一、球磨機磨礦過程的基本理論
磨礦作業(yè)大部分在裝有許多磨礦介質(zhì)的圓筒內(nèi)進行，由于筒體的不斷旋轉而將磨礦介質(zhì)帶到一定的高度，然后借自重下落，這樣就產(chǎn)生破碎物料所需的沖擊力。同時，由于磨礦介質(zhì)在筒體內(nèi)沿筒體軸心作公轉和自轉，使磨礦介質(zhì)之間與筒體接觸區(qū)間產(chǎn)生壓擠和磨削力，從而使礦石磨碎。磨礦作業(yè)中，加水者稱濕式磨礦，不給水則叫干式磨礦。磨礦作業(yè)多采用硬度及比重較大的鍛鋼(或鑄鋼)制造成圓球和長棒。
二、影響球磨機工作效率的因素
1、原料的性質(zhì)對球磨機效率的影響
原料的組成及物理性質(zhì)對磨礦技術效率的影響很大。例如當?shù)V石中有用礦物粒度較粗，結構松散脆軟時，較易磨碎。而當有用礦物的嵌布粒度變細、結構致密以及硬度較大時，則比較難磨。一般來說粗粒級在粗磨時較容易，產(chǎn)生合格粒度的速度較快，而細磨則較難。因為隨著粒度的減小物料的脆弱面也相應減少，即變得越來越堅固，所以產(chǎn)生合格粒度的速度也就較慢。因此，粗磨的磨礦技術效率要比細磨的高。
國外也有先將硬質(zhì)料與軟質(zhì)料分開單獨球磨，再將料漿按配方要求配比混合的工藝，不過這種工藝也有其不足之處，會出現(xiàn)原料混合不勻的現(xiàn)象。
2、物料與水的比例對球磨機效率的影響
料水比太大則料漿過于黏稠，黏稠的料漿對研磨介質(zhì)有滯留作用，使其轉動速度減慢，球磨效率降低。料水比太小則料漿過于稀薄，會導致研磨介質(zhì)的直接撞擊，加大了研磨體的耗損。
通常對于含可塑性原料多的物料，料水比的值小些；對于瘠性原料較多的物料，料水比的值大些。
3、轉速與內(nèi)襯對球磨機效率的影響
球磨機內(nèi)的研磨介質(zhì)與物料按球磨機轉速的不同，可以分為以下三種運動狀態(tài)：瀉落式運動；拋落式運動；離心式運動。球磨機正常的工作狀態(tài)為拋落式或瀉落式運動。通過實踐觀察，越是靠近球磨機筒體，研磨介質(zhì)的量越多，充分發(fā)揮zui外層對物料的粉碎作用，才能使球磨機的效率zui大。由理論計算得知，當zui外層研磨介質(zhì)的脫離角為54.73°時，可以使zui外層獲得zui大的降落高度，對物料以zui有效的粉碎。從實際操作中發(fā)現(xiàn)，當球磨機的工作轉速調(diào)整到臨界轉速的0.75-0.85時，可以使研磨介質(zhì)處于較高的降落高度。
3.1合理控制球磨機轉速與填充率關系，可以提高球磨機處理能力球磨機處理能力與球磨機轉速成正比，但提高轉速以后應相應降低球荷充填率(球荷容量與球磨機有效容量之比)，否則對提高處理量不利。試驗表明，其它條件不變，臨界轉速大小主要取決于球的充填率。充填率愈大，臨界轉速愈小。在同一轉速下，球荷充填率逾高，但以低于40%為宜，當球荷充填率小于25%時，在技術、經(jīng)濟上是不合理的。球的充填率大時，球數(shù)增加，從而增加了磨礦作用，這是提高充填率的有利的一面，但由于前面所述，球磨機zui適宜轉速與球充填率有關，充填率提高，球磨機離心轉速想要降低，這對磨礦作用是不利的一面，當充填率增加時，球磨機裝礦的有效容積減小，也相應降低生產(chǎn)能力。實驗證明：當球磨機轉速率為80%時，其球荷充填率與動力消耗成正比。一般工業(yè)上轉速率及充填率在下面范圍內(nèi)較合適：轉速率：K=76%—90%；球充填率：Φ=35% ~48%。W=(π/) D·L·δ·Φ 式中：W-裝球量，t；D-球磨機直徑，m；L-球磨機長度， m；Φ-球磨機充填率；δ-鋼球視比重，取值4.8。
3.2磨礦介質(zhì)的影響
鋼球是球磨機的主要磨礦介質(zhì)，鋼球的比重尺寸大，其沖擊作用亦大。鋼球的耐磨性好，硬度大則磨削力強，對處理硬度大、結構致密的難磨礦石應多加比重大、尺寸大的鋼球。但為了有效地磨削細粒礦石，增加單位時間內(nèi)的打擊次數(shù)，則要求增加較多的小球。鋼球的比重、硬度、成份與韌性是鋼球的主要技術指標，按標準要求，鍛鋼球、軋鋼球比重為7.8，鑄鋼球、鑄鐵球比重7.5如砂眼較多可降至7.1以下。鐵球雖含C高，但硬度達不到要求，砂眼空心較多，比重小破碎現(xiàn)象較嚴重。鋼球質(zhì)量下降，磨礦*下降，鋼球單耗卻上升。因而，選用硬度高、韌性較好的鍛鋼、鑄鋼球較適宜。
3.2.1鋼球尺寸的確定
鋼球尺寸取決于球的比重、球磨機中礦石的粒度組成，要求的產(chǎn)品粒度和礦石的物理性質(zhì)等因素根據(jù)一般的經(jīng)驗，礦快愈大、礦石愈硬，裝入的球徑就應大些。但充填率一定時，裝入的大球愈多，則單位時間內(nèi)總沖擊的次數(shù)減少，磨礦作用相應小些。當給礦粒度較小，要求產(chǎn)品較細時，應適當增加小球。
可按下面的公式計算球徑大?。篋=id^n 式中：D-鋼球直徑， mm；d-給礦粒度，mm；i\n-常數(shù)，主要與礦石性質(zhì)有關?？筛鶕?jù)經(jīng)驗確定對zui大給礦粒度dzui大和zui小給礦李大dzui小相應的zui適宜的裝球尺寸，然后球常數(shù)n及i。
3.2.2鋼球比例的確定
在計算適宜的球徑與相應給礦粒度關系之后，應根據(jù)球磨機總給礦(新給礦+返礦)粒度特性決定合理裝球——即鋼球的配比問題。其步驟為：(1)測定返砂比，并對返砂和球磨機給礦進行篩析。根據(jù)篩析結果計算球磨機總給礦粒度特性繪制曲線。(2)根據(jù)總給礦粒度特性曲線和適宜球徑——給礦粒度關系，算出應加入的不同尺寸鋼球比例。(3)根據(jù)總加球量和各種球的比例，計算應加入的各級別球中。
3.2.3合理補球
球磨機中鋼球在運轉過程中不斷磨損，為了保持球荷充填率和球的合理配比，保持球磨機的穩(wěn)定操作，必須進行合理補球，抵償磨損。合理補球是提高磨礦效率的關鍵問題之一。根據(jù)球磨機實際情況，定期檢查球荷組成，積累數(shù)據(jù)，不斷修正補球比例zui后達到穩(wěn)定球荷配比和合理補球目的。一般補球時只補大球，不補小球，因為小球可由大球磨損得到。
三、結論
綜上所述，選擇球磨機*轉動速度、填充率及鋼球，真是細致地繪制礦粒度特性曲線，從而確定適宜的鋼球尺寸、鋼球比例，并在生產(chǎn)中逐步掌握補球規(guī)律，是提高球磨機工作效率的有效途徑。
