大型球磨机选择计算的几点科教片法.pdf

大型球磨机选择计算的几点看法 北 京有 色冶金设 计研 究总 院扬松 荣 提要 本文根据国内外大型辣磨机的生产 实瞠． 对大型球 磨机的磨矿效率、 停留时间及其选 择 计算 钢竦选 择提 出了看 法 ． 大型球磨机的选择计算， 目前普 遍采用 邦 德功指数进行。但迄今为止，国 内外所使 用的大型球磨机 ，直 径在5 ． 0 m以下 的 均 按 照人们的计算所预期的结果在运行，而直径 在5 ． 0 m以上的，却并未完垒按照计 算 所 预 期 的结果 运转 ， 如布干 维尔铜矿 的如 ． 5 6 ． 4 m球磨机，磨矿效率仅为8 5 ～9 O 左右 。固 然有 其生 产需要的原 因，如追求 高处理 量， 刚增大充填率，提高给矿量，导致矿浆流速 加快，停留时间缩短等，除此之外，磨机直 径放大所带来的内在因素的影响也是不可忽 视的 近年来， 我国永平铜矿 ，德 兴铜矿 相继 引进了如 ． 0 36 ． 4 m及船 ． 58 ． 5 m溢流型球 磨机。使我国冶金矿山在设备使用上进入了 一 个新 阶段 。在 此，笔者仅就 大型球磨机 的 选择计算谈几点看法。 一 、磨机直径 增大后对磨矿 效率的影 响 我们知造，球磨 机中的磨矿作用 ，主要 有三种 t I 冲 击j 2 剥磨 ， 3研 磨 。其中冲击作用是球磨机磨矿 的 主 要 因 素 。研究 表明 “ 在磨机 的磨矿过 程 中 ， 对于某一给定半径为R 的轨迹，其晟大 冲 击 破 碎效率是在 此圆周 的转速为 临 界 转 速 的 7 6 时得到的 。而球磨机临界转速n 为； n r ／d n l j n 1 D 一 一 44 式 中D一球磨机 工作 内径 ，m d ～球磨机 中钢球直径 ，m 从式 1 可 知， 随着磨机直径 的增 大 ， 在一 定临界转速下，磨机筒体 转 速 必 须 下 降，而转速 的下降，导致单位时间内钢球 的 抛落次 数减 少，冲击作用减少， 磨矿 效率降 低 。相反， 由于 磨机直径 的增大，球磨机 中 钢球总量增大，球介质层数增加，理论上当 球 介质 的层 数增 加后，由于磨机 转 速 的 降 低 ，介质 的剥磨及研磨作 用在 磨矿作 用 中的 比重应该变大，但实际并非如此。在磨机简 体内， 由于球 介质 自身不可能与所磨物料均 匀混合 ，这就便 在小直径磨机 中球介质与 物 料接触的机会， 随着 磨机 直径 增大而进 一步 减少 ，而球介质内部所存在 的 “ 惰 性区”却 随介质 总量的增 加而进一步增大 。研 究也 表 明；“ 在磨矿过程中，球与球之间 的 空 隙 与磨机转速 直径成 正比，低磨机 转速使球间 空隙缩小 ，矿浆通过 球介质 的几率下 降，导 致磨矿 效率降低 表I 、表2 列出了国内外几种不 同型号 的 大型球磨机的使用情况及其按实际生产数据 计算所 预期安装功率完全输出时应达到的结 果 。 从表 1 、表2 中数据 比较可知 ，球磨机直 径越大，采用邦德功指数计算的磨机处理能 力与实 际生产能力出入越大 。尽管 随着球磨 机直径的增大，由邦德功指数计算的磨机所 要 轴功 率也 增大，而 实际上磨机的处理能力 并 不与容积 成 正比增加 ，按邦德 功指数计算 有 色矿 山～ 1 9 9 1 ． 6 维普资讯 国 内 外 几种不 同型号大型球磨机使用情 况 表 1 1 1 项 目 希 德 瓦 尔 基 布 千 维 尔 锚 兴 l德 1 平 托 瓦利 l 永 j 磨 机 规 格 ． Ⅲ B ． 5 e 6 5 4 , s ． 5 6 ． 4 5 ． 0 3 6 ． 4 I 5 ． 5 x 8 ． 5 l C s ． 5 x 6 ． 5 ． 0 3 6 ． 4 电动机功率．k w 3 I 7 D i 2 6 1 I f 4 I O D 2 9 8 5 j 2 6 1 1 磨机转速 ，r ／rai n 2 5 ～1 3 I I 3 ． 5 1 3 ． 8 I 3 ． 7 l 1 3 ， B 临 界转 速率 ．袖 7 1 ． 2 7 4 I 7 2 { 7 5 1 T 2 1 ～一 j 盘 t 理靛力 ． 设计 1 0 0 0 4 3 0 2 0 8 f 3 2 5 ； 2 0 8 t ／ h ． 自 j j 。 B 2 J 4 5 。 i 2 1 0 2 3 。 i 3 7 0 2 0 0 2 3 o 充 填 卑 I 设 计I 拍 J 4 。 I i 3 2 ～ 3 5 r 。 喃 1赛际 f 2 2 f 4 3 3 B ～3 8 3 2 ～3 5 { 3 6 ～3 0 培 矿 粒 度 I 设 计l i 。 { o 。 l 1 2 0 0 0 } 7 。 0 0 1 2 5 0 0 目 0 O 0 F 。 。 f m I 实 j 2 2 0 0 0 l T 。 。 。 l 2 。 。 。 7 0 0 0 j I 5 D 0 0 。 0 } I 9n I2 O～ 1 30 产 品 鞋 度 l 设 计 1O8 F 8 o fIlm 实 际 【80 2 【0 l 1 0O 球 磨功 指数 ，k w b ／ t 8 ． 8 5 ‘ 1 2 ．5 l 1 3 ．。 I 3． 6 l 2． 7 蕞 太钢 球直径 -mm L 1 4 1 G O O 1 6 、 0 O 实际与采用邦 德功指教计算预期结果比较 表2 』 J J J 】 珂 目 希穗瓦尔基 J布干维尔 l德 兴 l德 兴 l平托瓦利 末 平 ～一 T 一 r 一 r ■ 一 璩 磨机 规 格． 助 6 ． 5 x 9 ， 6 5 j 5 ． 5 x 6 ．4 5 ． 0 3 x 6 ． 4 I 帖．5 8 ． 5 j C s ． 5 6 ． I如． 0 3 x 6 ． 4 窘际处理能力． t ／h- 台 6 6 2 I 4 5 9 2 3 2 3 0 I 3 5 I 3 7 o ’ 2 0 0 2 3 0 计算处理能力． t ／h一 台 j 1 4 3 D I 3 3 0 2 3 0 l S g O 2 2 3 设计扯 理能 力． 按球磨机安装功率4 t o o k W ， 5 5 0 0 马力计算数据 的磨机 轴功率并 不能完全输 出，也就是说 ， 当球磨 机直径达到一定的 限度 如 目 前 为5 m后再增大时， 为了降低球介质内部的 隋 性 区” 的影 响，磨机 的充 填率相应 降低 即 相 当于球磨机的 单位有效容积下 降 ，单位 容积所需 的输入 功 率也相应 降低。这是大型 球磨 机功率选择的 一个应 十分慎霞考虑的问 题 。 二、 影响矿浆停 留时间的因素 矿浆在球磨机中的停留时闯是球磨机选 择计算 的一个 非常重要 的参 数之一 。在大型 球磨机 中， 由于矿石和 钢球 的总 量 都 增 加 有 邑矿 山一 1 9 9 1 。 6 了，在 与小 直径球磨机充 填率相 同 的 情 况 下 ，其单位面积 上通过矿浆 的能力交大 了， 即流速加快．矿浆在磨机中的停 留时 间 变 短 。同时， 由于 流速增大 ，在 磨机给矿 端的 给料对磨矿 区的 冲击 ，使 用磨机 的有效 长度 缩短，即有效停 留时阔 电相应缩短 ，这就使 得人们考虑 通过调节磨机 的充填率和 长度 ， 来改善席机的磨矿效率，弥补由于磨机直径 增 大而带 来 的缺鹃 。 有 人对球磨机 的 端 头 结 构 进 行 了 比 较 “ ，并对 不 同矿山生产 的球磨机 的 停 留 时间对 比勋于 表3 、表4 。 从 袭3 中看 出，对 5 ． 58 ． 5 m球磨机 ， 一 4 5～ 维普资讯 国外 几个 矿山磨机矿浆停留耐闻 诧较 表3 考虑球磨 机端盖罐 角影 响后 的停 留时 间北较 袭4 靖 日 昆 塔 那 l 布干雅尔 唐 机有 救规格 ． m 唐机有敏矿浆体积．m。 蕾 正 后停留对 问．m 5 ． 5 8 ． 0 t 【 5 ． 5 x 5 z e 3 3． 0 5 【i 】 i 0 平托瓦； } I I 5． 5x 5． e6 】 9 8 8 由于其给矿嘴直径小，流速过快，有效长度 减步1 9 ，有效停留对闾也缩短约l 9 J而 对 平托瓦利 的球磨机， 流速小 ，有效长度仅 减步 1 2 ％J布干维尔 的球磨机 ，流速过大， 有效长度减少2 2 ． 6 ，有效停 留 时 闻 仅 为 0 ． 5 4 5 分钟。上述情况是仅 考虑 了球磨 机 简 体 的有效长度， 当考虑 球磨机 端盖采用不 同 锥角时，则可得到不同的结 果 如 ． 58 ． 5 i n 球磨帆 端盖锥 角为2 2 ． 5 。 ，锥 商 n3 6 m ； 拓 ． 56 ． 4 m球磨 机锥 角为 7 ． 5 。．锥 高 3 3 1 mm。因此，考虑 由于端盖所增加的磨 机 长 度后，其 有效停 留时 坷也榴 应 增 加 见 表 4 。 j 自此可知，球磨机 中矿浆的停 留时阔， 既与磨矿系统的 亡 作 性质 如处理 能力、衍 环负荷、磨矿 浓度 等 有关 ，又受磨机 的结 构型式 如给矿 口的入 口面积 ，磨机 端 盖的 锥 角大小等 的影 响 在球磨机 中矿 浆停 留时 闾太短 ，唐矿 效 率会降低，流速过大 易于产生球绚逆向离 析 。一 般来说，矿浆在球磨机 中 的 最 小 停 留时 间为 1 ． 2 ～1 ． 4 分钟 ，最 大矿 浆 流 速 为 6m／rai n “ 。 三、 球磨机给矿粒度对 钢球选择的影响 钢球 的球径选择 有下 式 d 一 mm 2 DN 式 中N一球磨机 转速，r ／ ] n l n D 一球 磨机 直径，m F 。 r一 球磨机给 矿中8 0 ％矿石 通 过 的筛 孔尺 寸。I m w 。 ～球磨功指数，k w h ／t 从式 2 可知，对于特定的球密机 ， 钢 球球 径 的选择与球磨机 的给矿粒 度有着密 坷 的关 系。过 大的给矿粒 度，划必须 采用较大 的锕球，否则将难以达到预计的结果。 有 色矿 山～ l 9 9 1 ． 6 维普资讯 盘 咏 平锕矿 ． 0 3 6 ． 4 m 球磨机，原设 射矿粘 度为F 8 0 9 0 0 0 m，采用 7 5 ／ 1 3 1 2 1 及 s 0 mm锻球 ．生 产后 出于给 矿粒度 达 不 到 要求，F o 1 5 0 0 0 , m，处 理能力仅为 l 5 O ～ I 8 0 } ／ h台 ，后改用 1 0 0 mm及 8 0 tur n 钢球及控制磨矿浓度后，使磨机处理能力达 到2 0 0 ～2 3 0 t ／ h 台，原有的排粗现象 也 大 为 减少 。 四、 结 语 大型球磨机的选择计算，从国内外生产 矿 山看来，磨机 的轴功率输 出及 矿浆在 磨机 中的停留时间，是球磨机选择 的两个关键因 素。不同的矿山，受 自身条件的限制，选择 球磨机时 考虑 的因素不尽相 同，因此，对 新 的矿山选用大型球磨机，应该慎重地考虑各 种 因素 的影 响，不能机械套用。应在 多方案 比较后。结台矿山的具体条件 如 矿 石 性 质 、生产要求 等 ，作 出最切 台生产实 际的 选择，使设计 与生产的误差最小。 参考 文献 】 ]B． 马雷者 尔 白磨机转违对磨矿鼓率的影响“ 自磨宜矿译文集 ，冶金工盟出菔社，1 9 B , 9 , 年． 1 】 一 1 0 5． ]离碣埔 ． E 福斯 怕格 士型球磨机跛率 矸究 盘 属茸 山 t 9 8 9 ，No． t 0 ，3 ～3 B ． 3 ]EE Hi r e l y、E H Wi pf， FI o w Cr j t e r i 【 ／r e t e n t i o n fl s d e a l g n l i mi t t o l a r g e mi l l s一 ．For pr e s ent t t [ J or t at t he SⅥ E AI M E fa i l meet i ng Sa h Lake Ci t y．Ut a h i 9 8 3 0ct o ber．1 9 ～ 2】。 4 ]c， A R o wI a n d { 太球磨机一长度和直径 ， 国外盒属矿选矿 1 9 8 9 No ． i 1 ．1 ～8 ． 【 5 ]郭可宁 ， 大直譬球磨机构运行实践‘ 有色盘属 f 选 矿 部分 ，i 9 8 8 ，N0． 1 ．2 1 ～ 2 ． 上接 第5 l 页 五 、 几 点意见 1 ． 应积极推广双 叶轮 搅拌槽 张家 日及潼关所 引进 的浸 出 吸附搅 拌槽，是比较先进的。但 目前金矿建设中仍 有采用旧式 搅拌槽 的，或 生产 中对 j 目设备不 做改进的。原有搅拌槽单位有效 窑 积 功 率 为0 ． 5 2 ～O ． 5 3 k W／m 。 矿浆， 新的设备仅 为0 ． 0 3 4 k W／m。 ，相差十 多培，从节能观点 看 ，亦应积 极推 广新 的设 备。 2 ． 要 根据工艺的具体条件 选用设备 矿石密 度大小 、矿浆 浓度太小 、粒 度粗 细、吸附剂是炭或 树脂 ，均 关系到对 搅拌槽 的搅拌力与 型式 的要 求，因此应按 具体条件 选择设备。倒如用树脂作吸附 剂 ，其 密 度 轻 、 粒 度细 ， 在 浓矿浆 中不易抗落 槽 的下部， 需 加强轴流速度，因 此可 优先 考虑采用带循 环简式搅拌槽，在苏聪用树脂矿浆法曾采用 帕丘克横作为浸出吸附槽。 有 色矿 山～ 1 9 9 1 ． ．B 责任 编辑王家骧 3 ． 加强研究与创新 我国 目前 生产 的搅拌槽 与国外相 比，在 材 质和制做 精 度上 尚有差 距， 如 如 5 ． 6 1 2 1 搅拌槽 配7 ． 5 k w电机，国外配3 ． 7 k w电机 。 故应进一步研制高教节能搅拌槽。 浸出槽与吸附槽的区别在于加与不加桥 筛。在生产实践中红花淘金矿、张家口金矿 对原引进吸附槽的桥筛加以改进，使垂直平 面筛格炭变成圆型筛格炭，并可用机械或用 人工振动来消除筛面上的杂物，便于操作， 省去了低 压吹风，得 到了普 遍构称赞 。 4 ． 应有 多种翌 式设备供生产选用 如减速机有蜗轮蜗杆式，有针摆式等。 无论 那种 都必须保证 生产 。 中国地方 大，多厂制造有好处 ，东西南 北都能方便供应， 减步运输费用。 多个制造厂对设备进行招标便于提高设 备质量，对保证生产有利。 责任编 辑李 怀先 -- 47 -- 维普资讯