磨礦設(shè)備和技術(shù)的發(fā)展以節(jié)省磨礦能耗和鋼耗為重點(diǎn)，研制新型的高效率、低能耗的磨礦設(shè)備，改進(jìn)磨礦機(jī)的簡(jiǎn)體襯板材料和結(jié)構(gòu)形狀：改進(jìn)磨礦介質(zhì)的形狀和材質(zhì)；改善磨礦機(jī)傳動(dòng)方式；磨礦機(jī)組的自動(dòng)控制等。旨在保證磨礦產(chǎn)品細(xì)度的條件下，以提高磨礦機(jī)生產(chǎn)率和磨礦效率，降低磨礦能耗、鋼耗和生產(chǎn)成本。下面對(duì)磨礦設(shè)備的發(fā)展情況作簡(jiǎn)單介紹。

為了滿足于大型選礦廠建設(shè)的需要，對(duì)磨礦機(jī)規(guī)格的大型化問(wèn)題，一度受到重視。通過(guò)大型球磨機(jī)的實(shí)踐研究，一般認(rèn)為，大型球磨機(jī)比小型球磨機(jī)有一定的優(yōu)越性。如占地面積小，生產(chǎn)率較高，以及處理單位礦石的成本低等。但美國(guó)專家羅蘭通過(guò)對(duì)φ6.1mx8.5m和φ5.1mx5.7m球磨機(jī)的對(duì)比試驗(yàn)得出：球磨機(jī)直徑超過(guò)φ5.1m，經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)不佳。不但出現(xiàn)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(jī)直徑不要超過(guò)5m。俄羅斯學(xué)者通過(guò)對(duì)于鐵礦濕式磨礦機(jī)的計(jì)算得出，為了防止磨礦機(jī)出現(xiàn)無(wú)效的負(fù)荷運(yùn)行，球磨機(jī)直徑不得超過(guò)φ5.5-6.0m，自磨機(jī)直徑不得超過(guò)φ9.5-14.0m迄今生產(chǎn)中一臺(tái)巨型球磨機(jī)為φ6.5mx9.65m，功率為8100kW，是挪威學(xué)者狄格律為本國(guó)的基爾克尼斯鐵礦設(shè)計(jì)的，處理能力高達(dá)1000t/h。相當(dāng)于原有的φ3.25mx6.45m球磨機(jī)三臺(tái)，該磨礦機(jī)采用環(huán)形馬達(dá)直接傳動(dòng)，其襯板和鋼球消耗以及單位能耗比普通球磨機(jī)低15％左右。

研制合理的襯板形式和耐磨材料對(duì)于提高磨礦機(jī)產(chǎn)量、降低消耗有重要意義，近年來(lái)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(mén)的濕式磨礦機(jī)中。目前，世界上已有60多個(gè)國(guó)家，在各種不同類型和規(guī)格的濕式磨礦機(jī)中使用橡膠襯板。我國(guó)巳生產(chǎn)制造直徑為φ1.2-3.6m磨礦機(jī)的成套橡膠襯板。橡膠襯板具有下列優(yōu)點(diǎn)：(1)耐磨損。由于橡膠的彈性高，在承受鋼球沖擊時(shí)可以變形，使受力較小，對(duì)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(duì)酸性或堿性介質(zhì)等在一定溫度下都不敏感。(3)質(zhì)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(shí)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(chǎn)量提高5％-10％，但在粗磨礦時(shí)，此優(yōu)勢(shì)不明顯。(5)噪聲�。�可降低10-15dB。

B 復(fù)合襯板

在美國(guó)亞利桑那州曾在大規(guī)格磨礦機(jī)上實(shí)驗(yàn)復(fù)合材料襯板，其兩波峰間距、波峰高度、波谷半徑對(duì)提高磨礦效果和降低磨耗速率起很重要作用。但在生產(chǎn)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(xù)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(jī)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(gòu)成復(fù)合襯板就很好。試驗(yàn)證明，這種襯板磨礦效率可增加5％，與鉻、銅合金襯板比較，經(jīng)濟(jì)效果明顯。

C 角螺旋襯板

角螺旋襯板是一種新型的磨礦機(jī)節(jié)能增產(chǎn)襯板。它通過(guò)改變襯板整體結(jié)構(gòu)形狀來(lái)改變磨礦礦介質(zhì)在筒體中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。角螺旋襯板是在普通圓筒型磨礦機(jī)的筒體內(nèi)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(jiàn)圖6-27，方形斷面直邊距離為D，當(dāng)R／D比值為0.3-0.33時(shí)，磨礦效果比較好。村板斷面形狀為普通的雙波浪形，從進(jìn)料端開(kāi)始，襯板第一圖為平行于軸線的平襯板，每?jī)梢驗(yàn)橐还?jié)，第二節(jié)與第一節(jié)鍺開(kāi)一定角度α(錯(cuò)位角)，一般為15°-45°，以后依次順序錯(cuò)開(kāi)排列直至磨機(jī)的排料端．由四個(gè)團(tuán)角使磨礦機(jī)內(nèi)部形成一個(gè)四頭斷續(xù)內(nèi)螺旋筒，內(nèi)螺旋方向與磨礦機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反。

由于襯板的錯(cuò)置安裝，每一節(jié)襯板形成一個(gè)獨(dú)立的圓角方形單元體，沿磨礦機(jī)長(zhǎng)度方向每一單元體內(nèi)的提升、拋落不同步，鋼球被順序提升，即在同一時(shí)間內(nèi)只有部分鋼球提升，從而降低了磨礦負(fù)荷的不對(duì)稱性，電機(jī)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(jī)內(nèi)的介質(zhì)既有圓周運(yùn)動(dòng)，又有袖向運(yùn)動(dòng)，同時(shí)襯板的弧形角和直線段的相互交替，使磨礦機(jī)內(nèi)鋼球和物料均勻混合和強(qiáng)烈翻動(dòng)，增強(qiáng)了介質(zhì)在整個(gè)料荷內(nèi)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，加強(qiáng)了介質(zhì)對(duì)物料的沖擊研磨強(qiáng)度和剪切作用。物料從進(jìn)料端向排料端旋轉(zhuǎn)前進(jìn)，在螺旋的推動(dòng)下，小球向排料端移動(dòng)．而出于球面高差的作用，使較多聚集在內(nèi)層的大球流向進(jìn)料端，從而得到了介質(zhì)沿軸向的自然分級(jí)，有利于在進(jìn)料端對(duì)給料中粗粒級(jí)物料的磨碎。

角螺旋襯板與圓形斷面襯板比較有以下優(yōu)點(diǎn)：(1)單位產(chǎn)量電耗下降l0％-20％；(2)磨礦機(jī)臺(tái)時(shí)產(chǎn)旦可提高15％-25％；(3)單位產(chǎn)量球耗可降低15％-20％；(4)運(yùn)行平穩(wěn)，延長(zhǎng)了傳動(dòng)裝置的使用壽命；(5)減少產(chǎn)品中的過(guò)粉碎現(xiàn)象，尤其在開(kāi)路磨礦中更為顯著；(6)噪聲小，一般使磨礦機(jī)噪聲下降4-5dB。但是，出于安裝角螺旋襯板，磨礦機(jī)的有效容積減小11％-15％，充填率不超過(guò)30％。

D 磁性襯板

磁性襯板的特點(diǎn)是在橡膠襯板內(nèi)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(hù)層：磨礦過(guò)程中，磁性保護(hù)層一邊被磨掉，一邊又重新形成，幾乎成為磨礦機(jī)的好的襯板。

目前，國(guó)外一些選礦廠的球磨機(jī)裝有這種磁性襯板，主要用于二段球磨機(jī)、礫磨機(jī)。將這種襯板用于φ5.9mx7.7m礫磨機(jī)中，使用5000h后，仍無(wú)明顯的磨損，可以節(jié)電11.4％和襯板消耗質(zhì)量不到鋼襯板質(zhì)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(jī)磨礦時(shí)，礫石消耗量降低30％；我國(guó)長(zhǎng)沙礦冶研究院與邯鄲煉鐵廠合作，在該廠φ1.5mx3m球磨機(jī)上作長(zhǎng)期試驗(yàn)，所用磁塊為效鐵硼永久磁鐵．采用金屬護(hù)板，處理磁鐵礦生產(chǎn)實(shí)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(jié)省30％，鋼球節(jié)省22.8％，按-200目生產(chǎn)羹計(jì)產(chǎn)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(jī)及半自磨機(jī)的簡(jiǎn)體襯板，仍能形成耐磨的礦層保護(hù)層。礦層磁性襯板的價(jià)掐比硬錦襯板員80％。但是，這種襯板壽命很長(zhǎng)，是一種有發(fā)展前途的磨礦機(jī)新型襯板。

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

在鋼球材質(zhì)方面，我國(guó)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?yàn)殄懺旎蜩T造的，有高碳鋼球、稀土鎂中錳鑄鐵球等。近年來(lái)，高鉻鑄鐵鋼球的應(yīng)用得到新的發(fā)展，高鉻(一般為Crll％-30％)鑄鐵不僅硬度高，而且抗腐蝕能力強(qiáng)，表現(xiàn)出較高的耐磨性能，這種鋼球使用6個(gè)月后的質(zhì)量?jī)H減少3％。單位球耗由鍛鋼球的1.65kg/t，降為0.491kg/t。另?yè)?jù)報(bào)道，為了改善棒磨機(jī)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(yè)試驗(yàn)結(jié)果表明，這種鋼棒用于處理鐵礦石時(shí)，單位棒耗降低14.6％，單位能耗節(jié)省8.5％，與高鉻鑄鐵鋼棒和鍛鋼棒相比，磨礦機(jī)單位成本分別降低18％和24％。另外，在濕磨過(guò)程中，采用防腐劑減少磨礦介質(zhì)的腐蝕磨損，提高鋼球使用壽命方面有了新的進(jìn)展。

磨礦介質(zhì)形狀的合理選擇也直接影響磨礦效果，近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外在這方面做了不少工作。例如東北大學(xué)通過(guò)對(duì)不同形狀介質(zhì)(球、柱、柱球)磨礦效果的對(duì)比試驗(yàn)，說(shuō)明當(dāng)磨礦產(chǎn)品粒度大于0.5mm時(shí)，鋼校(長(zhǎng)度和直徑相等的圓柱體)、校球介質(zhì)優(yōu)于鋼球介質(zhì)；當(dāng)磨礦產(chǎn)品粒度(以細(xì)粒累積含量計(jì))d80小于或等于0.074mm時(shí)，采用普通鈉球磨礦機(jī)產(chǎn)量較高，但使用桂球介質(zhì)時(shí)，磨礦產(chǎn)品過(guò)粉碎較輕。首鋼研制的兩種新型磨礦介質(zhì)——A、B型棒球介質(zhì)工業(yè)試驗(yàn)表明，磨礦效率提高7.63％-9.77％，降低球耗6.49％-10％，每噸原礦節(jié)電1.23kw·h�？梢�(jiàn)．磨礦介質(zhì)的材質(zhì)、形狀對(duì)磨礦的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)影響較大。據(jù)有關(guān)資料介紹：適合我國(guó)大球的材質(zhì)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(zhì)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(huán)形馬達(dá)直接傳動(dòng)，這是近幾年來(lái)在大型磨機(jī)上應(yīng)用的新型的傳動(dòng)方式．即電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子安裝在球磨機(jī)簡(jiǎn)體上，電動(dòng)機(jī)是超低速同步電動(dòng)機(jī)，其轉(zhuǎn)速等于球磨機(jī)的轉(zhuǎn)速。定于套在筒體的轉(zhuǎn)子上．因而筒體本身就起著轉(zhuǎn)子的作用，無(wú)需大小齒輪減速的嚙合傳動(dòng)。這種無(wú)齒輪的傳動(dòng)裝置，能夠在一定范圍內(nèi)，根據(jù)礦石性質(zhì)變化的需求而隨時(shí)改變磨機(jī)轉(zhuǎn)速。

值得注意的趨向是，無(wú)齒輪傳動(dòng)裝置不僅在大型管磨機(jī)上應(yīng)用，近來(lái)已經(jīng)用于金屈礦選礦廠的大型球磨機(jī)，處理金屬礦石的磨礦效果亦很好：這種傳動(dòng)方式的優(yōu)點(diǎn)是，磨礦機(jī)轉(zhuǎn)速可調(diào)整，結(jié)構(gòu)緊湊．但是磨礦機(jī)功率小于6000kw時(shí)，采用環(huán)形電動(dòng)機(jī)直接傳動(dòng)裝置很不經(jīng)濟(jì)，造價(jià)過(guò)高。

磨礦機(jī)組的自動(dòng)控制不僅是節(jié)省勞動(dòng)力的問(wèn)題，更重要的是穩(wěn)定操作，把作業(yè)條件控制在一定的水平，以達(dá)到提高產(chǎn)量，降低消耗的目的；特別是自磨機(jī)及半自磨機(jī)，由于磨機(jī)內(nèi)的料位或介質(zhì)負(fù)荷變化快，因此必須安裝自動(dòng)控制系統(tǒng)，以保證磨礦機(jī)的高效率、低消耗。

據(jù)國(guó)外報(bào)，道磨礦回路自動(dòng)控制可提高產(chǎn)量2.5％-10％，處理一噸礦石可節(jié)省電能0.4-1.4kw·h；我國(guó)一些選礦廠的磨礦分級(jí)自動(dòng)控制經(jīng)驗(yàn)表明，采用自動(dòng)控制系統(tǒng)時(shí)，磨礦操作的各項(xiàng)指標(biāo)的波動(dòng)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(zhì)的多變，因此，到現(xiàn)在為止，還沒(méi)有把這些因素統(tǒng)一起來(lái)而制定出統(tǒng)一的數(shù)學(xué)模型在生產(chǎn)中應(yīng)用。一般是根據(jù)具體礦石和條件，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)得出適宜的操作范圍，在生產(chǎn)中控制磨機(jī)在此范圍內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)。國(guó)內(nèi)外磨礦回路自動(dòng)控制成功的經(jīng)驗(yàn)是采用專家系統(tǒng)，最近來(lái)用模糊邏輯控制。

磨礦作業(yè)的自動(dòng)控制系統(tǒng)調(diào)常進(jìn)行測(cè)定或控制的主要參數(shù)是：(1)功率。與磨礦機(jī)的轉(zhuǎn)速率、礦漿濃度、磨礦介質(zhì)充填率、襯板狀態(tài)等有關(guān)。自磨機(jī)的負(fù)荷變化可采用功率信號(hào)或軸壓信號(hào)反映。(2)聲音。聲音強(qiáng)度與介質(zhì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和球料比有關(guān)，它可表示磨礦機(jī)負(fù)荷大小。測(cè)定時(shí)需要將某些無(wú)關(guān)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(fù)荷質(zhì)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(huán)負(fù)荷的大小，并用來(lái)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(cè)出。(5)礦漿流量�？捎玫V漿流量計(jì)測(cè)定。通過(guò)礦漿容重和體積流量計(jì)算而測(cè)出礦漿的質(zhì)量流量，用以控制浮選藥劑添加量和計(jì)算磨礦系統(tǒng)的質(zhì)量平衡表。體積流量用磁性流量計(jì)測(cè)出。(6)pH值。用標(biāo)準(zhǔn)電極測(cè)量，礦漿的pH值對(duì)金屬氫氧化物形成膠體顆粒產(chǎn)生影響．而膠體顆粒的數(shù)量又影響礦漿濃度和分組作業(yè)。(7)給水量。影響磨礦濃度和磨礦效率。(8)礦漿濃度。用濃度計(jì)測(cè)定。(9)磨礦產(chǎn)品粒度。用坡度傳感據(jù)測(cè)定。

選礦廠磨礦分級(jí)過(guò)程自動(dòng)控制可分為定值控制和員優(yōu)化控制兩種方式。選用時(shí)必須充分研究原礦性質(zhì)、工藝流程、設(shè)備配置及生產(chǎn)指標(biāo)的具體情況，確定合適方案。