影响钢球尺寸的因素

磨矿全过程是一个影响要素扑朔迷离的动态全过程，影响钢球尺寸的要素是多方面的。从破碎全过程的原理理解，钢球破碎矿块或矿粒的力学实质是对矿块或矿粒施加破碎力以克服矿块或矿粒的内聚力而使其破坏，故可将影响破碎全过程的要素分为两个大的类别：一类是破碎对象的要素；第二类是破碎动力的要素。 破碎对象的要素囊括岩矿的机械强度和矿块或矿粒的几何尺寸。矿块或矿粒的内聚力是由它们内部质点键合模式和强度来决定的，宏观上常以岩矿硬度来表征它的机械强度，即表征岩矿抗破坏的能力。我国常以普氏硬度指数f作为岩矿相对结实性的分类指数，也即用f来表征岩矿的机械强度。矿块或矿粒的机械强度越大，破碎时需要的破碎力也越大，自然需要大的钢球尺寸。矿块或矿粒的几何尺寸一致时，机械强度大的矿块或矿粒需要的钢球尺寸比机械强度低的需求的钢球尺寸要大。当岩矿的机械强度一定时，很大的矿块需要很大的钢球尺寸。但这里应注意，矿块或矿粒的机械强度是随其几何尺寸的减少而扩大。故明确矿块或矿粒的抗破碎性能时，应同时顾及机械强度b压或f，以及矿块或矿粒的几何尺寸d等方面的要素。若是说要顾及对磨矿的影响，矿石的密度以至矿石的矿物成分等对磨矿也均是有影响的。大密度矿物常常硬度也很大，在磨矿时多沉落入磨矿效果强的磨机底层，容易受到强的破碎效果。而密度小的矿物受的磨细效果较弱。矿石中富含煤、滑石等矿物成分时，钢球常常难以啮住矿粒，使钢球破碎矿粒的破碎几率降低，从而增加磨矿产品的电耗。而云母片一类矿物则难以磨细，同样使磨矿产品电耗升高。 破碎力的要素则许多，如钢球充填率、球的密度、球的有效密度、磨机直径D、磨机转速率、磨矿浓度R、磨机的衬板形状和结构等。 磨机转速率和钢球充填率两者共同组合而决定磨机钢球的运动状态和能态，磨机衬板除防护筒体的功能外，也影响筒壁对球荷的摩擦指数，从而影响钢球的运动状态。使球荷作抛落式运动状态时球上涨高度大、球的位能大，落下时的打击力也大。使球荷作泻落式运动状态时球提升的高度不大，球的位能不大，球沿斜面滚落下来时打击力也不大。 球的密度自然影响球的质量m，也就影响球携带能量的大小，即影响球的打击力大小。尺寸一致时，密度大的球打击力大，生产率大，而密度小的球打击力小，生产率小。磨机生产率随钢球密度扩大而近乎呈直线地增加。常用到的锻钢球密度为7.8g/cm3，而铸钢球的密度则唯有7.5g/cm3，铸铁球的密度更加低，只7.1~7.3g/cm3 。过去曾做过碳化钨球的研制和试验，该种球密度可以达到13.1g/cm3，为锻钢球的1.68倍，而生产率比用锻钢球高90%。普通地，轧制或锻打的球，其密度均比铸制造的要大些，因铸制造中免不了还会余下一些未排完的空气。由于球是落入矿浆内，矿浆对球有阻力，或者说球在矿浆中受浮力效果，真正起效果的应该是球的有效密度，即扣减矿浆密度后的密度。粗磨中矿浆浓度大，矿浆浮力大，对球的打击影响也大。细磨中矿浆浓度小些，矿浆浮力的影响相对要小些。应该说，常用到的几种球钢的密度变换不过大，对磨矿的影响也不过大，但这种影响也绝不能忽视，严重时可使生产率下降10%~15%。 磨机内径D主要影响钢球提升的高度，从而影响钢球的位能和打击力大小。大规格磨机中钢球提升的高度大，则球的位能大，落下或滚下时的打击力也很大，以至大磨机中大的钢球位能可以弥补球的尺寸不足。而小规格磨机中球提升的高度不大，球的位能小，要符合破碎力要求时唯有运用很大尺寸的球。国外的磨机规格普通较国内的大，转速率也比较低，运用的钢球尺寸也较国内的小。这一现象对磨机直径的影响不无关系。 矿浆浓度对磨矿的影响是繁杂的，普通地说，矿浆浓度大时对钢球的缓冲效果大，减弱钢球的打击力，对磨矿不利；可是，浓度大时矿粒易粘附在钢球和衬板表层，对矿粒的破碎又是有益的。同样，矿浆浓度小时对钢球的缓冲效果小，但又不适合矿粒对钢球和衬板表层的粘附。并且，矿浆浓度对粗磨和细磨的影响也为期不晚，以至与磨细的矿石特性都有关连，不一样矿石特性下的影响也不一致。由于矿浆浓度对磨矿效果的影响较为繁杂，合适的矿浆浓度唯有经过试验明确。