碎矿与磨矿12

第十四章矿石的自磨和砾磨碎矿与磨矿昆明理工大学矿物加工工程系碎矿与磨矿CrushingandGrinding第14章矿石的自磨矿和砾磨§14-1基本概念◆自磨：以被粉碎物料本身作为磨矿介质的磨矿。一般大块矿石为磨矿介质，代替钢球的作用。◆半自磨：在自磨机中加磨机容积7～15%的钢球，以保证自磨机的破碎能力及对矿石性质变化的适应性。◆砾磨：以砾石作为磨矿介质的磨矿。砾石可以是磨矿前某一适当粒级的破碎产物，也可以是前段磨矿排出的砾石或采用鹅卵石。昆明理工大学矿物加工工程系碎矿与磨矿CrushingandGrinding§14-2自磨和砾磨发展简况◆最早出现于二十世纪初期，二次世界大战中钢材价格猛涨曾刺激了矿石自磨的研究。◆上世纪50年代，美国哈丁公司将自磨机直径大幅度放大以后自磨机的生产能力能满足工业生产要求，使自磨取得突破并进入工业生产。◆自磨机能取代中碎、细碎及粗磨三个作业。自磨前面必须保留粗碎，后面必须保留球磨。颚自磨1昆明理工大学矿物加工工程系碎矿与磨矿CrushingandGrinding◆上世纪60~70年代，自磨机和传统的碎磨设备一样也向大型发展，自磨机直径增大到10米、12米，甚至15米。◆50年代干式自磨占优势，60十年代湿式自磨获得普遍应用，70年代，自磨由过去铁矿上应用得多而扩展至有色金属矿。◆目前矿石半自磨已成为矿石自磨的主要形式，纯自磨很少见用。昆明理工大学矿物加工工程系碎矿与磨矿CrushingandGrinding◆砾磨也始自二十世纪初期，砾磨机成功用于工业生产是在容积大幅度放大后生产能力赶上同规格球磨机才实现的。◆早先砾磨介质是去河滩捡鹅卵石，后来就用一定粒度级别的矿块作介质。◆砾磨因为不用钢球，产品缺少铁质污染且选别指标还较好。特别在磨矿产品需进行化工处理的铀矿处理中，因为可以减少酸浸的酸耗，砾磨得到较多的应用。◆由于效率较低，目前砾磨应用很少。颚砾磨2昆明理工大学矿物加工工程系碎矿与磨矿CrushingandGrinding§14-3自磨机和砾磨机的结构Φ4000×1400干式自磨机结构示意图1-給矿漏斗；2-筒体部分；3-排矿漏斗；4-传动部分颚干式自磨机的结构及特点1昆明理工大学矿物加工工程系碎矿与磨矿CrushingandGrinding◆干式自磨机如上图所示，由給矿漏斗部、筒体部、传动部、排矿漏斗部、基础部及润滑装置等组成。◆干式自磨机和球（棒）磨机相比其结构特点为：（1）筒体经长比大、筒体短、中空轴颈短，便于物料给入和分级，缩短物料在磨机中滞留时间，并抑制其轴向析离现象（即大块集中在給矿端，小块集中在排矿端）的产生，从而提高生产能力和强化磨碎过程的选择性昆明理工大学矿物加工工程系碎矿与磨矿CrushingandGrinding（2）端盖与筒体垂直，其上有两个环状波峰衬板，实践证明，装不装波峰衬板差别很明显，装时，磨机生产率显著提高，而能量消耗大幅降低，同时产品粒度较细，也没有偏析现象产生。（3）筒体上除敷有平版外，还每隔一定距离高度的丁字形提升衬板，它的主要作用是在筒体转动时把物料提升到一定高度而抛落，从而使被粉碎物料获得足够的、比球磨机大得多的能量产生冲击作用。昆明理工大学矿物加工工程系碎矿与磨矿CrushingandGrinding5500×1800㎜湿式自磨机结构示意图1—给矿小车；2—波峰衬板；3—端盖衬板；4—筒体衬板；5—提升衬板；6—格子板；7—圆筒筛；8—自返装置颚湿式自磨机的结构及特点2昆明理工大学矿物加工工程系碎矿与磨矿CrushingandGrinding◆湿式自磨机结构特点：（1）湿式自磨机结构如上图所示，与干式自磨机相似，所不同的是端盖为锥形，端盖上只有一圈波峰衬板；（2）在排矿端上装有格子板，以控制排矿；（3）在中空轴颈内同心安装着一圆筒筛，圆筒筛内又同心安装带螺旋内套的自返装置，由格子孔流出的矿浆经圆筒筛，筛上返回再磨，筛下产物排至圆筒筛与中空轴颈内套构成的空间后排除，为合格产品昆明理工大学矿物加工工程系碎矿与磨矿CrushingandGrinding◆砾磨机常用于细磨，作为棒磨和自磨的二次磨矿设备，个别情况也有用于粗磨的；◆砾磨机与球磨机结构类似，只是磨矿介质不同，可将球磨机改装成砾磨机而结构不需进行根本改变；◆砾磨机的排矿几乎全部为格子型排矿，研究表明格子型排矿的耗电量及处理能力比溢流型排矿高40%左右；颚砾磨机的结构及特点3昆明理工大学矿物加工工程系碎矿与磨矿CrushingandGrinding◆衬板形状及结构直接影响着砾磨机的处理能力及有效运转时间，为了减少砾石沿衬板表面的滑动，有效把能量传给砾磨介质，砾磨机中应加提升衬板。◆砾磨机的橡胶筒体衬板如下图所示，最初使用的是普通衬板，后来研究者对其进行了改进，发明了一种K型衬板，据所得资料表明：在转速率为63%时，K型衬板比普通衬板的处理量提高30%；在转速率为为75%时，提高10%，而电耗分别降低了20%和10%。昆明理工大学矿物加工工程系碎矿与磨矿CrushingandGrinding橡胶提升衬板（a）-普通型；（b）-K型1-提升板；2-衬板；3-筒体昆明理工大学矿物加工工程系碎矿与磨矿CrushingandGrinding§14-4工作原理、应用及操作参数◆矿石自磨原理，存在一定争议，有三种意见：◆（1）加拿大韦斯顿（D.Weston）提出，自磨机中的磨矿作用有三种：1）矿块自由下落时的冲击作用；2）矿石由压应力突变为张应力的瞬时应力作用；3）矿块之间相互摩擦作用。第1）、3）两种作用没有什么争议，第2）种作用则根据不足，因为在直径大的自磨机中，矿石由下而上的过程中是有相当时间间隔的，实际计算表明，矿石从在下面受压到上面撤消压力，至少都有1.5～2.0秒的时间间隔。颚自磨原理1昆明理工大学矿物加工工程系碎矿与磨矿CrushingandGrinding因此，矿石受压到压力消失是个“渐变”过程，故第2）种作用不存在。◆（2）F.C.榜德的学生C.A.罗兰（Rowland）认为，自磨机中更多的是磨削作用或摩擦作用，冲击作用较少，即认为以磨削为主。◆（3）第三种意见认为，自磨机中的磨矿作用和球磨机中一样，仍是冲击和磨削两种作用。昆明理工大学矿物加工工程系碎矿与磨矿CrushingandGrinding自磨原理实例讲解干式自磨机工作原理图物料运动轨迹图昆明理工大学矿物加工工程系碎矿与磨矿CrushingandGrinding如上图所示，给矿中的小粒由给矿端进入后沿A面均匀地落于筒体中心，然后向两侧扩散。大块由于动能大总是趋向较远一侧，但其中有一部分必然要和AB面相碰，然后向另一侧返回，因此也使得大块均匀分布。A-A、B-B在这里的作用是防止矿料发生偏析，自排矿端沿下面返回的矿粒如同新给料中的细粒一样均匀地落于筒体底部中心，然后向两边扩散。昆明理工大学矿物加工工程系碎矿与磨矿CrushingandGrinding大块和细粒在筒体底部沿轴向运动，方向正好相反，于是产生磨剥作用。提升板C-C和波峰衬板B-B，有楔住矿石的作用，在物料运动轨迹图中，均匀分布的矿石在“真趾区”集中，这里的重力和离心力最大。筒体转动时，矿石首先在C-C处楔住，并且沿轴向挤成“拱型”，使在“真趾区”的所有矿石处于压力状态下。然后向上发展，在B-B之间形成“拱型”，使矿石同样处在受压状态。昆明理工大学矿物加工工程系碎矿与磨矿CrushingandGrinding矿石随筒体转动位置提高时，矿石由压力状态转入张力状态，当重力克服离心力时就脱离筒体，在磨机内循环运动，粗颗粒除自转外还向磨机中心运动，对小颗粒产生磨剥作用。昆明理工大学矿物加工工程系碎矿与磨矿CrushingandGrinding世界上第一台自磨机于1932年制成。此后经过不断的试验、改进。50年代末，自磨机开始应用于矿山生产。60年代后，加拿大、美国、前苏联、澳大利亚、挪威及我国的许多冶金矿山都陆续采用了垒自磨流程。但在部分矿山，特别是有色矿山使用后，由于矿石性质（主要是硬度）变化比较大，使自磨效率很低。自磨的应用2昆明理工大学矿物加工工程系碎矿与磨矿CrushingandGrinding在自磨过程中，磨机中大于100mm的矿石起研磨介质的作用，小于80mm大于20mm的矿粒磨碎能力差，其本身也不易为大块矿石磨碎（这部分物料通常称为“难磨颗粒”），为了提高自磨机的磨矿效率，许多矿山在自磨机中加入了部分（约6%～l2%）钢球，使磨矿效率大为提高。因此又出现了半自磨机，如加拿大的希米尔加米选矿厂、艾兰选矿厂，洛奈克斯选矿厂等。昆明理工大学矿物加工工程系碎矿与磨矿CrushingandGrinding国内近年来自磨机发展及应用上主要呈现以下特点：◆在最近几十年新建投产的选矿厂中，大约有三分之一采用了自磨。◆矿石自磨只有在每日上万吨的大型厂矿中，使用直径8米以上的自磨机才有优势，中、小矿山及选厂不宜采用。昆明理工大学矿物加工工程系碎矿与磨矿CrushingandGrinding◆在适合自磨处理的矿石中，五六十年代主要用于铁矿，七八十年代有色金属矿逐渐应用，多为湿式半自磨。◆在铁矿这类精矿产量大的矿石处理中，矿石自磨能降低处理成本，产生更大的效益。矿石自磨的产品质量较好，产品总体解离度较高，选矿的回收率稍高，处理富矿时效果更好。昆明理工大学矿物加工工程系碎矿与磨矿CrushingandGrinding云南铜业集团玉溪大红山铜矿的一台运转中的自磨机昆明理工大学矿物加工工程系碎矿与磨矿CrushingandGrinding◆给矿粒度◇最大粒度以300－500mm为宜，需有一定的粗细搭配，粗、细各占一半，磨矿效果最佳。◆充填率◇介质充填率以30－40％为宜。◆转速率◇一般为65％~90％，多数采用70％~80％。操作参数3昆明理工大学矿物加工工程系碎矿与磨矿CrushingandGrinding第15章碎矿和磨矿流程昆明理工大学矿物加工工程系碎矿与磨矿CrushingandGrinding§15-1碎矿流程（1）供给棒磨、球磨、自磨等最合理的给矿粒度，或为自磨、砾磨提供合格的磨矿介质；（2）使粗粒嵌布矿物初步单体解离，以便用粗粒级的选别方法进行选矿，如重介质选、跳汰选、干式磁选和洗选等；（3）直接为选别或冶炼等提供最合适的入选、入炉原料。如使高品位铁矿达到一定要求的粒度，以供直接进行冶炼等。碎矿的目的1昆明理工大学矿物加工工程系碎矿与磨矿CrushingandGrinding◆破碎段：破碎流程的最基本单元。破碎段数的不同及破碎机和筛子的组合不同，便有不同的破碎流程。◆破碎段组成：由筛分作业及筛上产物所进入的破碎作业所组成。个别的破碎段可以不包括筛分作业或同时包括两种筛分作业。碎矿段2昆明理工大学矿物加工工程系碎矿与磨矿CrushingandGrinding◆破碎段的基本形式有四种：（a）单一破碎作业的破碎段；（b）带有预先筛分作业的破碎段；（c）带有检查筛分作业的破碎段；（d）和（e）为带有预先筛分和检查筛分作业的破碎段，其区别仅在于前者是预先筛分和检查筛分不在同一筛子上进行，而后者是在同一筛子上进行，所以e可看作是d的改进，因此破碎段实际上只有四种形式。昆明理工大学矿物加工工程系碎矿与磨矿CrushingandGrinding破碎段的几种基本形式（b）—+破碎预先筛分（c）+—检查筛分破碎昆明理工大学矿物加工工程系碎矿与磨矿CrushingandGrinding+—（d）—+检查筛分破碎预先筛分（e）+—破碎预先及检查筛分昆明理工大学矿物加工工程系碎矿与磨矿CrushingandGrinding（1）需要的破碎段数取决于原矿的最大粒度，要求的最终破碎产物粒度，以及各破碎段所能达到的破碎比，即取决于要求的总破碎比及各段破碎比。原矿中最大块粒度与矿石赋存条件、矿山规模、采矿方法、原矿的运输卸装方式等有关，如露天开采时主要取决于矿山规模和装矿电铲的容积，一般为500～1300mm；井下开采是，一般为300～600mm。碎矿段数的确定3昆明理工大学矿物加工工程系碎矿与磨矿Crush