王德金，劉少君，楊 健

（1.內(nèi)蒙古拜仁礦業(yè)有限公司，內(nèi)蒙古 赤峰 025350；2.內(nèi)蒙古地質(zhì)勘查有限責任公司，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010020）

球磨機是選礦廠選別作業(yè)中極為重要的設備，磨礦機的工作狀態(tài)，直接影響到選礦廠的生產(chǎn)能力、生產(chǎn)效率、以及水耗、電耗、鋼耗、油耗和選別指標的優(yōu)劣，所以，如何有效提高磨礦效率，從而提高選礦廠經(jīng)濟效益具有十分重要的意義。

1 磨礦作業(yè)現(xiàn)狀

目前，大多數(shù)選礦廠對磨礦作業(yè)都是在前人總結的經(jīng)驗和數(shù)據(jù)的基礎上采用了傳統(tǒng)的經(jīng)驗數(shù)據(jù)來分析，如合理的磨礦濃度，磨機初裝球的充填率，補加球制度等。卻缺乏對具體情況具體分析，缺乏針對現(xiàn)場實際情況進行深入的研究和分析，只是一味的采用前人總結的磨礦濃度并在此基礎上追求最終的磨礦細度達標，因此，有一部分選礦廠都存在著磨礦效率低、處理能力低、生產(chǎn)能耗高、磨礦最終產(chǎn)品細度不穩(wěn)定等問題。因此，有效地確定磨礦機的各種技術參數(shù)來提高生產(chǎn)中的磨礦效率，具有極其重要的意義。

2 磨礦過程中各種影響因素的分析

在實際生產(chǎn)中，影響磨礦效率的因素有很多，包括給礦粒度、礦石性質(zhì)、給礦速度、鋼球充填率、鋼球材質(zhì)、鋼球尺寸及配比、補加球制度、磨礦濃度、磨礦流程、人為操作和分級效率以及返砂量等。而這些因素不是獨立的，相互之間都有一定影響。到目前為止，磨礦系統(tǒng)還沒有一個切實統(tǒng)一的理論參考，這就需要對現(xiàn)場實際情況進行考察分析，綜合各分析數(shù)據(jù)來確定如何提高磨礦效率。

（1）給礦粒度。磨礦過程是一個礦石粒度由大變小的過程，給礦粒度越大，所需要磨碎到目的礦物達到單體解離的時間就會越長，閉路磨礦系統(tǒng)中的循環(huán)負荷就會增大，電能及磨礦介質(zhì)的消耗大幅度增加。因此，“多碎少磨”的原則變成了所有選礦廠共同追求的目標。

（2）礦石性質(zhì)。礦石的機械力學性能如硬度、韌性、解離及結構缺陷等對磨礦作業(yè)的影響非常重要，直接決定了礦石的可磨度，礦石的可磨度決定了磨礦的難易程度，可磨性指數(shù)大，則礦石易磨，磨機的襯板、鋼球的消耗也就會小，磨礦所消耗的電能也小，反之，可磨系性指數(shù)小，磨損和電耗也就會大，在選別作業(yè)要求細磨時，能耗會更大。

3 磨礦機的技術參數(shù)

（1）磨機的轉(zhuǎn)速率和充填率。磨機的轉(zhuǎn)速率在制造時就已經(jīng)基本確定了，不會輕易改變，另外，改變轉(zhuǎn)速率的操作比較繁瑣，一般選廠不會把轉(zhuǎn)速率作為影響磨礦效率的因素分析。但轉(zhuǎn)速率與充填率是相互聯(lián)系又相互制約的關系，只需對現(xiàn)場適宜轉(zhuǎn)速率下的充填率進行分析。充填率大，則鋼球?qū)ξ锪系拇驌舸螖?shù)就會多，研磨面積大，磨礦作用強，但電能的消耗也會大，且充填率過高，會容易使鋼球的運動軌跡發(fā)生變化，鋼球的拋落現(xiàn)象加劇，提高了對大顆粒物料的打擊效果，反之，充填率小，則研磨面積小，磨礦作用弱，但電耗也小。

（2）鋼球的材質(zhì)、尺寸和配比。球磨機本身不磨礦，磨礦過程是一個能和功轉(zhuǎn)化的過程。磨機筒體在做圓周運動的時候，離心力的作用將鋼球提升到一定的高度后，靠鋼球自身重量產(chǎn)生拋落、滑落和泄落現(xiàn)象，在這幾種現(xiàn)象發(fā)生的同時，就會對待磨礦石進行做功，產(chǎn)生了一定的沖擊力和磨剝力。筒體在連續(xù)不斷的做圓周運動，所以鋼球就會不間斷的做功，礦石就會逐步地由大變小而達到指標要求。

在閉路磨礦流程中，一般采用的是格子型球磨機，格子型球磨機的排礦原理是用新進入磨機的礦石將先前進入磨機的礦石強制性的擠壓排出，其中一部分大于粒級要求的礦石由分級機返回到磨礦機中再磨，而符合粒級要求的礦石，則由分級機溢流進入到浮選作業(yè)。由此可知，能夠進行磨礦作用的是磨礦介質(zhì)。鋼球是磨礦介質(zhì)，因此，鋼球的加入狀況，實際上就是決定磨礦機生產(chǎn)能力、工作效率的關鍵。

（3）鋼球的材質(zhì)。鋼球不同的制造工藝決定了質(zhì)量的不同，目前，選礦廠使用的大多是鑄球和鍛球兩種，在處理硬度大的礦石時，通常都會選擇鉻合金鍛鋼球，而處理一些硬度偏小一點的礦石，都會選擇普通的鑄鋼球。

（4）鋼球的直徑。鋼球直徑的大小，在實際生產(chǎn)中應該根據(jù)原礦性質(zhì)以及磨礦產(chǎn)品的要求來確定，礦石硬度大、粒度大、結構缺陷少，則選擇球徑大的鋼球，反之，則使用小直徑的鋼球。大直徑鋼球，會增加球耗和襯板的消耗量，所以，根據(jù)礦石的特性和產(chǎn)品要求來確定鋼球的適宜尺寸，是節(jié)能降耗、提高生產(chǎn)率以及保證穩(wěn)定磨礦的關鍵。內(nèi)蒙古巴林右旗幸福之路敖日蓋銅金礦，是中性噴出巖型礦床，主要礦石由安山巖、閃長巖和玄武巖組成，有用礦物的嵌布特性屬脈狀嵌布，礦石摩氏硬度通常都在14左右，結構缺陷少，屬于難磨礦石。敖日蓋銅金礦選礦廠為100噸／日規(guī)模，磨礦流程采用Φ1530格子型球磨機為一次磨礦，粗磨后的產(chǎn)品經(jīng)過螺旋分級機分離后，大粒級礦石返回磨機再磨，小粒級礦石經(jīng)砂泵輸送至旋流器，合格粒級輸送至選別流程，不合格粒級經(jīng)Φ9018溢流型球磨再磨流程。

圖1 幸福之路敖日蓋銅金礦磨礦流程

選別流程：該選礦廠自1993年建成投產(chǎn)以來，按原礦粒級組成為0mm～20mm不同粒級進行初裝球，共加球10.2噸，充填率為42%。在后期實際生產(chǎn)操作中，按給礦粒級及最終磨礦產(chǎn)物的濃度、細度在補加球時進行調(diào)整，最終該選廠磨礦日處理礦石達到150多噸，銅精礦品位22%、回收率95%以上，各種材料消耗也相應得到下降。

內(nèi)蒙古拜仁礦業(yè)有限公司銅鋅多金屬礦屬于中溫熱液礦床，礦石組成比較復雜，礦物種類較多，石英是主要的脈石礦物之一，廣泛分布在礦石中，以不規(guī)則粒狀產(chǎn)出，粒度大小不均勻，細小顆粒呈集合體產(chǎn)出，被絹云母、白云母膠結，摩氏硬度在8～9之間，礦石有比較多的結構缺陷。磨礦設計產(chǎn)量為1000噸/日，采用MQG3240型球磨機和FG3.2型分級機一段閉路磨礦流程，磨礦作業(yè)原設計給礦粒度0mm～20mm，實際生產(chǎn)中，遵循“多碎少磨”的原則，改變?yōu)?mm～16mm。由于礦石硬度不是很大，礦石存在結構缺陷，根據(jù)礦石性質(zhì)及磨礦最終產(chǎn)物指標情況進行補加球調(diào)節(jié)，使磨礦機處理礦量穩(wěn)定在1200噸/～1300噸/日，極大提高了磨礦效率，降低了磨礦流程的各種材料消耗。

（5）球比的確定。第一次使用的球磨機需要添加一定數(shù)量的鋼球后，才能完成磨礦作業(yè)。由于原礦的粒度是由0～n毫米的粒級組成，所以，要達到完美的磨礦效果，就不能添加一種尺寸的鋼球，而是要分出原礦中幾個粒級的各種對應尺寸的鋼球來完成作業(yè)，以達到最好的效率。在實際磨礦作業(yè)中，大直徑的鋼球的沖擊力大，對硬度大、粒度大的礦粒破碎效果好，對襯板產(chǎn)生的沖擊較大，加快了襯板的消耗，在鋼球的運動中，同樣增加了鋼球的消耗。小球徑的鋼球由于體積小，重量輕，每一批次拋落時產(chǎn)生的沖擊力小，對硬度大、粒度粗的礦粒所產(chǎn)生的作用弱，破碎效果差。但小直徑的鋼球數(shù)量要有很多，每一批次的打擊的點數(shù)會比大尺寸鋼球的點數(shù)多，由于小直徑鋼球的重量輕，因此會減少其對襯板的沖擊力，增加了襯板的使用壽命。所以，確定初裝球的球比時，一定要對原礦性質(zhì)、粒度組成級別進行研究和論證，并在實際生產(chǎn)中根據(jù)磨礦產(chǎn)品及磨礦效率的實際情況逐步進行調(diào)整，最終才能使磨礦機的磨礦效率達到最優(yōu)化。

（6）充填率的確定。經(jīng)過研究和經(jīng)驗確定了鋼球的球比后，下一步就要確定磨礦機的球荷，也就是充填率的問題。

充填率和磨礦機的轉(zhuǎn)速率有直接關系，轉(zhuǎn)速率就是球磨機實際轉(zhuǎn)數(shù)和臨界轉(zhuǎn)數(shù)的百分比，國內(nèi)生產(chǎn)的球磨機的轉(zhuǎn)速率一般都在75%～78%之間。球磨機的臨界轉(zhuǎn)速需要經(jīng)過計算求出。在確定了球磨機的轉(zhuǎn)速率后，充填率就大概可以確定了，理論上充填率一般都在40%～45%之間，轉(zhuǎn)速率高的球磨機充填率要相對低一些，反之，轉(zhuǎn)速率低，充填率就要高一些，但這些都是理論依據(jù)，在實際生產(chǎn)中，充填率要根據(jù)以下幾點來確定：①轉(zhuǎn)速率。筒體旋轉(zhuǎn)的速度決定了鋼球的運轉(zhuǎn)狀態(tài)，旋轉(zhuǎn)速度越快，所產(chǎn)生的離心力就越大，鋼球在筒體內(nèi)發(fā)生的拋落現(xiàn)象就越多，對礦粒所產(chǎn)生的沖擊力就會越大，反之，筒體內(nèi)運動的鋼球發(fā)生瀉落現(xiàn)象就多，對礦粒產(chǎn)生的磨剝力就會加劇，磨礦時間就會增加。②礦石性質(zhì)。礦石性質(zhì)決定鋼球的充填率，原礦中的礦粒組成特性、礦石硬度及巖礦的結構缺陷，這些因素決定著不同直徑鋼球的添加比例，同樣也影響著充填率。當?shù)V石大粒級的占比多、硬度大、結構缺陷少時，充填率就要大一些，在磨礦機工作時，就會將球提升的高，拋落時產(chǎn)生的沖擊力大，磨礦速度加快，生產(chǎn)效率也會提高。當?shù)V石中小顆粒礦石比例多，礦石的硬度小，巖礦的結構缺陷情況大時，介質(zhì)的充填率就要適當?shù)慕档停サV機在工作中，就會將球提升的高度降低，拋落現(xiàn)象減少，沖擊力變?nèi)?，瀉落狀態(tài)的鋼球增多，對巖石的磨剝力作用增強，這種狀態(tài)，對磨礦最終高細度產(chǎn)物的產(chǎn)生會有直接效果，同時，沖擊力變?nèi)鯐娱L襯板的使用壽命。

（7）分級作業(yè)。在多數(shù)情況下，各選礦廠為保證磨礦作業(yè)的各種指標，都采用磨礦、分級聯(lián)合作業(yè)的閉路磨礦流程。那么，在實際生產(chǎn)中如何有效的提高分級機的效率，首先就要對給礦濃度、分級機傾角、給礦流量及溢流堰高度等參數(shù)進行研究和分析，在礦流量給定范圍下，可以通過調(diào)節(jié)濃度來提高效率，但給礦濃度過大時，礦粒之間的干涉沉降就會加劇，礦漿粘稠度增大，溢流粒度逐漸變粗，分級機效率就會下降。因此，在實際生產(chǎn)中提高分級機的分級效率，一定要綜合考慮分級機的給料細度、含泥量、礦石密度、礦漿濃度、給礦流量、分級面積、溢流堰高度、螺旋轉(zhuǎn)速、返砂量等因素，使分級效率達到最優(yōu)化。

4 結語

綜上所述，在磨礦過程中，影響磨礦效率的可變因素有很多，許多因素只能定性的分析，很難定量的判斷，所以一定要根據(jù)實際情況，在認真分析和研究礦石性質(zhì)的基礎上來調(diào)整磨礦機的各種可變參數(shù)，使磨礦作業(yè)更加穩(wěn)定，提高磨礦效率，從而降低生產(chǎn)成本，達到節(jié)能降耗的目的。