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磨礦介質形狀對磨礦機性能的影響研究

磨礦機主要是依靠磨礦介質與礦物發生沖擊作用而進行研磨的,因此,考量一臺磨礦機的性能,磨礦介質的選擇占據很大因素。本文簡單介紹了兩種常見的球磨及棒磨介質,另外還提出一種新的段球形磨礦介質,并就這三種進行了分析對比及試驗研究。

球磨機

 

一、三種磨礦介質

1、球形磨礦介質

球形介質制作工藝簡單,損耗后不易變形,在磨礦過程中可以 研磨和沖擊兩種作用力,是國內礦山普遍采用的磨礦介質。但是球形磨礦介質在破碎時呈點接觸,在接觸點上的作用力大,容易形成接觸點上高度的應力集中,磨礦過程中破碎作用比研磨作用更容易發生。同時,由于在接觸點上的破碎力過大,破碎力作用精確性差,故選擇性解離差,過粉碎現象嚴重,特別是一段磨礦往往含有部分大尺寸鋼球,拋起后下落沖擊力較強,導致礦石極易過磨。

2、棒形磨礦介質

棒形介質的磨碎過程為線接觸,可以產生破碎粗粒、保護細粒的作用,所以采用棒形介質的磨礦機產品粒度均勻,過粉碎輕。但是棒形介質只有繞軸向的轉動性能好,其它方向不能轉動,而且棒形單位體積的介質表面積小,所以一般情況下棒形介質磨礦效率較低。同時,工業生產上棒形介質磨損到后期易造成纏繞,極大地降低磨機工作效率。

棒磨機

 

3、段球形磨礦介質

為發揮球形和棒形磨礦介質各自優勢,在不降低磨礦效率的同時減輕過磨程度,經研究,提出了段球形磨礦介質概念。該介質中間為一段鋼棒,兩側各為直徑相等的半球形,具體外形見圖2。從嚴格意義上說,段球形介質是球形和棒形的綜合體,其表面積大,且轉動性能好,在有點接觸保證磨礦效率的同時,又具有線接觸可減輕過粉碎。

為深入探索段球形磨礦介質作用 ,本次研究根據鋼棒段長度不同,設計出短段球、中段球和長段球3種介質(尺寸比例見下圖)。

3種介質尺寸比例

 


二、試驗研究結果

從不同形狀磨礦介質試驗結果可以看出如下結果:

1、球形磨礦介質工作效率 ,但其過磨現象嚴重,是棒形介質的3.4 ;相反,棒形介質磨礦效率 ,僅為球形的85%,但過磨最輕。

2、段球形介質各項數據均介于球形和棒形之間,說明該介質即能保持球形研磨面積大、效率高的特點,又能發揮棒形保護細粒、過磨輕的優勢,符合設計的預期想法。

3、段球形介質隨著中間鋼棒長度的增加,其磨礦效率逐漸降低,過磨現象也相應減輕,其中長段球比短段球降低40%。

由上述介紹可知,三種形狀的磨礦介質在磨礦機的應用上各有優缺點,其中以新提出的段球形介質為 ,過磨現象輕,磨礦效率又高,磨礦機生產廠家在可將該形狀磨礦介質作為 對象進行進一步的深入研究。

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