品粒度更为均匀，中间易选粒级增多，对选矿更有利。

（3）影响磨矿产品中矿物单体解离度高低。过大的球径因打击力过大而使矿石产生贯穿破碎，只是粒度机械地变细，矿物的单体解离度不高。球径精确化后矿物沿结合面解离的几率增加，产品中矿物单体解离度提高。笔者的工业试验证明，球径精确化后可使有用矿物的单体解离度提高4%-6%，进而提高精矿品位和回收率。

（4）影响球耗的高低。按戴维斯的钢球磨损理论，球的磨损速度与其重量成正比，大球磨损速度大，耗量大；小球磨损速度小，耗量低。这一点早已为A.F.塔加尔特的《选矿手册》所收集总结。笔者的工业试验也证明这一点。若干工业试验证明，球径由过大调整为精确后，钢球单耗可降低10%-20%。

（5）影响电耗高低。当球的装载量不变时，小球的电耗也比大球的低。这一点在国内外均有人研究过，有的专著列出每吨钢球需要输入的功率KW_b为：

B为球径，mm。由公式（5-40）和&5=Ss值看出，每吨大球的输入功率比小球的大。笔者的工业试验证实，球径减小后磨机功率可下降2%-3%。

（6）影响磨机工作噪声的大小。大球由于具有的能量大，相互撞击或打击衬板时声能损失也大，故噪声大。使球径精确化后可以降低噪声，经笔者的多次工业试验证明，由球径过大经调整为精确后，磨机工作噪声可下降3-4bB。

由以上可见，钢球尺寸对磨矿的各项指标有很大影响，精确选择钢球尺寸有重大意义。