自磨(autogenous grinding)

物料在磨机内靠自身或与磨机衬板问相互冲击、研磨而碎裂的磨矿方式；又称全自磨或第一段自磨。自磨有干式和湿式两种，前者靠风力运输，后者靠水力运输。物料能否采用自磨，关键的因素是在自磨机运转过程中被磨物料自身能否形成足够数量的研磨介质。在自磨过程中物料的破裂有两种方式：一为磨剥，一为碎解。磨剥是指从大块物料表面碎裂出较小颗粒；碎解是指较小颗粒受大块物料冲击，其自身内在的裂缝扩展而形成的碎裂。如果大块物料易于碎解，则白磨机内作为研磨介质的大块物料偏少，中、小块物料偏多；而中、小块颗粒作为研磨矿介质的效能不够，它们越积越多，便形成“难磨颗粒”(或顽石)。难磨颗粒在磨机中过多地积累会降低自磨效果，最终导致白磨机“涨肚”(即自睹机内物料过饱满)而导致自磨过程破坏。

自磨方式 有干式和湿式两种。干式自密自20世纪50年代开始在工业上应用，中国在60年代初至70年代也相继建了一些干式自缮厂。干式自磨选择性破碎作用较强，产品粒度较均匀(一般为3～0 mm)，处理纤维状、片状物料(如石棉矿、云母矿等)或氧化铝、人造刚玉等磨料较适宜。对于粗、中粒嵌布的磁铁矿采用干式自磨和干式磁选可简化流程。对于干旱、缺水、严寒地区更为适用。用干式自磨处理水分大(大于4％～5％)或含泥多的物料时生产过程受阻碍，需进行热风干燥。干式自磨的风路系统应妥当设计，以避免粉尘飞扬、恶化环境，管道和风机的磨损。干式自磨对物料的要求很严、且风路系统复杂，故除特殊需要外已逐步为湿式自磨所代替。

湿式自磨白70年代初逐渐推广应用。原设想能简化常规碎磨流程、节省投资和生产费用，20多年来的生产实践表明在两种情况下采用湿式自嘈较适宜：第一，矿石水分大、含泥多，可省去破碎工序的洗矿作业；第二，矿石不易生成难磨颗粒，或难磨颗粒适宜作下步砾磨介质。湿式白磨受矿石性质的制约太大，而同一矿床中的矿石性质也不是都相同，因此自磨机产量及产品粒度波动较大；自磨机的作业率低于球磨，单位电耗高于球磨；湿式单段自磨处理能力低，必须后续球磨或砾磨作业才能发挥效能。

给料粒度　自磨介质粒度一般应大于100mm，最大为300～350mm；块度太小作为研磨介质能量不足，太大则易砸坏设备。自磨给料中应有足够多的+100mm大块，尽量少含粒度为一80～20mm的难磨颗粒。湿式自磨由于矿浆的浮升作用且粘性较大，从而大大减弱了自磨介质的碎磨功能，因此湿式自磨机比干式自磨机更易形成顽石累积。消除湿式自磨难磨颗粒的措施主要有：(1)给料前筛除一80+20mm颗粒．将其用破碎机破碎后再给入自磨机，或将其作为砾磨研磨介质使用。(2)自磨机排矿端格子板上开设“砾石窗”，使难磨颗粒从自磨机加速排出，然后用破碎后返回自磨机再处理(或者从自磨排出作为下段砾磨研磨介质)。(3)自磨机中加入少量大钢球以增强对难磨颗粒磨碎的效果，也即改为半自磨。

料位控制 自磨机中料位高低是反映自磨机生产过程是否正常的主要参数。自磨机料位指被磨物料容积占自磨机有效容积的百分数。具体生产中自磨机都有一适宜料位，一般为36％～42％。料位低说明供料不足，这不仅影响自磨处理量，且料层变薄，衬板磨损加剧；料位过高即料层厚，料层的“衬垫作用”加大，从而降低大块矿石的破碎能力，将使自磨效率降低，会加速难磨颗粒的积累，最终导致“涨肚”而破坏自磨过程。因此自磨过程的自动控制是十分必要的，自动控制的核心就是检测和控制适宜料位，以达到处理量高、电耗低和生产平稳的目的。

物料运动形态 自磨机的结构与一般球磨机、棒磨机有很大区别；为了提升大块介质，自磨机衬板上的提升板较高，两提升板的间距也较大，以便于夹持大块矿石防止其在衬板间的滑动，这样可增加提升高度。中国曾对φ1500mm×600mm的干式自磨机内物料的运动形态作过详细研究，并拍摄成系统录像资料。自磨机转速率ψ在65％～90％的范围内，物料在磨机内的运动属于多相混合运动形态。(见图)由图中自磨机简体的横断面可知，磨机内物料运动可分为泻落区、抛落区、肾形蠕动区和空白区四个区域。(1)泻落区。位于内层的大块矿石随简体旋转而上升至一定高度，当其偏转角大于大块矿石的自然安息角时，顺着物料自身形成的斜坡滚下；然后再上升、滚下，如此周而复始，矿块在这种上、下翻滚过程中“磨剥”或“碎解”。(2)抛落区。外层的中等和较小颗粒沿圆弧轨道上升至一定高度后脱离简体，以某一初速度按抛物线轨迹抛落，物料在下落区受强烈冲击、研磨作用。(3)肾形蠕动区。其位置靠近筒体轴心，为抛落和泻落区的过渡带。此区域内物料运动不明显，密矿作用轻微。(4)空白区为物料未到之处，该区域大小与磨机中物料多少及磨机转速有关。

自磨试验 某物料能否采用自磨技术应进行详细试验和技术、经济比较。自磨试验分四个步骤：第一步为邦德球磨功指数试验，根据被磨物料的球峦功指数Ⅳ膪值初步判断该物料能否采用自磨。WIB≤8的矿石软，易碎解，自磨时形成的自磨介质量可能不足；WIB≈8～14者可考虑采用自磨；WIB≥20～25的矿石很硬，自磨处理能力低，易形成难磨颗粒。第二步为介质适应性试验，目的在于判断自磨过程中被磨物料能否形成足够数量的适宜介质。这种试验在特定的介质试验器中进行。美国考帕(Koppei•s)公司的介质试验器规格为φ800mm×250mm；中国北京矿冶研究总院研制的介质试验器规格为φ1800mm×400mm。第三步为半工业试验，目的在于决定自磨的适宜流程和工业生产中可能达到的技术经济指标。半工业试验一般采用简体直径1．8～2．4m的自磨机进行。第四步为工业试验，目的在于最后验证工业生产中采用自磨的可行性及经济效益。