碎礦與磨礦-昆明理工大學(xué)工程力學(xué)試驗中心

1、昆明理工大學(xué)礦物加工工程系昆明理工大學(xué)礦物加工工程系碎礦與磨礦 Crushing and Grinding碎礦與磨礦第八第八講本堂課主要內(nèi)容本堂課主要內(nèi)容第九章第九章 磨礦及磨礦機（磨礦及磨礦機（ 9-19-19-59-5）磨礦的概念及工藝指標磨礦的概念及工藝指標磨礦機類型和構(gòu)造（重點）磨礦機類型和構(gòu)造（重點）磨礦機性能和用途（重點）磨礦機性能和用途（重點）磨礦機安裝、使用與維護磨礦機安裝、使用與維護磨礦機發(fā)展簡介磨礦機發(fā)展簡介第十章第十章 磨礦介質(zhì)運動學(xué)（磨礦介質(zhì)運動學(xué)（10-110-1；10-210-2）作用于鋼球的力和鋼球的運動狀態(tài)作用于鋼球的力和鋼球的運動狀態(tài)球磨機的臨界轉(zhuǎn)速（重點球磨

2、機的臨界轉(zhuǎn)速（重點）昆明理工大學(xué)礦物加工工程系昆明理工大學(xué)礦物加工工程系碎礦與磨礦 Crushing and Grinding第九章 磨礦及磨礦機大紅山鐵礦球磨機大紅山鐵礦自磨機昆明理工大學(xué)礦物加工工程系昆明理工大學(xué)礦物加工工程系碎礦與磨礦 Crushing and Grinding9-1 磨礦的概念和工藝指標一、磨礦的概念1、磨礦基本概念對破碎產(chǎn)品進一步加工，達到礦石和礦物單體解離的目的，為選別作業(yè)提供合格原料。磨礦是大多數(shù)選礦廠的必備作業(yè)。由于這一步的能耗高及材料消耗高，且產(chǎn)品質(zhì)量直接影響后面選別作業(yè)的指標，再加上磨礦的處理量實際上決定了選礦廠的處理量，因此磨礦作業(yè)是選礦前重中之重的作業(yè)。

3、昆明理工大學(xué)礦物加工工程系昆明理工大學(xué)礦物加工工程系碎礦與磨礦 Crushing and Grinding2 2、磨礦方式、磨礦方式粉碎性磨礦水泥行業(yè)，粉碎的越細水泥的質(zhì)量越高；擦洗性磨礦建筑用砂，球團。擦洗物料以露出新鮮表面，利于后面物料的粘結(jié)；解離性磨礦選礦、濕法冶金。以使礦物單體解離為目的，并使物料粒度符合選礦要求。昆明理工大學(xué)礦物加工工程系昆明理工大學(xué)礦物加工工程系碎礦與磨礦 Crushing and Grinding二、磨礦工藝指標1、數(shù)量指標處理量Q：磨礦機在一定的給礦粒度及產(chǎn)品粒度下每小時處理的礦量，單位為“t/（臺h）”，或稱磨機的臺時處理量。單位容積處理量qv：磨礦機在一定的

4、給礦粒度及產(chǎn)品粒度下每小時每立方米處理的礦量，單位“t/（m3h）”，又稱磨礦機單位容積處理量。磨機200目利用系數(shù)q-200：每小時每立方米磨機容積新生成的200目數(shù)量來評價磨機工作效果，單位為“200目t/（m3h）”。 昆明理工大學(xué)礦物加工工程系昆明理工大學(xué)礦物加工工程系碎礦與磨礦 Crushing and Grinding2、質(zhì)量指標磨礦效率E。單位為“t（原礦）/kw.h”或“200目t/kw.h”，表示磨礦能量使用效率的高低。 磨礦技術(shù)效率E技。與產(chǎn)品粒度相關(guān)的效率，未發(fā)生磨礦或磨礦過度時，磨礦技術(shù)效率為零。磨礦技術(shù)效率能夠從技術(shù)上評價磨礦過程的好壞， E技越高，說明磨礦技術(shù)指標越

5、好。昆明理工大學(xué)礦物加工工程系昆明理工大學(xué)礦物加工工程系碎礦與磨礦 Crushing and Grinding3、鋼耗指標每磨細1t礦石所消耗的鋼量，單位為“kg/t礦石”。在磨礦中，磨礦費用約有40%消耗在鋼鐵上，其中絕大部分為鋼球消耗，故將鋼球單耗列為考核選廠工作業(yè)績的重要指標之一。昆明理工大學(xué)礦物加工工程系昆明理工大學(xué)礦物加工工程系碎礦與磨礦 Crushing and Grinding9 92 2 磨礦機的類型和構(gòu)造磨礦機的類型和構(gòu)造1 按磨礦介質(zhì)分為四種： 球磨機-以大小不同的鋼球為磨礦介質(zhì)； 棒磨機-以鋼棒為磨礦介質(zhì)；礫磨機-河灘上的鵝卵石作為磨礦介質(zhì)；自磨機-礦塊既是被磨對象又是磨

6、礦介質(zhì)。昆明理工大學(xué)礦物加工工程系昆明理工大學(xué)礦物加工工程系碎礦與磨礦 Crushing and Grinding選礦廠廣泛使用的磨礦機選礦廠廣泛使用的磨礦機.球磨機以鋼球為介質(zhì).棒磨機以鋼棒為介質(zhì)磨礦機規(guī)格磨礦機規(guī)格筒體內(nèi)徑筒體長度表示，單位mm。例如： 昆明理工大學(xué)礦物加工工程系昆明理工大學(xué)礦物加工工程系碎礦與磨礦 Crushing and Grinding2 按磨機排礦方式不同而分為：溢流排礦磨機；格子排礦磨機；筒體周邊排礦磨機。3 按筒體長度（L）與直徑（D）之比不同而劃分：短筒形磨礦機（L/D1）；長筒形磨礦機（L/D1-1.5甚至2-3）；管磨機（L/D3-5）昆明理工大學(xué)礦物加工

7、工程系昆明理工大學(xué)礦物加工工程系碎礦與磨礦 Crushing and Grinding一、格子型球磨機1 1、結(jié)構(gòu)及主要部件、結(jié)構(gòu)及主要部件沈陽重型機廠出產(chǎn)的mm格子型球磨機（P129圖4-2-1） 1筒體；2法蘭蓋；4螺釘；5人孔蓋；7中空軸頸端蓋 8聯(lián)合給礦器；9端襯板；10軸承內(nèi)套；11防塵罩；12中空軸頸 13格子襯板；16中心襯板；17軸承內(nèi)套；18大齒輪；19小齒輪；20傳動軸；21聯(lián)軸節(jié)昆明理工大學(xué)礦物加工工程系昆明理工大學(xué)礦物加工工程系碎礦與磨礦 Crushing and Grinding格子型球磨機格子型球磨機2、襯板平滑襯板和不平滑襯板兩種。平滑襯板因鋼球滑動較大，磨剝作用

8、較強，宜用于細磨。不平滑襯板增加鋼球的沖擊和攪動作用，宜用于粗磨。各種襯板的形狀昆明理工大學(xué)礦物加工工程系昆明理工大學(xué)礦物加工工程系碎礦與磨礦 Crushing and Grinding格子型球磨機襯板材料一般為高錳鋼，高鉻鋼，耐磨鑄鐵。目前有推廣使用橡膠襯板（二段磨）和磁性襯板（鐵礦選礦廠）的趨勢。端端襯板，簸箕型襯板，固定在端蓋上。格子板，用螺釘通過篩條固定在排礦端蓋上。格子板：強制排礦和阻擋鋼球，磨細的顆粒排出。磨機端蓋及排礦格子板昆明理工大學(xué)礦物加工工程系昆明理工大學(xué)礦物加工工程系碎礦與磨礦 Crushing and Grinding格子型球磨機3 3、給礦器、給礦器鼓式，蝸式，聯(lián)合式

9、三種。（1）鼓式給礦器 漸開線的螺旋葉片將礦送入筒體內(nèi)，適于開路給礦。（2）蝸式給礦器 通常稱為大勺，形似蝸牛，通過勺子把礦漿舀入磨機給礦端蓋內(nèi)。用于第二段閉路磨礦內(nèi),主要解決磨機與分級機裝配的高差問題.（3）聯(lián)合式給礦器 鼓式給礦器加大勺，常用于一段閉路磨礦，原礦直接給入鼓式給礦器中，分級機返砂用大勺舀入給礦器中。目前的趨勢是取消大勺，降低負荷和磨機功率。用鼓式或螺旋型給礦器，尚有許多技術(shù)工作要做。昆明理工大學(xué)礦物加工工程系昆明理工大學(xué)礦物加工工程系碎礦與磨礦 Crushing and Grinding磨礦機給礦器蝸式給礦器聯(lián)合式給礦器 昆明理工大學(xué)礦物加工工程系昆明理工大學(xué)礦物加工工程系碎

10、礦與磨礦 Crushing and Grinding4、軸承主軸承普遍采用自動調(diào)心滑動軸承,軸承座凹形球面,軸瓦表面鑄巴氏合金(鉛基合金或錫基合金)。中小型球磨機有使用滾動軸承的趨勢，以降低能耗。5、傳動機構(gòu)電動機, 減速箱, 聯(lián)軸節(jié), 大小齒輪等。主軸承構(gòu)造昆明理工大學(xué)礦物加工工程系昆明理工大學(xué)礦物加工工程系碎礦與磨礦 Crushing and Grinding二、溢流型球磨機與格子型球磨機結(jié)構(gòu)基本相同，取消了格子型，排礦靠溢流排出,排礦端中空軸頸內(nèi)安裝反螺旋葉片，防止鋼球和粗粒大礦排出。溢流型球磨機示意圖昆明理工大學(xué)礦物加工工程系昆明理工大學(xué)礦物加工工程系碎礦與磨礦 Crushing an

11、d Grinding三、棒磨機構(gòu)造與溢流型球磨機基本相同,介質(zhì)為與筒體長度接近的圓鋼棒。端蓋型式與球磨機有區(qū)別，排礦軸頸較大。云南省1987年引進了SIVDALA公司橡膠滾筒轉(zhuǎn)動棒磨機，安裝在阿瓦山西盟錫礦。溢流型棒磨機昆明理工大學(xué)礦物加工工程系昆明理工大學(xué)礦物加工工程系碎礦與磨礦 Crushing and Grinding9-3 磨礦機性能和用途磨礦機性能和用途一、筒形磨礦機工作原理一、筒形磨礦機工作原理圓筒回轉(zhuǎn)時，在摩擦力的作用下，磨礦介質(zhì)（裝入量約為圓筒回轉(zhuǎn)時，在摩擦力的作用下，磨礦介質(zhì)（裝入量約為整個筒體容積的整個筒體容積的4050%）被筒體的內(nèi)壁帶動，提升到某）被筒體的內(nèi)壁帶動，提升

12、到某一高度，然后落下或滾下。磨礦原料從圓筒一端的空心軸一高度，然后落下或滾下。磨礦原料從圓筒一端的空心軸頸不斷給入，這些物料受到磨礦介質(zhì)的打擊、研磨和壓碎。頸不斷給入，這些物料受到磨礦介質(zhì)的打擊、研磨和壓碎。磨碎以后的產(chǎn)物經(jīng)圓筒另一端的空心軸頸不斷排出。磨碎以后的產(chǎn)物經(jīng)圓筒另一端的空心軸頸不斷排出。 磨礦機工作原理示意圖昆明理工大學(xué)礦物加工工程系昆明理工大學(xué)礦物加工工程系碎礦與磨礦 Crushing and Grinding二、性能和用途比較二、性能和用途比較1、球磨機和棒磨機的性能和用途比較球磨機的產(chǎn)品粒度細，容易過粉碎。棒磨機的產(chǎn)品粒度均勻，過粉碎較少，開路工作的產(chǎn)品粒度與球磨機閉路工作相

13、近。棒磨機的主要用途(1)鎢錫礦或稀貴金屬重選或磁選廠(2)作為一段粗磨能力大, 效率高(3)代替短頭圓錐作為細碎使用使用棒磨機存在的主要問題(1)加棒困難，需停機，勞動強度大(2)短棒或斷棒易亂棒，影響正常生產(chǎn)(3)清棒工作量大昆明理工大學(xué)礦物加工工程系昆明理工大學(xué)礦物加工工程系碎礦與磨礦 Crushing and Grinding二、性能和用途比較2 2、格子型和溢流型球磨機的比較、格子型和溢流型球磨機的比較生產(chǎn)上廣泛使用格子型。生產(chǎn)率高，適用于粗磨和細磨；生產(chǎn)率比同規(guī)格溢流型高10-25%；單位電耗較低；磨礦速度快，過粉碎相對較少。因此，采用兩段磨礦的選廠，其一段磨礦大多采用格子型球磨機

14、。溢流型構(gòu)造簡單，價格較低，主要適用于細磨（二段或三段磨礦）。昆明理工大學(xué)礦物加工工程系昆明理工大學(xué)礦物加工工程系碎礦與磨礦 Crushing and Grinding9-4 磨礦機的安裝、維護和檢修1.安裝安裝在重量為磨機重2-3倍的鋼筋混凝土基礎(chǔ)上?；A(chǔ)與本土接觸。為保證水平和同心度，需要進行二次澆灌。安裝順序：(1)主軸承(2)筒體及端蓋(3)傳動部分(4)二次澆灌2.2.操作及維護操作及維護注意開、停車順序開車:油泵-磨機-分級機-給礦停車:與開車順序剛好相反。停車時，磨機內(nèi)的礦石盡可能排空。運轉(zhuǎn)時主要注意軸承的溫度，減速機溫度，筒體是否漏漿。（詳見P142表4-2-2 磨礦機的故障,

15、原因及其消除方法）昆明理工大學(xué)礦物加工工程系昆明理工大學(xué)礦物加工工程系碎礦與磨礦 Crushing and Grinding3. 3. 檢修檢修小修每月末進行中修半年或一年進行一次大修視設(shè)備工作情況而定注意主要磨損件的磨損周期，需要提前計劃采購相應(yīng)的備品備件。（詳見P143 表4-2-3 球磨機易損零件的平均使用壽命和最小儲備量）昆明理工大學(xué)礦物加工工程系昆明理工大學(xué)礦物加工工程系碎礦與磨礦 Crushing and Grinding9-5 9-5 磨礦機的發(fā)展趨勢磨礦機的發(fā)展趨勢1. 1. 設(shè)備大型化設(shè)備大型化國外 825015250大型球磨機。美國、加拿大、巴西等國在鐵礦山使用。國內(nèi)鞍鋼調(diào)

16、軍臺選礦廠從美國引進54908830球磨機；江西德興銅礦從美國Fullers公司引進54908530球磨機。 攀鋼密地選礦廠使用36004500球磨機，16個系列2. 2. 新型襯板的使用新型襯板的使用 (1)橡膠襯板 (2)磁性襯板(已全面推廣) (3)橡膠和硬質(zhì)合金鋼組合的復(fù)合襯板昆明理工大學(xué)礦物加工工程系昆明理工大學(xué)礦物加工工程系碎礦與磨礦 Crushing and Grinding3. 滾動軸承代替滑動軸承(中小型磨機)降低磨機功率。4. 新型磨機不斷涌現(xiàn)(1)無齒輪傳動球磨機(2)周邊排礦球磨機(3)離心磨(行星磨)P145圖4-2-15(4)振動磨(球磨)P146圖4-2-16(5

17、)塔式磨（立式螺旋攪拌磨）國內(nèi)秦皇島冶金礦山設(shè)計院,長沙礦冶研究院研制，產(chǎn)品粒度-10m-5m.立式攪拌磨示意圖昆明理工大學(xué)礦物加工工程系昆明理工大學(xué)礦物加工工程系碎礦與磨礦 Crushing and Grinding(6)噴射磨（射流磨）干式磨礦,超細粉碎 P147圖 4-2-17(7)攪拌磨(立式磨）高速旋轉(zhuǎn)破壞介質(zhì)的離心狀態(tài),超細磨礦。(8)澳大利亞愛薩磨（臥式離心攪拌磨）磨礦介質(zhì)510mm,特殊合金材料，產(chǎn)品粒度可達-5m-1m， 適合于貴金屬使用。(9)超臨速磨機昆明理工大學(xué)研制,超過臨界轉(zhuǎn)速磨礦,提高處理量,降低單位能耗,工業(yè)設(shè)備尚處于實驗期。超臨速磨機射流磨示意圖昆明理工大學(xué)礦物

18、加工工程系昆明理工大學(xué)礦物加工工程系碎礦與磨礦 Crushing and Grinding第十章磨礦介質(zhì)的運動學(xué)10-1 鋼球的運動狀態(tài)和受力分析鋼球的運動狀態(tài)和受力分析 磨機內(nèi)鋼球的運動狀態(tài)受許多因素的影響，最重要的有磨機筒體的轉(zhuǎn)速n(r/min)及磨機內(nèi)鋼球的填充率。對磨機內(nèi)鋼球的運動狀態(tài)所作的觀察說明： （1）當(dāng)裝球量一定時，隨著磨機轉(zhuǎn)速的加快，鋼球由瀉落變拋落，甚至出現(xiàn)離心運動，說明鋼球運動狀態(tài)與轉(zhuǎn)速密切相關(guān)； （2）當(dāng)磨機轉(zhuǎn)速一定時，只裝一個球只會在磨機最低位置跳動，依次增加球數(shù)時，球在最低位置排成一條線跳動，一條線排滿接著排第二排、三排直到出現(xiàn)拋落，因此球的運動狀態(tài)和球的填充率密切

19、相關(guān)；昆明理工大學(xué)礦物加工工程系昆明理工大學(xué)礦物加工工程系碎礦與磨礦 Crushing and Grinding （3）磨機內(nèi)筒體的襯板形狀也影響著球的運動狀態(tài)，襯板的凸棱高時，對球荷的提升力大。而平滑襯板對球的提升作用弱； （4）磨機內(nèi)只裝鋼球時，鋼球之間滑動厲害，如裝進礦砂，小剛球相對滑動減弱。即磨機內(nèi)礦漿濃度c(%)也影響著鋼球的運動狀態(tài)； （5）由于磨機內(nèi)鋼球大小不同，所受摩擦力大小也不同，大者居內(nèi)，小者居于外層，即鋼球尺寸d亦影響著鋼球的運動狀態(tài)； （6）磨機是干磨還是濕磨，乃至礦料的性質(zhì)等等也影響著鋼球的運動狀態(tài)。昆明理工大學(xué)礦物加工工程系昆明理工大學(xué)礦物加工工程系碎礦與磨礦 Cr

20、ushing and Grinding第十章磨礦介質(zhì)的運動學(xué)一、鋼球的運動狀態(tài)根據(jù)鋼球運動拍攝的照片（戴維斯Davis），分為三種：瀉落式，拋落式和離心運轉(zhuǎn)。1. 瀉落式球荷的傾斜角超過鋼球在球荷表面的自然休止角時，鋼球沿斜坡滾下，該運動狀態(tài)稱為瀉落。2. 拋落式磨機的轉(zhuǎn)速足夠高，鋼球自轉(zhuǎn)著隨筒體內(nèi)壁作圓曲線運動上升至一定高度，然后作拋物線下落，該運動狀態(tài)稱為拋落。昆明理工大學(xué)礦物加工工程系昆明理工大學(xué)礦物加工工程系碎礦與磨礦 Crushing and Grinding一、鋼球的運動狀態(tài). 離心式磨機的轉(zhuǎn)速高到超過某一臨界值，鋼球貼在襯板上不再落下，隨筒體一起轉(zhuǎn)動，該運動狀態(tài)稱為離心運轉(zhuǎn)。磨機

21、內(nèi)鋼球的三種典型運動狀態(tài)a-瀉落式；b-拋落式；c-離心運轉(zhuǎn)昆明理工大學(xué)礦物加工工程系昆明理工大學(xué)礦物加工工程系碎礦與磨礦 Crushing and Grinding二、作用于鋼球的力二、作用于鋼球的力鋼球受力分析：（1）重力G，切向分力Gsin，法向分力Gcos；（2）離心力C；（3）摩擦力F。在點，離心力與法向分力大小相等，方向相反，摩擦力，此時鋼球脫離筒壁，作拋物線下落。若磨機轉(zhuǎn)速過高，球上升至頂點，比大，鋼球不下落與筒體一起轉(zhuǎn)動，發(fā)生離心運轉(zhuǎn)。昆明理工大學(xué)礦物加工工程系昆明理工大學(xué)礦物加工工程系碎礦與磨礦 Crushing and Grinding10-2球磨機的臨界轉(zhuǎn)速一、臨界轉(zhuǎn)速A點：C=N，F(xiàn)=0，鋼球作拋物落下。離心運轉(zhuǎn)條件，Z點，CG。A點開始離心，臨界條件C=N，C=ma，N=Gcos=mgcos鋼球受力分析圖昆明理工大學(xué)礦物加工工程系昆明理工大學(xué)礦物加工工程系碎礦與磨礦 Crushing and Grinding一、臨界轉(zhuǎn)速離心加速度 a=v2/R 代入：mv2=Rm