关键词：磨矿介质；磨机衬板；分级；研究进展
一、充填率的研究现状
球介质的充填率是指球介质加入到磨机内的体积与球磨机内仓容积之比。球磨机内钢球充填率决定了磨矿作用的强弱。从物理现象上分析，装球多，打击次数多，研磨面积大，磨矿作用强；反之，装球少，打击次数少，研磨面积小，磨矿作用弱。从力学现象上分析，装球多时功耗大，磨机生产率高，装球少时功耗小，磨机生产率低。
由于钢球充填率和球磨机的转速共同起作用，在分析充填率的影响时也不能抛开转速，它们是互相联系又互相制约的。球磨机处于较低转速时，钢球在球磨机内形成一个倾斜面，钢球被提升至高处时沿钢球倾斜面滚下，形成泻落运动状态。随着钢球充填率的增加，钢球倾斜面的角度增大，钢球下滑的力矩增大，球磨机所需的功率也增大；钢球在较高的转速率下将处于抛落式运动状态，抛落运动的情况复杂，一定的充填率下，随着转速率的提高钢球将由泻落运动转变为抛落运动，但不同的充填率下钢球由泻落式转为抛落式所需的转速率也不同，钢球的充填率越大，转为抛落运动所需的转速也就越高。
抛落式运动以产生冲击力为主，适合破碎粗粒矿石；泻落式运动则主要产生研磨作用，冲击较轻微，所以对细磨过程特别适应。因为，只有在充填率较低的情况才更容易产生泻落式状态，因此，细磨过程的球介质充填率一般比粗磨过程低59／6左右。钢球是处于泻落式还是抛落式状态，一定的转速率下均有对应的适宜的充填率，并非充填率越高越好。检验充填率最好的标准是球磨机生产率的大小，通过试验找到最大生产率所对应的充填率即是最佳充填率。大型球磨机中钢球的充填率要降低，磨机直径越大，钢球的充填率越低。
二、磨矿介质材质的研究现状
磨矿研磨介质是各种易磨损件中消耗量最大的零件。介质巨额消耗引起了人们的重视，提高磨矿介质的耐磨性、延长介质的寿命具有重要的经济意义和社会意义。磨矿介质，从材质上可粗略的分为两类：一是金属材质，包括钢介质，合金钢介质，铸铁介质等。目前，许多研究者都采用高质量合金技术或经复杂热处理技术，来提高磨矿介质的耐磨性，但是由于各类高质量合金介质及热处理优质介质价格较高，虽然提高了其使用寿命，但经济效益并为显著提高；另一类是岩矿介质，即矿石自身作介质或使用单独的砾石作介质。而对于微细粒赤铁矿的磨矿工艺当中，其介质消耗量大，因此只能选择金属介质。
磨矿介质的材质成分直接影响使用效果和经济效益。为了取得最佳的磨矿效果、降低磨矿介质的消耗，对磨矿介质的质量要求是硬度大、耐磨性好，同时具有足够的韧性以确保在磨机内受冲击而不碎裂。此外，还要求取得满意的经济指标。由于磨矿介质费用是选矿厂生产成本中花费较多的项目之一，所以注重磨矿介质、选择其材质成分非常重要。金属介质传递能量的能力大，介质的尺寸选择恰当，金属介质打击矿石时矿石的能量密度大；金属介质大，金属介质的破碎效率高，能量损失小；金属介质由于具有的能量密度大，破碎力也往往过大，导致矿物沿结合面解离的情况差，故破碎的选择性差。
三、磨矿介质形状研究现状
磨矿过程中所使用的金属介质形状可分为球形、棒形、短圆柱形、短截头锥形及其他形状。由于形状的不同，其作用原理也不同。介质的运动和接触方式对磨矿起着决定性作用，为选择性磨矿提供了可能。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆目前，常见的磨矿介质形状主要有以下
几种。
3.1球介质：球介质应用最广泛，尺寸可大可小，粗磨细磨皆可选用。而其对于细磨更是一种较为理想的介质，原因是球介质之间的接触方式是点接触，在接触点上作用力大、破碎力大，加之大小球的配比，容易在接触点上高度的应力集中，在运动中既有冲击作用又有磨剥作用，故破碎行为容易发生。球介质在运动中与矿物接触是无选择性的，因为接触点上的破碎力过大，破碎精确性差，故选择性解离差，贯穿破碎作用较多，过粉碎现象严重，特别是当球的尺寸选择过大时这种现象就更为严重。选择性解理差对于重选厂大颗粒结晶矿物和粗粒级的磨矿，往往容易造成过粉碎而导致金属流失，另一个缺点是金属材料消耗量大。
3.2棒介质：其应用程度仅次于球形介质，其磨矿接触方式是线与线接触，其优点正好与球介质相反，它适合嵌布粒度粗的矿石磨矿，磨矿效率较高，破碎产品粒度均匀过粉碎轻，介质消耗量低。不足之处是不适宜细磨，它只有绕轴向转动其性能才好，其他方向不能转动，而且棒形单位体积的介质表面积也比较小，因此棒磨只适于粗磨，因为棒形单位体积的介质表面积比球小，细磨时需要大的研磨面积，因此棒形介质不适宜细磨。
3.3柱介质：是棒形及球形介质的变种。具有球形介质传动性能好及表面积大的优点，又有棒形介质线接触可减轻过粉碎的优点。它的接触方式集球、棒于一体，既有点、线接触还有面接触。由于与矿物接触方式灵活多变，在磨机转速相同的情况下，柱介质提升高度高，其势能大，有利于破碎矿石。在介质体重量相同时，其破碎力不如球大，磨碎同样粒度的给矿磨不细的较多；同样体积的介质，虽然柱介质表面积比球大，但有效的研磨面积并不大，处于两端面的表面积研磨性能差。其解离速度快，且产品均匀，而且不易产生过粉碎。不足之处对衬板磨耗和相互撞击中金属消耗量大。
四、磨矿浓度对磨矿过程的影响
磨矿浓度也是影响磨机效率的一个重要因素。磨矿浓度通常是用磨矿机中矿石的重量占整个矿浆重量的百分数来表示。磨矿浓度的大小影响矿浆的比重、矿粒在钢球周围的粘着程度和矿浆的流动性。磨矿浓度低，矿浆流动快，物料在钢球周围的粘着程度低，使钢球对物料的冲击和研磨作用弱，排矿粒度不合格，磨矿效率得不到发挥；磨矿浓度高，物料在钢球周围的粘着程度好，钢球对物料的冲击和研磨作用均较好，但矿浆流动慢，易造成物料过粉碎，更不利于提高磨机处理量口。
就中等转速的磨矿机来说，粗磨矿(产品粒度在0.15mm以上)或磨比重大的矿石时，磨矿浓度应当较大，约75～82(固体)。通过多个选厂自动化实践证明，磨矿浓度不宜太高，在78～81范围内，更有利于磨矿效率的发挥。细磨矿(产品细度在0.10～0.075mm)或磨比重较小的矿石时，磨矿浓度应低些，通常为65～75％(固体)。转速较高时，磨矿浓度应稍低一点。
结论：
综上所述，国内外在磨矿领域无论是技术上还是设备研制上均取得了显著的成就。磨矿过程机理相当复杂，本文只是简单进行剖析。实际上，影响磨矿作业效率的因素很多，如转速、衬板强度、给矿密度、补加球制度等等。而这些因素时时发生变化，人工很难及时判断并做出及时调整。为了减少过磨现象的发生，除了通过对磨矿设备与磨矿介质两方面的研究，还能通过对磨矿作业当中添加适当的助磨剂，来优化磨矿作业生产过程，提高生产效率，从而降低单位生产成本，达到节能降耗的目的。
参考文献：
[1]段希祥，曹亦俊．球磨机介质的工作理论与实践[M]．北京：冶金工业出版社，2018．
[2]韩跃新，王泽红．破碎磨矿技术进展及趋势[J]．现代矿业，2019(3)：1-9．
论文作者:杨鑫1, 王杰2
论文发表刊物:《科学与技术》2019年20期
论文发表时间:2020/4/29
标签：介质论文; 钢球论文; 球磨机论文; 转速论文; 矿石论文; 浓度论文; 粒度论文; 《科学与技术》2019年20期论文;