磨矿设备球磨机

球磨机是研磨介质为球体的磨矿设备。研磨介质为圆台、短柱、球柱等异形体的磨矿设备习惯上也划归球磨机一类。磨矿设备中以球磨机应用最广。

类型及构造 球磨机种类很多，按排矿方式分，有溢流型、格子型、周边型;按筒体形状分，有圆筒型、圆锥型、多棱型;按筒体长径比分，有短筒型(L/D=1.0～1.4)、长筒型(L/D=1.4～1.8)和管磨机(L/D>1.8)(图1)。金属矿选矿厂应用最多的是格子型或溢流型短筒及长筒型球磨机;圆锥型磨机给矿端交角120°，排矿端交角60°，中间为圆筒体部分;这种型式磨机在20世纪60年代以前采用过，由于衬板结构复杂，安装、拆卸困难，且产量比同规格球磨机低，故已淘汰;80年代瑞典研制出给矿端直径大、排矿端直径小、去掉中间圆筒体部分的真正圆锥型磨机。采用这种结构的目的是改善球在筒体的分布、加速排矿，以提高磨矿效率。这种新型圆锥球磨机还正在试验中，尚无定论。溢流型和格子型两种球磨机由于两端枢轴内的螺旋方向 一定，故磨机筒体旋转方向也是固定的，都有左旋和右旋之分;面对排矿端向给矿端观看，筒体顺时针方向旋转者称右旋磨机，逆时针方向旋转者称左旋磨机。周边排矿型球磨机主要用于制备球团原料的润湿磨及易于过粉碎物料的磨碎，由于其排矿格子的构造更复杂，故应用较少。

一种高速回转的超细磨磨矿设备。料浆以高速进入由定锥及动锥组成的窄狭空隙内，动锥的旋转与定锥产生机械剪切力使物料磨碎。这种设备可以使固体颗粒匀细化、乳化、分散而制成胶体，故称胶体磨机;可用于涂料、食品、化工、填料、胶体等的超细磨和分散;例如，将颜料分散于液相载体成为涂料，将粘度大的胶体分散为1μm以下的微滴，如糖浆、油膏、沥青等。胶体磨机根据其研磨结构的形状分为盘式、锤式、透平式和孔口式等;根据研磨结构的安装方式又分为立式和卧式两大类。常用的盘式胶体磨机有立式和卧式两种。动盘旋转速度为3000～15000r /min，它与定盘的间隙为0.02～1mm；间隙大小可根据对产品粒度的要求调节。给料粒度小于200μm，产品粒度小于1μm。动盘多为锥形(称动锥)，上带凸刃以增加剪切力。图中示出了中国制造的JTM-120系列立式盘式胶体磨机结构，间隙调节套上有刻度可检查研磨间隙大小。该系列动盘直径为40～180mm。盘式胶体磨机的优点是无震动，占地面积小，用途广，调节容易;缺点是加工较硬的物料时动盘上凸刃易磨钝，从而降低设备效能。

磨矿设备类型及构造

棒磨机的构造与球磨机基本相同，其区别在于前者筒体的长径比(L/D)较大，一般为1.5～2.0;排矿端没有排矿格子板，而排矿口较溢流型球磨机大，以便顺利排料、装棒和取出断棒及弯棒。棒磨机按排矿方式分为溢流型、端部周边排矿型和中部周边排矿型三种。周边排矿磨机排矿速度较快，产品粒度较粗，过粉碎程度轻;中部周边排矿磨机由两端同时给料，排矿速度更快，产品粒度更粗。

磨矿设备操作及应用

棒磨机可用于干式或湿式作业；周边排矿型还用于润湿磨矿作业。所使用的棒介质为不同直径的圆钢棒，其长度较磨机筒体短100～150mm左右；其直径一般为60～120mm；太粗易砸坏磨机衬板，太细磨损后易折断。棒磨机运转时棒与棒、棒与物料之间为线接触，故“选择磨碎”作用强，产品粒度均匀、物料过粉碎程度轻。筒体静止时棒堆积的松散密度为同材质球介质的1. 36倍，故棒磨机的介质充填率较低，一般为30%～35%，其转速率也较低，一般为60%～75%。棒介质的加入用加棒机，同时应经常定期停车检查机内棒介质的磨损情况，随时拣出折断及弯曲的棒介质，以免其干扰完好棒介质的正常工作。因此棒磨机的作业率较低，一般为80%～88%。棒磨机多用于处理脆性物料，如钨、锡的重选;也可用于球磨机给料的预处理，以降低球磨机给矿粒度;也可用于球团原料的制备。

一种用高速气流为载能体使物料发生冲击、磨剥、松解而粉碎的磨矿设备，又称气流磨机。气体(一般是压缩空气或蒸气)通过喷嘴或其他方式射入磨机，由于气流的高速运动和压力骤降，引起物料彼此碰撞(或冲击到靶上)和结块的松解而粉碎。磨机工作时气流速度可达1～6马赫数，产生巨大粉碎能量；利用颗粒本身的冲击和研磨力粉碎的产品很纯净、不被污染，是理想的高能超细粉制备方法。粉碎过程中气流压力骤降，因此温度不升高，不会引起被磨物料的化学性质发生变化;设备无振动、噪音小、工作平稳。但是其辅助系统复杂，如所用空气需去油、去湿、净化，然后用压气机(串联空气包)供气；被磨物料水分也有严格限制(不大于2%)。产品排出后需经几道分级除尘。因此射流磨机的能耗很高，粉碎1t物料约需80～1000kW·h以上的电能；设备处理能力低;耗气量也大，每小时约需40～1000m(标准状态)空气。有时为了提高粉碎能力采用加热空气，这又增加了成本。因此，采用射流磨机加工时一定要考虑必要性及经济上的合理性。射流磨机按其工作原理可分为旋流喷射式、对喷和靶式三种基本类型；在此基础上又派生出许多机型。

磨矿设备呈现出来的发展趋势有以下几点：磨机大型化；发展高效节能球磨机;发展细磨和超细磨设备。由于磨机直径发生了很大的变化因此磨矿过程也会产生一定的变化，磨机直径过大，会给生产带来一些新的问题。例如转速降低，容易导致钢球冲击作用变小，磨剥作用大，球和矿的接触少，球荷死区迅速增加，使单位容积产量下降，磨矿产品的电耗高，所以对于球磨机的直径设计不能超过一定的范围。

市场上比较受欢迎的高效节能球磨机方面的主要有中心传动球磨机，静动压轴承球磨机，圆锥形球磨机，超临速球磨机，细磨和超细磨设备等。中心传动球磨机的传动是通过电机带动行星齿轮减速器直接驱动筒体，电机、减速器传动系统和筒体位于同一中心轴线上，筒体由调心滚子轴承支承，磨机中空轴径与主轴承间为滚动摩擦，阻力减小，实现了节能。静动压轴承球磨机采用静动压轴承，在启动时采用高压液压系统润滑，用高压油将球磨机筒体顶起，待启动后采用低压液压系统润滑，保证球磨机中空轴径能够处于良好的润滑状态，减小摩擦阻力，降低设备的磨矿功耗，一般情况下，圆锥形球磨机的主轴承为调心滚子轴承，摩擦阻力小，降低了能耗。

球磨机如果可以能突破临界转速，磨机的生产能力会有所提高，并且在在临界转速以上仍然随磨机转速的增加而增加，这样就能实现磨机小型化、生产能力大型化的目标，对于矿物加工、化工和建材等传统行业的磨矿发展都有非常重要的推动作用。超临速球磨机筒体内采用矿石和介质流导向机构改变了传统球磨机内被重力和离心力控制的介质和矿石流的运动轨迹，使矿石受到高速的冲击和磨剥作用，使常规球磨机在临界转速以上也能实现有效磨矿的作用，显著提高磨矿效率和速度。

非金属矿工业中常用的磨矿(粉)设备有球磨机、棒磨机、砾磨机、自磨机、悬辊磨(雷蒙磨)、压辊磨、冲击磨、涡轮磨、振动磨等。

由于被磨物料性质的不均匀性和物料在磨机中所受冲击、研磨力的随机性，磨矿产品的粒度是不均匀的，常需要通过分级或筛分对磨矿产品或给料进行颗粒分离。根据所采用的磨机类型和与分级(或筛分)设备联合工作的特点，流程可分为开路磨矿和闭路磨矿两大类。开路磨矿的磨矿产品直接进入下步工序处理，不返回磨机再磨;闭路磨矿的产品经分级后，粗颗粒返回磨机再磨。

金属矿选矿厂常用的磨矿流程有：(1)单段棒磨流程;(2)单段球磨流程;(3)两段连续磨矿流程，又有棒磨—球磨流程、球磨—球磨流程和棒磨—砾磨流程(应用较少);(4)阶段磨矿流程，即两段或多段磨矿回路中加入分选作业;(5)单段自磨流程;(6)自磨(或半自磨)—球磨流程;(7)自磨—砾磨流程;(8)“A(Autoge-nous)—B(Ball-Mill)—C(Crushing)”流程，即利用破碎机处理自磨机排出的难磨颗粒，自磨机产品其他部分进入球磨机处理(这种流程很复杂，应用较少)。

磨矿产品按其粒度大小分为粗粒、中粒、细粒、微细粒、超细粒五级。这五级的粒度范围与加工过程及被磨物料的用途有关，没有严格的界限。在金属矿选矿工程中一般认为上述五个粒级的范围依次是： 0.5mm、-0.5 0.1mm、-0.1 0.076mm、-0.076 0.01mm和-0.01mm。按磨矿产品粒度范围，磨矿过程分为粗磨矿、中粒磨矿、细粒磨矿、微细粒磨矿和超细磨矿。磨矿产品粒度愈细，磨矿过程愈复杂，磨机产量愈低，电耗和钢耗愈高，因此磨矿成本也愈高。对于非金属矿的深加工或其他材料粉体的制备认为-5μm为超细颗粒。超细颗粒的制备要采用特殊的磨碎技术。