磨礦設備和技術的發展以節省磨礦能耗和鋼耗為重點，研制新型的高效率、低能耗的磨礦設備，改進磨礦機的簡體襯板材料和結構形狀：改進磨礦介質的形狀和材質；改善磨礦機傳動方式；磨礦機組的自動控制等。旨在保證磨礦產品細度的條件下，以提高磨礦機生產率和磨礦效率，降低磨礦能耗、鋼耗和生產成本。下面對磨礦設備的發展情況作簡單介紹。

 

為了滿足于大型選礦廠建設的需要，對磨礦機規格的大型化問題，一度受到重視。通過大型球磨機的實踐研究，一般認為，大型球磨機比小型球磨機有一定的優越性。如占地面積小，生產率較高，以及處理單位礦石的成本低等。但美國專家羅蘭通過對φ6.1mx8.5m和φ5.1mx5.7m球磨機的對比試驗得出：球磨機直徑超過φ5.1m，經濟技術指標不佳。不但出現了極限處理能力，而且能耗增高，襯板磨損失效加快。他建議，球磨機直徑不要超過5m。俄羅斯學者通過對于鐵礦濕式磨礦機的計算得出，為了防止磨礦機出現無效的負荷運行，球磨機直徑不得超過φ5.5-6.0m，自磨機直徑不得超過φ9.5-14.0m迄今生產中一臺巨型球磨機為φ6.5mx9.65m，功率為8100kW，是挪威學者狄格律為本國的基爾克尼斯鐵礦設計的，處理能力高達1000t/h。相當于原有的φ3.25mx6.45m球磨機三臺，該磨礦機采用環形馬達直接傳動，其襯板和鋼球消耗以及單位能耗比普通球磨機低15％左右。

 

研制合理的襯板形式和耐磨材料對于提高磨礦機產量、降低消耗有重要意義，近年來很受人們重視。

A 橡膠襯板

橡膠襯板是一種抗腐蝕，耐磨損的非金屬材料襯板。廣泛用于選礦、水泥和化工等部門的濕式磨礦機中。目前，世界上已有60多個國家，在各種不同類型和規格的濕式磨礦機中使用橡膠襯板。我國巳生產制造直徑為φ1.2-3.6m磨礦機的成套橡膠襯板。橡膠襯板具有下列優點：(1)耐磨損。由于橡膠的彈性高，在承受鋼球沖擊時可以變形，使受力較小，對于軟物料，橡膠襯板的壽命比錳鋼襯板高2—3倍。(2)抗腐蝕。鋼襯板能被酸性礦漿所腐蝕，但橡膠襯板對酸性或堿性介質等在一定溫度下都不敏感。(3)質量輕。約比錳鋼材板輕85％，拆裝及維修方便。例如安裝橡膠襯板的時間只需安裝錳鋼襯板的1/3-1/4。(4)單位能耗降低10％-15％；單位容積產量提高5％-10％，但在粗磨礦時，此優勢不明顯。(5)噪聲小．可降低10-15dB。

B 復合襯板

在美國亞利桑那州曾在大規格磨礦機上實驗復合材料襯板，其兩波峰間距、波峰高度、波谷半徑對提高磨礦效果和降低磨耗速率起很重要作用。但在生產中波峰易磨耗，磨耗后上述曲面就不能保持，因此波峰可采用較耐磨的材料制成，這樣在連續工作條件下可保持襯板曲面形狀不變，殘留體最少。橡膠襯板在粗磨機中磨損是較快的，但如果以耐磨性較高的合金鋼和鐵制成波峰壓入到橡膠中去構成復合襯板就很好。試驗證明，這種襯板磨礦效率可增加5％，與鉻、銅合金襯板比較，經濟效果明顯。

C 角螺旋襯板

角螺旋襯板是一種新型的磨礦機節能增產襯板。它通過改變襯板整體結構形狀來改變磨礦礦介質在筒體中的運動規律。角螺旋襯板是在普通圓筒型磨礦機的筒體內增加方形襯墊，使之成為四方形斷面，其四角仍為圓弧形，圓弧半徑為只，見圖6-27，方形斷面直邊距離為D，當R／D比值為0.3-0.33時，磨礦效果比較好。村板斷面形狀為普通的雙波浪形，從進料端開始，襯板第一圖為平行于軸線的平襯板，每兩因為一節，第二節與第一節鍺開一定角度α(錯位角)，一般為15°-45°，以后依次順序錯開排列直至磨機的排料端．由四個團角使磨礦機內部形成一個四頭斷續內螺旋筒，內螺旋方向與磨礦機轉動方向相反。

由于襯板的錯置安裝，每一節襯板形成一個獨立的圓角方形單元體，沿磨礦機長度方向每一單元體內的提升、拋落不同步，鋼球被順序提升，即在同一時間內只有部分鋼球提升，從而降低了磨礦負荷的不對稱性，電機的功率消耗大為減少，噪聲也隨之下降。

由于襯板的螺旋作用，使磨礦機內的介質既有圓周運動，又有袖向運動，同時襯板的弧形角和直線段的相互交替，使磨礦機內鋼球和物料均勻混合和強烈翻動，增強了介質在整個料荷內的相對運動，加強了介質對物料的沖擊研磨強度和剪切作用。物料從進料端向排料端旋轉前進，在螺旋的推動下，小球向排料端移動．而出于球面高差的作用，使較多聚集在內層的大球流向進料端，從而得到了介質沿軸向的自然分級，有利于在進料端對給料中粗粒級物料的磨碎。

角螺旋襯板與圓形斷面襯板比較有以下優點：(1)單位產量電耗下降l0％-20％；(2)磨礦機臺時產旦可提高15％-25％；(3)單位產量球耗可降低15％-20％；(4)運行平穩，延長了傳動裝置的使用壽命；(5)減少產品中的過粉碎現象，尤其在開路磨礦中更為顯著；(6)噪聲小，一般使磨礦機噪聲下降4-5dB。但是，出于安裝角螺旋襯板，磨礦機的有效容積減小11％-15％，充填率不超過30％。

D 磁性襯板

磁性襯板的特點是在橡膠襯板內部裝有永磁體。利用碎裂的廢鋼球和鐵磁性礦料，在橡膠襯板上形成抗磨的保護層：磨礦過程中，磁性保護層一邊被磨掉，一邊又重新形成，幾乎成為磨礦機的好的襯板。

目前，國外一些選礦廠的球磨機裝有這種磁性襯板，主要用于二段球磨機、礫磨機。將這種襯板用于φ5.9mx7.7m礫磨機中，使用5000h后，仍無明顯的磨損，可以節電11.4％和襯板消耗質量不到鋼襯板質量的一半，襯板厚度比合金襯板薄，一般厚度為36mm；用于礫磨機磨礦時，礫石消耗量降低30％；我國長沙礦冶研究院與邯鄲煉鐵廠合作，在該廠φ1.5mx3m球磨機上作長期試驗，所用磁塊為效鐵硼永久磁鐵．采用金屬護板，處理磁鐵礦生產實踐表明與一船錳鋼相比，其耐磨性提高15倍，處理每噸礦石襯板節省30％，鋼球節省22.8％，按-200目生產羹計產量提高10％，電耗省所下降。另外，這種磁性襯板還可以用于非磁性礦料和一段球磨機及半自磨機的簡體襯板，仍能形成耐磨的礦層保護層。礦層磁性襯板的價掐比硬錦襯板員80％。但是，這種襯板壽命很長，是一種有發展前途的磨礦機新型襯板。

 

磨礦介質費用是選礦生產成本當中費用比較高的，因此，很好地選擇鋼球(棒)的形狀和材質，提高耐磨性能就非常重要。

在鋼球材質方面，我國使用的大鋼球多為鍛造的，有高碳鍛鋼球，熱軋高碳低合金鋼球等，小鋼球為鍛造或鑄造的，有高碳鋼球、稀土鎂中錳鑄鐵球等。近年來，高鉻鑄鐵鋼球的應用得到新的發展，高鉻(一般為Crll％-30％)鑄鐵不僅硬度高，而且抗腐蝕能力強，表現出較高的耐磨性能，這種鋼球使用6個月后的質量僅減少3％。單位球耗由鍛鋼球的1.65kg/t，降為0.491kg/t。另據報道，為了改善棒磨機的鋼棒的耐磨性能，加拿大研制了一種馬氏休鑄鐵合金棒，工業試驗結果表明，這種鋼棒用于處理鐵礦石時，單位棒耗降低14.6％，單位能耗節省8.5％，與高鉻鑄鐵鋼棒和鍛鋼棒相比，磨礦機單位成本分別降低18％和24％。另外，在濕磨過程中，采用防腐劑減少磨礦介質的腐蝕磨損，提高鋼球使用壽命方面有了新的進展。

磨礦介質形狀的合理選擇也直接影響磨礦效果，近年來，國內外在這方面做了不少工作。例如東北大學通過對不同形狀介質(球、柱、柱球)磨礦效果的對比試驗，說明當磨礦產品粒度大于0.5mm時，鋼校(長度和直徑相等的圓柱體)、校球介質優于鋼球介質；當磨礦產品粒度(以細粒累積含量計)d80小于或等于0.074mm時，采用普通鈉球磨礦機產量較高，但使用桂球介質時，磨礦產品過粉碎較輕。首鋼研制的兩種新型磨礦介質——A、B型棒球介質工業試驗表明，磨礦效率提高7.63％-9.77％，降低球耗6.49％-10％，每噸原礦節電1.23kw·h。可見．磨礦介質的材質、形狀對磨礦的技術經濟指標影響較大。據有關資料介紹：適合我國大球的材質是熱軋高碳(含碳量0.8％-1.0％)低合金鋼、高碳鍛鋼以及中高碳熱處理鋼；適合小球的材質是高碳熱輪鋼(含碳量0.70％-0.95％)、稀土鎂中錳球墨鑄鐵和中錳釩欽馬氏體白口鑄鐵。

 

環形馬達直接傳動，這是近幾年來在大型磨機上應用的新型的傳動方式．即電動機轉子安裝在球磨機簡體上，電動機是超低速同步電動機，其轉速等于球磨機的轉速。定于套在筒體的轉子上．因而筒體本身就起著轉子的作用，無需大小齒輪減速的嚙合傳動。這種無齒輪的傳動裝置，能夠在一定范圍內，根據礦石性質變化的需求而隨時改變磨機轉速。

值得注意的趨向是，無齒輪傳動裝置不僅在大型管磨機上應用，近來已經用于金屈礦選礦廠的大型球磨機，處理金屬礦石的磨礦效果亦很好：這種傳動方式的優點是，磨礦機轉速可調整，結構緊湊．但是磨礦機功率小于6000kw時，采用環形電動機直接傳動裝置很不經濟，造價過高。

 

磨礦機組的自動控制不僅是節省勞動力的問題，更重要的是穩定操作，把作業條件控制在一定的水平，以達到提高產量，降低消耗的目的；特別是自磨機及半自磨機，由于磨機內的料位或介質負荷變化快，因此必須安裝自動控制系統，以保證磨礦機的高效率、低消耗。

據國外報，道磨礦回路自動控制可提高產量2.5％-10％，處理一噸礦石可節省電能0.4-1.4kw·h；我國一些選礦廠的磨礦分級自動控制經驗表明，采用自動控制系統時，磨礦操作的各項指標的波動范圍均比人工操作小。

由于影響磨礦孜率的因素很多，特別是礦石性質的多變，因此，到現在為止，還沒有把這些因素統一起來而制定出統一的數學模型在生產中應用。一般是根據具體礦石和條件，經過試驗得出適宜的操作范圍，在生產中控制磨機在此范圍內運轉。國內外磨礦回路自動控制成功的經驗是采用專家系統，最近來用模糊邏輯控制。

磨礦作業的自動控制系統調常進行測定或控制的主要參數是：(1)功率。與磨礦機的轉速率、礦漿濃度、磨礦介質充填率、襯板狀態等有關。自磨機的負荷變化可采用功率信號或軸壓信號反映。(2)聲音。聲音強度與介質運動狀態和球料比有關，它可表示磨礦機負荷大小。測定時需要將某些無關的聲音濾掉。(3)新給礦量。在給礦皮帶上安置傳感器(電子秤或核子秤)，傳遞和記錄負荷質量，并用米控制磨辦礬磨礦加水量。(4)水力旋流器的料漿泵池的液位。該液面的高低可表示閉路磨礦的循環負荷的大小，并用來控制砂泵的流量。液位可用超聲波、原子吸收、壓差及浸入料漿的吹泡管的壓力等方法測出。(5)礦漿流量。可用礦漿流量計測定。通過礦漿容重和體積流量計算而測出礦漿的質量流量，用以控制浮選藥劑添加量和計算磨礦系統的質量平衡表。體積流量用磁性流量計測出。(6)pH值。用標準電極測量，礦漿的pH值對金屬氫氧化物形成膠體顆粒產生影響．而膠體顆粒的數量又影響礦漿濃度和分組作業。(7)給水量。影響磨礦濃度和磨礦效率。(8)礦漿濃度。用濃度計測定。(9)磨礦產品粒度。用坡度傳感據測定。

選礦廠磨礦分級過程自動控制可分為定值控制和員優化控制兩種方式。選用時必須充分研究原礦性質、工藝流程、設備配置及生產指標的具體情況，確定合適方案。