球磨機精確化裝補球應用實踐

葛兵 周俊

摘要：磨礦作為選礦廠的主要工作內容，能夠為整個企業的經濟效益做出貢獻，而常見的磨礦過程主要是借助磨內的磨礦介質完成的。受到磨礦技術的限制，當前國內的選礦廠仍然存在鋼球充填率不理想、技術測量有偏差的問題。本文首先對裝補球技術的發展現狀進行分析，然后對行業內部現存的問題展開探析，最后提出解決當前問題的應對措施，希望能夠為提升選礦行業的技術水平做出應有的貢獻。

關鍵詞：選礦廠；球磨機；裝補球

引言

作為選礦廠生產流程中的核心裝備之一，球磨機不僅在建設前期投資較大，而且在整個生產流程中會消耗大量的能源與原材料。據相關部門統計表明，球磨機的成本幾乎占到整個選礦成本的半壁江山，磨礦的產品質量也在很大程度上決定后續工序的技術指標和精礦質量。另一方面，磨機臺每日的工作量將決定整個選礦廠的生產能力上限，所以磨礦作業完全可以被視為掌控選礦廠生產能力和生產質量的核心工序。

所謂磨礦就是通過鋼球等磨礦介質將有用礦物分離出來，該工序的決定因素主要有機體內部的鋼球充填率、鋼球的運動情況以及磨礦的實時濃度，這些因素都多多少少會影響最終產品的力度特性與磨礦的工作效率。國內多數鐵礦都配備濕式格子型球磨機、溢流型球磨機以及棒球磨機，選礦廠如果能夠仔細研究各類球磨機內部的磨損規律以及球磨機的鋼球充填率，就能夠采取相應措施來保證球磨機的生產質量量和處理數量達到預期目標。

1.球磨機裝補球的發展現狀及常見問題

1.1裝補球技術的發展現狀.

磨礦機進入工業領域已有一百多年，行業內部相關人員已經積累了豐富的生產經驗。然而，國內對磨礦的理論研究卻始終沒能跟上生產實踐要求的步伐，就算是目前研究相對比較前沿的鋼球拋物運動形態，也難以與實際生產水平相匹配，很難適應當前國內選礦廠的工程需求。因此，技術人員必須要通過進行相關試驗來解決實踐中遇到的難題。通過選礦廠多年的摸索和總結，技術人員已經在球磨機的裝補球方面有了不少心得，基本能夠應付生產過程中所遇到的難題。

就球磨機裝補球的理論研究水平而言，以前蘇聯最為出色。上世紀中葉，我國曾經組織技術人員對其裝補球技術進行學習，提高了磨機生產線近10%的生產效率。但是隨后的數十年內，由于該方法流程繁雜，且需要進行的試驗較多，因此被多數企業所遺棄。除此之外，當時技術人員對裝補球技術的理論認識不足也進一步加深了人們對該方法的誤解，甚至有部分人員持有大球磨小、小球磨了的觀點，這些觀點都不利于裝補球技術的推廣和應用。值得注意的是，當前國內盛行的球磨機裝補球技術五花八門，但是部分選礦廠仍然存在球磨機球徑選取不合理、磨礦效率較低、鋼材料消耗量大和磨礦生產質量差等問題，給行業的進步帶來了阻礙。

1.2普通裝補球技術

經過選礦廠多年的實踐驗證發現，多球的磨礦效果要遠遠理想與單球磨礦效果。對于該現象，部分技術人員認為要因材施教，對于大礦球就需要選用大鋼球進行擊打，而細小礦粒就應該選用小鋼球。考慮到磨機中有大小各異的礦粒，所以必須選取多種規格的鋼球來進行磨礦。還有部分技術人員認為是由于小鋼球存在于大鋼球的縫隙中，從而增強了磨礦的整體效果。但是由于裝補球是一個周期性過程，因此磨損的輕重也會受此影響。不管是多大的球，在經過一段時間以后鋼球總會消失。因此，磨內的球荷部分終究還是應該由裝補球導致的。久而久之，就有技術人員將多種規格的鋼球作為初裝球，然后選加大鋼球的普通裝補球技術。相對于其它技術，這類方法相對簡單，初裝球的相關參數也能夠被有效計算。然而，該方法很難做到量身定做，它通常與待磨物料的匹配度不夠高，再加上鋼球的直徑不合適、磨礦生產效率低下和鋼材料需求量大，如果舍棄磨礦效果來換取磨機生產流程中的便捷式裝補法實在是不可取。要想實現企業的經濟效益最大化，就需要努力創新，尋求最合適的裝補球技術。

1.3合理平衡裝補球技術

合理平衡裝補球技術源于前蘇聯，它的基本特性主要體現在如下幾個方面：

（1）能夠對磨機中新加的礦料和返回礦料進行篩選，然后依據返砂比來計算待磨材料的粒度組成，進而將待磨材料分成若干小組，分別求出各組待磨材料的適配鋼球尺寸。最后，依據各自的鋼球尺寸計算適合各組的球配比。

（2）對待磨物料進行磨碎處理，然后在實驗室內進行相關實驗，進而求得適配該礦石的最佳鋼球球徑。

（3）記錄能夠取得較好磨礦效果的球荷粒度組成，然后將其作為裝補球計算的理論依據，爭取能夠在裝補球以后達到最佳球荷狀態。

需要注意的是，該方法也存在一些固有的缺陷：

（1）計算礦石粒度組成時所依據的理論因素較少，計算所得的球徑容易有較大的誤差。雖然是選取實際生產中的礦石進行試驗，但是還是會存在一些誤差。此外，該方法所需的試驗工作量比較大，受到來自外界的干擾因素也比較多。不管在計算礦石粒度時有多仔細，計算所得的結果也僅僅只能作為參考，不能成為唯一的理論依據。

（2）該方法在第一次安裝鋼球時，需要進行一次徹底的清洗工作，要想得到參考價值比較大的平衡球荷特性數據，在初裝球之后必須先進行一個多月的磨礦調試。除此之外，還要再對鋼球進行一次清洗處理。這樣多個流程下來就會使得該方法的戰線被拉長，因此該方法很難在工業領域一展身手。

（3）通過分析國內外的行業報告可以發現，合理平衡裝補球方法僅僅能將產業生產效率提高10%左右，不能稱之為行業的理想技術。如果在工程實踐中吸取該方法適配性強的優點，借助技術手段克服鋼球直徑不精確的缺陷，再對裝補球工序進行一定的簡化，就會探索到一種更好的裝補球方法。

2.理想的球磨機裝補球方法

考慮到選礦行業精確性的高低會直接影響到整體的選礦效果，因此有必要對現有的裝補球技術進行優勢融合，取其長避其短，從而提出一種精度較高的裝補球方法，主要技術要領如下：

（1）仔細分析每次待生產礦石的基本特性，通過充分的測量計算推測適合待磨礦石粒度組成的鋼球尺寸，并按照礦石的粒度組成對其進行相應的分組。

（2）通過預先試驗來確定礦石的抗擊碎性能，借助求徑半理論公式來計算礦石所需的具體鋼球球徑。

（3）依據待磨礦石的粒度組成特性，結合破碎統計力學的相關知識進行計算，進而求得以最大破碎概率為基準的鋼球配比，從而實現對鋼球的合理分配。除此之外，還可以視磨礦的具體情況來加速對一些礦石的磨碎速度，進而實現對鋼球的特殊分配，最終進行合理的初裝球分配。

（4）既然初裝球的配比原則是以待磨礦石的粒度特性決定的，而且鋼球的分配比例比較科學，那么就應該把初裝球比例作為裝補球計算的重要依據。

通過上述分析可知，該方法能夠有效克服鋼球球徑不精確的缺陷，并對合理平衡裝補球方法的優勢予以保留。整體而言，對鋼球的球徑計算相對比較精確，便于在工業生產中予以推廣應用。精確化裝補球方法如果在選礦廠中得以應用，那么就會對磨礦與選別進行全面改善，從而實現在低能耗和低球耗的同時提高磨機生產效率和產品回收率。

結論

通過上述的理論分析和實踐驗證能夠發現，精確化裝補球方法相較于普通裝補球技術和合理平衡裝補球技術會更適合我國的實際經濟情況。該方法充分吸收了傳統方法的經驗教訓，并以創新式的鋼球球徑精確技術為技術核心，在一定程度上穩定了鋼球的充填率與粒度組成特性，有利于選礦廠生產系統的順利運行。更重要的是，由于精確化能夠在工業實踐中取得非常理想的磨礦效果，使得該方法是一種值得大力推廣的新型球磨機裝補球技術。

參考文獻：

[1] 張祖剛，畢兵兵，周潤，等.球磨機精確化裝補球應用實踐[J].現代礦業，2017（12）：149-151.

[2] 段希祥，周平，潘新潮.球磨機精確化裝補球方法[J].有色金屬工程，2004，56（3）：75-78.

（作者單位：1.北方重工集團銷售有限公司；2.北方重工裝備（沈陽）有限公司）