我们都知道,介质是球磨机磨矿生产中不可缺少的,其常用的介质形状不外乎球形及棒形两种。球形介质是应用最为广泛,且尺寸可大可小,粗细磨过程皆可选用;球形介质的另一优点是具有良好的转运性能,可在三维空间自由转动;其缺点前已述及,易形成应力集中。棒形介质与矿石之间为线接触,所以具有选择性破碎作用,产品粒度比较均匀,过粉碎较轻,棒的转动性能仅次于球,可绕轴向自由转动,但由于其单位体积表面积比球形介质还小,所以不适于以研磨作用为主的球磨机细磨过程。
短柱形或短圆锥形介质是球形及棒形介质的变种,它正是集中了两种介质的优点,表面积大,且转动性能好,又具有线接触可减轻过粉碎的优点,用于细磨过程是合适的。球形介质用于细磨过程中,除了能发挥其转动性能好的优势之外,尚有许多不适应细磨过程的方面。
1、节能球磨机细磨过程对矿物颗粒的破碎主要靠研磨作用来完成,而研磨作用则与介质的有效研磨面积有关。即在破碎力足够的情况下,研磨面积越大,则研磨作用越强,细磨效果也越好。而体积相同的不同几何形体中球形的表面积最小,径长比为1的短圆柱体表面积为球体的1.44倍,其它几何形状的表面积也皆大于球体。故相同质量的数种介质中球形的表面积最小。抛开转动性等因素,就表面积这一点来讲,球介质是最不适合于细磨的。
2、施力形式不适应。节能球磨机细磨过程一般采用低充填率,以泻落式磨矿方式进行,便于产生磨剥力,减少强烈的冲击力。而钢球本身与矿粒的接触属点接触,点接触的破碎施力形式为强烈冲击型,易产生过粉碎,与所需的破碎力不适应。
3、不适应解离性磨矿的要求。金属矿磨矿的目的是使有用矿物与脉石矿物相互解离,即金属矿磨矿属于解离性磨矿。由于选别手段受矿粒大小的影响,要求磨矿在提高单体解离度的基础上,还应尽量减轻过粉碎。而以点接触形式破坏物体的球形介质选择性破碎作用最差,由于节能球磨机细磨提高研磨面积的需要决定了细磨需小尺寸球介质,球的数量必然大大增加,由此也导致了过粉碎级别的大幅度增加,使磨矿产品粒度特性不好,不利于后续的选别作业。
4、不利于介质成本的降低。由钢球的生产加工过程来看,小钢球的成本必然高于大钢球,一般小钢球成本比大钢球高30%~50%。而细磨又要求使用小尺寸钢球。尽管小尺寸钢球的使用可能导致产品解离度的提高,并由此提高生产率及降低介质消耗。但由此节约的经济效益可能被小钢球升高的成本抵消,不利于生产成本的大幅度降低,与节能降耗的要求不相适应。
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