磨碎

磨碎作業(yè)通常是在一個旋轉(zhuǎn)的圓筒形的磨礦機中進行的。磨礦機的種類很多， 但是不管用那一種磨礦機進行磨礦，在磨礦過程中，它們的作用原理基本上是一致的，都是利用介質(zhì)（或礦石本身）對礦石進行沖擊和研磨。

磨礦機產(chǎn)量的高低，產(chǎn)品質(zhì)量的好壞、動力及金屬材料消耗的多少，當原礦性質(zhì)及操作條件不變時，主要取決于介質(zhì)在磨礦機中的運動形態(tài)。下面以球磨機為例，說明介質(zhì)（球）在筒體內(nèi)的運動情況。

按照筒體轉(zhuǎn)速的高低，介質(zhì)的運動基本上可分為三種形態(tài)。

1、低轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)

簡體轉(zhuǎn)速不高， 球被帶到較小的高度。磨機中所有球荷向簡體旋轉(zhuǎn)方向偏轉(zhuǎn)一定角度，并維持這種狀況。球按圓軌道隨筒體上升到一定高度后，沿球荷表面以初速度等于零離開筒體向下“瀉落”。在這種情況下，球荷下落至底部時沖擊作用較小，主要是球荷間的互相滾動、摩擦。因之在這種運動形態(tài)時，主導磨礦作用的是研磨，其次為沖擊。

2、高轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)

筒體轉(zhuǎn)速較高，球荷被提升的高度較高。在這種情況下球荷隨筒體沿圓軌道上升到一定高度后，絕大多數(shù)（特別是外層）以一定的初速度離開筒體，并沿拋物線軌道向下“拋落”。此種狀態(tài)下，球荷下落到底部時沖擊作用較強，主導的磨礦作用為沖擊，其次為研磨。

3、離心運轉(zhuǎn)

筒體轉(zhuǎn)速提高到其極限值時，所有球荷繞簡體旋轉(zhuǎn)不再下落，此稱離心運轉(zhuǎn)，此時筒體的轉(zhuǎn)速稱離心轉(zhuǎn)速。球荷在離心運轉(zhuǎn)時將失去磨礦作用，故磨機應在低于離心轉(zhuǎn)速條件下工作。

磨礦過程中球荷的沖擊力和研磨力是同時存在的。當球提升高度大時，下落時沖擊力也大，此時研磨作用居于次要地位。當球提升高度低時，下落時沖擊力較小，而研磨作用居第一位。球提升的高度取決于簡體的轉(zhuǎn)速和介質(zhì)與筒體間相對滑動的大小。后者又取決于球的裝入量及襯板的型式（光滑的或非光滑的）。

經(jīng)驗證明，磨機中球荷愈多，則正壓力愈大，球荷與襯板間滑動愈小，當磨機中介質(zhì)充填率為40~45%以上時，滑動大大降低，如采用非光滑襯板，此時滑動可忽略不計，分析問題時可以僅考慮筒體的轉(zhuǎn)速及介質(zhì)在內(nèi)外層的位置的不同對沖擊、研磨作用的影響。

磨碎和破碎同屬選別前物料的粒度準備作業(yè)。但就施加外力于礦塊的方式而言，兩者是不同的，機械破碎通常是由電能產(chǎn)生機械運動，運動著的機械直接將力施加于礦石，從而將礦石破碎，而磨曠則是通過介質(zhì)間接的將外力傳遞于礦石。

在目前技術(shù)條件下，采用磨碎的方法是實現(xiàn)有用礦物單體解離的有效方法。磨礦作業(yè)工作的好壞，直接影響選別的效果。單體解離度不足或產(chǎn)物破碎率高，不僅會影響選礦的回收率，而且會造成巨大的經(jīng)濟損失。

磨碎是選礦廠中消耗動力最多的作業(yè)，一般占整個選礦廠電能消耗的45~65%。同時磨碎又是消耗金屬量很大的作業(yè)。據(jù)統(tǒng)計，每磨碎一噸礦石，磨碎介質(zhì)和磨機襯板的總消耗量為0.4~3.0公斤。此外，加上磨碎作業(yè)設備的維護修理費用較高，所以在整個原生礦選礦成本中，磨碎費用占很大的比例。

對顆粒加以剪切力，使其在摩擦中進行破碎和粉碎，這種方法稱為磨碎。由于對顆粒有壓縮應力和剪切應力，所以顆粒的抗壓強度變小。因此，可利用磨碎有效她進行破碎，圓錐破碎機和輥式破碎機的破碎機理就有磨碎作用。即使在細粉碎領域內(nèi)，也可利用這種磨碎作用提高粉碎效率。如用輪碾機粉碎時，由于在輥子的壓縮作用上加之輥子和磨盤之間的碾碎作用，使磨碎作用產(chǎn)生效果，進行了細粉磨。球磨機粉磨時，也是利用由于小直徑的球的低回轉(zhuǎn)效加強了磨碎作用。而這對細粉磨極為有效。

然而實際上，在沖擊式超細粉磨機、膠體磨以及行星式磨機中，沖擊作用和磨碎作用怎樣同時產(chǎn)生作用還不太明確。據(jù)推測這種磨碎作用，對一個顆粒的破碎，在能量效率方面極佳，特別在粉體層的剪切作用上效率也非常高。然而在粉碎處理量和粉碎速度方面沒有什么太大的作用。為此，應用范圍偏向于小規(guī)模的粉碎，有待今后研究、改進的地方仍很多。

高速磨碎機，典型的稱為錘式磨碎機。從條篩接受篩余物質(zhì)。通過該裝置的物質(zhì)被高速旋轉(zhuǎn)組件切割，并進一步磨碎。切割或刀片迫使篩余物通過包封旋轉(zhuǎn)組件的固定網(wǎng)格或百葉。通常用洗滌水保持裝置的清潔，并將固體物料送問廢水中去。磨碎機的排料口可位于條篩的上游或下游。

粉碎和破碎裝置之前可設置沉砂池，其目的在于延長設備的壽命，減少切割表面的磨損。粉碎機應安裝旁路，這樣在流量超過粉碎機生產(chǎn)能力，或者在斷電和機械故障時亦可使用人操作的條篩。同樣要考慮閘門和通道排水的措施．以便于維修。通過粉碎機的水頭損失通常為0.1~0.3 m，在大裝置中最大流速可以達到0.9m/s。

安裝在沉砂池前的粉碎機或破碎機，叨割齒經(jīng)常受到較大的磨損。需要經(jīng)常的磨尖或更換-在篩網(wǎng)裝置前安裝切割機構(gòu)的系統(tǒng)。應在粉碎機上游的通道中安裝截石阱，以便收集可能卡塞切削刀片的固體 由于這類裝置都是定型產(chǎn)品，無需詳細設計。從這類裝置的生產(chǎn)廠家提供的數(shù)據(jù)和額定性能表中可以查出推薦的通道尺寸、能力范圍、水頭損失、上游和下游的淹沒深度以及功率要求。由于廠家的額定能力通常立足于清水，考慮到篩網(wǎng)會被部分堵塞，額定能力應降低約80%。

在磨礦機中，磨碎介質(zhì)被提升的高度和下落的軌跡與筒體轉(zhuǎn)速、介質(zhì)數(shù)量及襯板型式有關(guān)。一般情況下，按磨礦機筒體轉(zhuǎn)速由低到高，可將介質(zhì)運動狀態(tài)分為三種 ：

(1）瀉落狀態(tài)。磨機在低速運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生瀉落式運動狀態(tài)，物料主要靠介質(zhì)相互滑動時產(chǎn)生壓碎和研磨作用而粉碎。棒磨機和管磨機一般在這種運動狀態(tài)下工作。

(2)拋落狀態(tài)。磨機在較高速度運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生拋落式運動狀態(tài)，此時磨碎過程以沖擊為主，研磨次之。球磨機一般在這種運動狀態(tài)下工作。

(3)離心狀態(tài)。當筒體轉(zhuǎn)速提高到某極限值時，即達到或超過臨界轉(zhuǎn)速時，所有介質(zhì)都隨筒體轉(zhuǎn)動而不會下落，此時便稱為介質(zhì)的離心運動狀態(tài)。在離心狀態(tài)下，一般就不產(chǎn)生磨碎作用。因此，普通磨機在這種狀態(tài)下工作。

煤被磨碎成煤粉的難易程度取決于煤本身的結(jié)構(gòu)，由于煤本身的結(jié)構(gòu)特性不同，各種煤的機械強度、脆性有很大的區(qū)別，因此其可磨性就不同，一般用可磨性指數(shù)表示煤被磨成煤粉的難易程度，其意義代表在一特制設備上，將煤磨成煤粉的相對難易程度。電廠實踐證明，隨著煤中水分的增加，煤的可磨性指數(shù)降低，磨煤出力減少。