mosui
磨碎(卷名：矿冶)
grinding

　　破碎过程的继续。磨碎过程主要通过磨碎介质（钢棒、钢球、砾石或矿块本身）的冲击和磨剥作用将物料粉碎，其生产粒度一般都小于5mm。通常，磨碎是在连续运转的筒体中完成的。筒体中装有一定数量的磨碎介质。筒体旋转时，磨碎介质的升落翻滚，产生冲击和研磨作用，将物料粉碎（图1）。碾磨机、盘磨机等并没有磨碎介质，物料的粉碎主要靠这些设备的运动部件所产生的剪切力，产品粒度较细，其粉碎过程也归入磨碎。

　　除处理某些砂矿外，所有选矿厂几乎都有磨碎作业。磨碎产品粒度太大、各矿物颗粒达不到单位解离时，会降低精矿品位，增加尾矿中的金属流失；磨碎产品的过度粉碎，会增加磨碎作业的动力和金属消耗，且会降低选矿工艺指标。磨碎作业的基建和生产费用，占金属矿选矿厂总费用的 30～60％。每磨碎一吨矿石要耗电7～30kW·h以上，占整个选矿厂耗电的45～65％。每磨碎一吨矿石，磨碎介质和衬板的消耗量为0.4～4.0kg。因此改进磨碎过程，包括改善现有的设备和研制新型的高效率磨碎设备和方法，对提高生产能力、降低生产费用、降低消耗有非常重要的意义。
　　矿石磨碎的难易程度主要取决于矿石抗冲击和剪切的强度，用可磨性系数及磨矿功指数表示。

通常以石灰石作为标准中硬矿石。
　　磨碎机的类型   根据磨碎机中装入的磨碎介质特点分，有:①介质磨碎机。如装入的介质分别为球、棒(包括干式和湿式)或砾石，则相应称为球磨机、棒磨机或砾磨机；②自磨机。靠被磨物料本身的大块作磨碎介质。有干式和湿式两种。有时为了消除自磨机内难磨颗粒的累积和提高自磨机产量，在自磨机中装入少量大直径(100～150mm)钢球作辅助介质，称为半自磨机。根据磨碎机排料方式分为溢流型、格子型、周边排料型。根据磨碎机结构特点可分为圆筒型和非圆筒型，其长径比（L/D）≤1.0～1.5者称短筒型;长径比≥1.5者称长筒型;长径比＞3者称管磨机。管磨机分隔成几个磨碎室者称多室管磨机。离心磨机与振动磨机也有圆筒型，用于超细磨碎。70年代以来，国内外都在积极进行磨矿机组的计算机模拟及最优控制的研究。
　　棒磨机   给料粒度为30mm以下，产品粒度为3mm左右时磨机效率较高，且产品粒度较均匀，过粉碎现象轻。因此，这种磨碎机多用于球磨机前一段的粗磨，或用于脆性物料及力求避免过粉碎的物料的磨碎，如钨、锡矿石重选的前过程（图2）。

　　球磨机   应用最广泛，几乎所有物料都可用球磨机磨碎。由于被磨物料的不均一性和磨碎机中钢球介质粉碎作用的不均衡性，物料在磨碎机中受到的磨碎作用不一样，使产品的粒度粗细不一。因此，绝大多数球磨机都与分级设备（或筛分设备），构成闭路作业。球磨机排料按粒度要求经分级后分成粗（返砂）、细(溢流)两级别：细级别送下步工序；粗级别返回球磨机。这种闭路作业既能保证磨矿产品粒度合乎要求，又能提高磨碎机处理能力。提高分级效率及控制适宜返砂量，对发挥磨碎机效率和减少产品过粉碎有重要作用。影响球磨机工作的因素还有被磨物料的性质、磨碎机给料粒度和要求的产品细度等。通常物料愈硬，给料粒度愈粗，要求产品粒度愈细，磨碎机产量愈低。另外，磨碎机直径、长度、衬板型式、排料方式，以及介质的质量、尺寸、配比、装入量、磨碎机筒体转速、磨矿浓度等都不同程度地影响球磨机生产指标。诸因素之间又相互作用，人工调节很难达到和维持磨碎机处于最优工作状态。70年代以来国内外积极进行球磨作业的计算机最优控制的研究（图3）

　　自磨机   磨碎机旋转时物料本身互相冲击、研磨而被粉碎。干式自磨从50年代、湿式自磨从60年代开始在工业上推广应用。自磨机给料粒度可达100～300mm；自磨机的破碎比(给料粒度/产品粒度)可达100～150，较目前任何破碎、磨碎机械都高。采用自磨机可简化破碎-磨碎作业流程，节省基建费用；但自磨工艺的电耗较高。干式自磨机比湿式自磨机的选择破碎作用强，产品粒度均匀，自磨机单位生产能力高，适于干旱缺水和严寒地区，对于石棉矿、金刚砂等物料的磨碎更为适合；但不适用于多泥或水分大的原料(超过4～5％就需热风干燥)，且作业时因靠风力运输易造成粉尘飞扬。湿式自磨机的应用较干式广泛，尤其适用于含泥多的矿石（可省去洗矿）和多雨地区。湿式自磨机内由于矿浆的浮升力而减弱了大块物料的冲击作用。硬度大的矿石在磨碎机内易形成难磨颗粒(20～80mm)而积累，降低自磨机处理能力。为提高自磨机（特别是湿式自磨机）的处理能力并降低其电耗，可往自磨机中加少量钢球（占自磨机容积 2～12％）构成半自磨；或者将难磨颗粒从磨机中排出，进行破碎，或者排出后作为下段砾磨机的介质等（图4）。

　　砾磨机   以加入的砾石为磨矿介质。主要用于：被磨物料不可混入铁质的细磨，含金矿石湿法冶金前的细磨，陶瓷原料的细磨，软而易碎（如钼矿石选别作业）中矿的再磨等。由于砾石的比重小于钢球，所以砾磨机的处理能力也低。
　　多室管磨机   用于水泥、耐火材料等工业，各室中加入短柱、球等不同形状的介质。
　　振动磨碎机   产品粒度可达几微米或更细，多用于超细磨碎，例如化工、医药、磁性材料等的细磨。
　　离心磨碎机   适用于选别作业中矿的再磨，缺点是衬板磨损较快。
　　塔式磨碎机   适用于中矿和精矿再磨，优点是电耗低，缺点是螺旋片磨损较快。
　　喷射磨碎机   尚处于试验阶段。这种磨矿机把磨碎、分级、干燥结合在一起。优点是金属消耗和动力消耗较低，选择磨碎作用强，产品解离度高；但需高压热气流装置，喷嘴磨损快，给料粒度不能太大（一般不大于6mm）。
备注：数据仅供参考，不作为投资依据。