對于選礦企業(yè)來說,鋼球和襯板是大宗耗材,占總耗材的80%以上,其中鋼球占80%以上。隨著我國礦業(yè)、水泥、電力行業(yè)的快速發(fā)展,對鋼球的需求也在逐年增加。
磨礦工作作為采礦廠選礦工藝中不可缺少的一部分,在選礦工藝技術(shù)指標(biāo)中起著主導(dǎo)作用,磨礦效率與選礦經(jīng)濟(jì)效益密切相關(guān)。鋼球作為磨礦作業(yè)的實(shí)施者和能量的傳遞者,對磨礦作業(yè)的影響尤為重要。
以下簡要闡述了鋼球材料、鋼球填充率、鋼球尺寸和鋼球比對磨礦作業(yè)的影響。
1.鋼球材質(zhì)
鋼球的不同制造工藝決定了其質(zhì)量差異。鋼球的質(zhì)量不僅影響生產(chǎn)率,而且影響球耗,從而影響選礦成本。目前,采礦廠主要采用鍛造鋼球和鍛軋鋼球,其中鍛造鋼球可分為低鉻鋼球、高鉻鋼球和高合金鋼球三類,其生產(chǎn)工藝一般為:原材料→加溫冶煉→鋼模鑄造→脫模打磨→淬火→淬火→鍛造鋼球的生產(chǎn)工藝一般為:原材料→下料→中頻爐加溫→鍛造成球→淬火→淬火→檢驗(yàn)包裝。
鍛造鋼球可以用廢料生產(chǎn),鍛造鋼球必須使用合格的棒材,因此鍛造鋼球的原材料成本較高。但與鍛造鋼球和鍛造鋼球的力學(xué)性能表1和表2相比,鍛造鋼球的斷裂韌性和堆放密度優(yōu)于鍛造鋼球,鍛造鋼球的堆放密度也低于鍛造鋼球。
選擇鋼球的原則是硬度大,不粉碎,性價比高。特別是性價比越便宜越好。如果磨損快,堆積密度高,磨損和破碎造成的間接成本將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過低價帶來的直接效益,但綜合效益較低。因此,必須根據(jù)磨機(jī)的規(guī)格和礦石特性選擇合適的鋼球材料。
2.鋼球填充率
磨機(jī)內(nèi)的鋼球填充率決定了磨礦效果的強(qiáng)度。直觀地說,裝球多,打擊次數(shù)多,磨礦效果強(qiáng);相反,裝球少,打擊頻率少,磨礦效果弱。然而,鋼球填充率過低會導(dǎo)致沖擊能量不足,不能很好地粉碎和研磨礦石。填充率過高會導(dǎo)致氣缸內(nèi)空間狹窄,物體之間接觸過頻繁,降低沖擊效率。因此,必須選擇合適的鋼球填充率,以確保磨機(jī)的工作效率。當(dāng)研磨條件包括研磨機(jī)尺寸、研磨濃度、轉(zhuǎn)速等時,填充率取決于礦石粒度和難磨水平。當(dāng)?shù)V石特性發(fā)生變化時,鋼球填充率也應(yīng)隨之變化。填充率是否合適的標(biāo)準(zhǔn)是研磨機(jī)的生產(chǎn)率。通過實(shí)驗(yàn)找到最大生產(chǎn)率對應(yīng)的填充率是最佳填充率。
例如,印尼的一個銅金礦將鋼球填充率從14%提高到18%,磨機(jī)處理量增加了5%~10%。目前,鋼球填充率穩(wěn)定在16%~18%。然而,隨著鋼球填充率的提高,產(chǎn)品的粒度將變厚。在優(yōu)化系統(tǒng)時,應(yīng)注意這一點(diǎn)。由于半自磨機(jī)的粒度較厚,后續(xù)球磨機(jī)的磨載將增加。
3.鋼球尺寸
在磨礦作業(yè)中,鋼球可以對礦物顆粒產(chǎn)生沖擊和磨削。鋼球直徑過小,對礦石的沖擊破碎效果較弱,影響磨機(jī)的生產(chǎn)效率;增加鋼球直徑可以提高單位礦石的沖擊破碎能量,提高礦石的破碎效果,但在相同的鋼球填充率下,增加鋼球直徑,相應(yīng)減少礦石破碎頻率,即減少礦石破碎頻率,因此根據(jù)實(shí)際工作條件確定適當(dāng)?shù)匿撉虺叽?。此外,增加鋼球直徑不僅會增加礦石處理能力,還會使半自磨機(jī)的商品粒度變厚,增加磨機(jī)襯板的沖擊力,降低襯板的使用壽命,特別注意提高鋼球直徑。
例如,梅山選礦廠磨礦特性發(fā)生變化后,使用φ100mm用鋼球代替原來用的φ120mm鋼球每年可節(jié)省49.23萬元,鋼球采購成本16.63萬元,即每年可降低65.86萬元,延長磨機(jī)襯板使用壽命,降低噪音,經(jīng)濟(jì)環(huán)境效益顯著。
4.鋼球比例
研磨機(jī)在運(yùn)行過程中需要定期添加一定數(shù)量的鋼球來完成研磨工作。由于研磨原礦的粒度由多個粒度組成,因此不能添加一個尺寸的鋼球,而是將原礦中幾個粒度的各種相應(yīng)尺寸的鋼球分開來完成操作,以達(dá)到最佳的效率。在實(shí)際的研磨操作中,鋼球尺寸稍大,會導(dǎo)致打擊過大,容易產(chǎn)生“貫穿粉碎”粉碎;如果鋼球尺寸較小,會造成沖擊力不足、磨礦商品過厚、磨削不細(xì)等問題。因此,在制造和運(yùn)行中,有必要根據(jù)原礦的特點(diǎn)和粒度組成等級及時調(diào)整最合適的鋼球補(bǔ)充方案。