磨礦機

磨礦機的工作原理，如圖1所示，原料通過空心軸頸1給入空心圓筒3(其兩端有端蓋2和4)進行磨碎。圓筒內裝有各種直徑的磨礦介質（鋼球、鋼棒或礫石等） ^[2]  。

當圓筒繞水平軸線以一定轉速回轉時，裝在筒內的介質和原料在離心力和摩擦力的作用下，隨着筒體達到一定高度，當它們自身的重力大於離心力時，便脱離筒體內壁拋射下落或滾下，由於衝擊力而擊碎礦石。同時，在磨機動轉過程中，磨礦介質相互間的滑動運動對原料也產生研磨作用。磨碎後的物料通過空心軸頸5排出。由於不斷給入物料，其壓力促使筒內物料由給料端向排料端移動。濕磨時，物料被水流帶走；幹磨時，物料被抽出筒外的氣流帶走。

在磨礦機中，磨碎介質被提升的高度和下落的軌跡與筒體轉速、介質數量及襯板型式有關。一般情況下，按磨礦機筒體轉速由低到高，可將介質運動狀態分為三種 ^[3]  ：

（1）瀉落狀態。磨機在低速運轉時產生瀉落式運動狀態，物料主要靠介質相互滑動時產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下工作。

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

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

影響磨機生產率的因素很多，如：磨機的類型、規格和轉速，被磨物料的性質，磨礦介質的性質、大小、形狀和充填率，閉路磨礦時的分級效率，給料粒度和排料細度，以及操作條件等。因此，從理論上確定磨機的生產率是很困難的，一般都通過具體的試驗並採用模擬方法確定，而且得到的結果是近似的，還要用一些實際資料來校核。所以，這裏不再列舉有關教科書和設計手冊上的一些生產率計算方法，只在各種磨機選型實例中的磨機技術性能表中列出其生產率範圍 ^[4]  。

磨機的筒體工作轉速一般為30~14r/min，筒體直徑大者轉速低，反之則高。磨機筒體的工作轉速與其臨界轉速之比稱為轉速率，一般為76%~88%。

磨機運轉時，筒體截面上介質所佔面積與該截面面積之百分比稱為該磨機的充填率。通過計算，可得出不同類型磨機在不同轉速時的充填率。在實際工作中，濕式格子型球磨機的充填率一般為40%~50%，溢流型球磨機或棒磨機的充填率一般為35%~40%，乾式格子型磨機和管磨機的充填率一般為25%~35%。已知磨機的充填率後，就可以根據磨機的有效容積和介質的鬆散密度計算出介質裝入量。在磨機選型實例中的磨機技術性能表中已列出不同磨機的介質裝入量。在自磨機中，一般不裝入任何介質，但為了提高磨礦效率，往往加入少量鋼球，其裝球量約為自磨機有效容積的4%~10%。

類型和規格不同的磨機實際上均由製造廠配備了功率適當的電動機。電動機本身的功耗約為10%，機械摩擦損失功耗約為10%~15%，而用來使磨礦介質和物料運動從而產生破碎和研磨作用的有用功率約為75%。

1、 磨礦機數量較少的中、小型選礦廠，一般採用垂直式（磨礦機中心線垂直於粉礦倉中心線） 配置方案。主要優點是操作方便、便於礦漿自主流及礦漿分配 ^[1]  。

2、 磨礦跨間長度應與選別跨間相適應，如選別跨過長時，可考慮平行式配置。

3、 多段磨礦的磨礦機可配置在同一跨間內，也可配置在兩個跨間。兩個跨間配置的優點是，流程簡單，迴路少，但磨礦機不多時，配置在一個跨間比較經濟。

4、 磨礦機給料用的帶式輸送機角度不宜過大，一般應小於18°，給料機的受料點應保持平穩，機長取決於電子稱安裝要求，為確保精度，最好採用重錘尾部拉緊，使膠帶保持一定的張力。

5、 起重機能力按規定選取。由於磨礦機數量多而採用多台起重機時，應避免採用雙層佈置法，以減少廠房高度。

6、 專用檢修設備應按廠家提出的要求選取，大於5m直徑的磨礦機，一般應設專用的機械手，配置中應留有足夠的空間與面積。

7、 磨礦跨地表，應保持足夠的坡度，一般為5~10%，並設置良好的排污、排砂系統，保證符合環保要求，減少金屬流失。

8、 因車間噪聲較大，有關辦公室、生活間、自動控制室應選擇距聲源較遠處進行佈置，或採取適當的隔音措施。

9、 鋼球倉應設於檢修場地附近，並結合地形考慮運輸的方便。為改善清球的條件，於檢修場地上應設置廢球倉，以便及時裝車外運。

10、 檢修場地面積按本手冊規定選定，場地大門應與外部運輸條件相符合，大門規格應保證磨礦機零、部件安裝、運輸要求。當設備外形尺寸很大時，應考慮預留安裝洞。磨礦機，也是球磨機的一種，一些礦石需要進行粉磨才能選出...礦石磨得越細產量品味才能越高，是選礦作業中不可缺少的設備。

磨礦機根據對物料的處理細度可具體分為：破碎機和磨粉機 ^[1]  。

磨礦機有若干種分類方法，其中最實用的分類方法是根據磨礦介質不同來劃分的：介質是金屬球的為球磨機，介質是鋼棒的為棒磨機，以被磨礦石本身為介質的為自磨機，以礦石或礫石為介質的為礫磨機。

按筒體形狀可將磨礦機分為圓筒形和圓錐形兩種。國內已很少製造圓錐形磨機，所以實際上主要製造圓筒形磨機，其中又包括短筒形和管形的。短筒形磨機的筒體長度與直徑之比小於1，自磨機即屬於這種類型；管形磨機（簡稱管磨機）的筒體長度與直徑之比大於2。普通水泥磨機即屬於這種類型。

按排礦方式可將磨礦機主要分為3種：①溢流型磨礦機：磨礦產品經排礦端的中空軸頸自由溢出；②格子型磨礦機：磨礦產品經位於排礦端的格子板的孔隙排出後，再經中空軸頸流出；③周邊型磨礦機：磨礦產品通過排礦端筒體周邊的孔隙排出。此外，還有棒磨機的開口型低水平排礦方式以及乾式磨礦時的風力排礦方式。

按筒體傳動方式可分為周邊齒輪傳動、摩擦傳動和中央傳動三種，其中周邊齒輪傳動方式應用最多，中央傳動多用於管磨機。

按筒體支承方式可分為軸承支承、託滾支承、軸承和託滾混合支承，其中軸承支承方式最為通用，而後兩種僅用於筒體較短的球磨機和礫磨機。

還可按磨礦生產方式將磨礦機分為乾式和濕式兩種，在選礦生產中一般使用濕式磨礦機，乾式磨礦機極少使用。

立式磨粉機的二維結構主要由兩部分組成：筒體和導向板，導向板固定在給料中空軸管上，將聯接導向板和中空軸管的支撐臂省去，工作時導向板靜止，筒體按一定的角速度轉動，帶動礦漿在筒體內流動。筒體的旋轉方向為逆時針方向。

由於整個模型都是由一些簡單的幾何體組成，因此，在對於磨粉機中運行計算過程中採用結構化網格對其進行劃分，能夠有效地提高計算效率和計算精度。在二維問題中，網格類型有三角形、四邊形和混合單元組合，綜合考慮初始化時間、計算花費和數值耗散等因素，選擇四邊形網格，將模型共劃分為8330個網格。

針對所計算的立式磨粉機流場為非穩態流場，故選用滑動網格模型進行計算，選擇非禍合求解器，用SIMPLE算法對速度-壓力場進行求解。

是經過1000秒迭代後磨機轉速250r/min時筒體橫截面速度全矢量分佈，速度單位為m/s，磨機筒體內流體的流向。緊貼着筒體作離心運動的流體在導向板的作用下改變了運動軌跡，一部分仍然繼續作離心運動，另一部分則沿着導向板內側面作直線衝擊運動。顯示的顏色可以看出流場的速度梯度，離筒體中心越遠的流體速度越大，離筒體中心越近的流體速度則越小。可以看出，整個流場實際上是一個大旋渦，這個旋渦受到了導向板的破壞，可以看成是一種受干擾的有軸向流的軸對稱旋渦，當轉速較高時，旋渦內部的大部分區域都是空心的。因此，磨機的主要研磨區域存在於遠離筒體中心靠近筒壁的環形帶，這個區域產生的作用力有擠壓力、剪切力和衝擊力，這些力是起研磨效果的主要作用力。

破碎機一般處理較大塊的物料，產品粒度較粗，通常大於8毫米。其構造特徵是破碎件之間有一定間隙，不互相接觸。破碎機又可分為粗碎機、中碎機和細碎機。

破碎機主要包括：顎式破碎機、圓錐破碎機、反擊式破碎機、衝擊式破碎機（制砂機）、錘式破碎機、對輥破碎機等 ^[5]  ；

顎式破碎機主要結構有機架、偏心軸、大皮帶輪、飛輪、側護板、肘板、肘板後座、調隙螺桿、復位彈簧、定顎板與動顎板等。

工作時電動機驅動皮帶和皮帶輪，通過偏心軸使動顎上下運動，當動顎上升時肘板和動顎間夾角變大，從而推動動顎板向定顎板接近，與此同時物料被擠壓、搓、碾等多重破碎；當動顎下行時，肘板和動顎間夾角變小，動顎板在拉桿、彈簧的作用下離開定顎板，已被粉碎的物料在重力的作用下，經顎腔下部的出料口自由卸出。因而顎式破碎機的工作是間歇性的，粉碎和卸料過程在顎腔內交替進行。隨着電動機連續轉動破碎機動顎作週期性的壓碎和排料，實現批量生產。

圓錐破碎機主要有機架、皮帶輪、水平軸、偏心套、上破碎壁(定錐)、下破碎壁(動錐)、液力偶合器、潤滑系統、控制系統等幾部分組成。

其動錐固定在一個懸掛豎軸上，豎軸置於水平軸上的偏心套筒內。工作時，電動機帶動皮帶輪或聯軸器旋轉，從而通過水平軸、偏心套、懸掛豎軸迫使動錐沿着定錐內表面作旋擺運動。在動錐靠攏定錐的區段，物料受到動錐的擠壓、撞擊和彎曲作用而破碎，形成破碎腔;在動錐偏離定錐的地方，已被破碎的物料在自重作用下從錐底卸出。破碎機通過連續性的工作實現對石料的持續破碎。

反擊式破碎機是利用板錘的高速衝擊和反擊板的回彈作用，使物料受到反覆衝擊而破碎的機械，主要結構有：機架、轉子、板錘、反擊板、側護板等。

工作時，在電動機的帶動下，轉子高速旋轉，物料進入板錘作用區時，與轉子上的板錘撞擊破碎，後又被拋向反擊裝置上再次破碎，被反擊板彈回的礦石再與板錘或轉子後面甩出的其他礦石相互碰撞，因此在第一破碎腔中礦石受到反覆衝擊而被擊碎。有些礦石在第一破碎腔破碎到一定粒度後，經過反擊板和轉子之間的空隙而排至第二破碎腔中，繼續受到反覆打擊，直至達到理想粒度後才由破碎機底部排礦口排出。

衝擊式破碎機由進料斗、分料器、渦動破碎腔、葉輪體、主軸總成、底座傳動裝置及電機等七部分組成，採用石打石原理，讓更多物料進行自行碰撞破碎。

物料由進料斗進入制砂機，經分料器將物料分成兩部分，一部分由分料器中間進入高速旋轉的葉輪中，在葉輪內被迅速加速，其加速度可達數百倍重力加速度，然後以60-70米/秒的速度從葉輪三個均布的流道內拋射出去，首先同由分料器四周自收落下的一部分物料衝擊破碎，然後一起衝擊到渦動腔內物料襯層上，被物料襯層反彈，斜向上衝擊到渦動腔的頂部，經反射後偏轉向下運動，又與從葉輪中發射出的物料再次碰撞，這樣一塊物料在渦動破碎腔內受到兩次以至多次幾率撞擊、磨擦和研磨破碎作用，最後失去能量的物料從破碎腔內排出。在整個破碎過程中，物料相互自行衝擊破碎，不與金屬元件直接接觸，而是與物料襯層發生衝擊、磨擦而粉碎，這樣就大大的降低了設備的磨損，延長了機械的使用壽命。同時，渦動腔內部巧妙的氣流自循環，還最大限度的消除了粉塵污染。

一般來説磨礦機所處理的物料較細，產品粒度是細粒，可達0。074毫米，甚至還要細些。其結構特徵是破碎部件（或介質）互相接觸，所採用的介質是鋼球、鋼棒、礫石或礦塊等。但有的機械是同時兼有碎礦與磨礦作用，如自磨機。∮5。5×1。8米自磨機處理礦石粒度上限可達350—400毫米，產品細度可達—200目佔40%左右。

磨粉機主要包括：雷蒙磨粉機、高壓磨粉機、梯型磨粉機、中速磨粉機、立式輥磨機、球磨機、氣流磨粉機等；

愛砂磨機(IsaMill)是一種用於細磨和超細磨的高速卧式攪拌磨機，磨礦細度能達到-7微米，攪拌器轉速高達1000r/min以上，主要由筒體、機架、傳動機構、磨盤和產品分離器等組成。電過減速箱帶動磨盤轉動，磨盤攪動介質和物料進行連續工作，產品分離器的作用是將介質控制在磨機裏而將合格產品順利排出。與常規球磨機和塔磨機相比，愛砂磨的功耗更低、磨礦效率更高。愛砂磨在世界一些較大的工礦企業得到應用 ^[1]  。

離心式磨機也是應用較為廣泛的一種粉磨設備，設計形式也多樣化，在設計上，離心式磨機與常規球磨機不同，它的磨礦室圍繞某一固定軸旋轉，並以某一預先確定的頻率和振幅作機械振動，而不是作簡單的繞軸旋轉運動。這樣，可不受筒式磨機那樣的臨界轉速的限制，使得給定功率和磨機的體積大大減小，磨礦效率顯著提高。

按照筒體(磨礦管)的安放位置，離心磨礦機分為立式和卧式兩種，立式又有單管(轉子式)和三管(行星式)離心磨礦機。它們的磨礦原理不像常規球磨機的磨礦那樣，它們是藉助離心加速度(不是通過重力加速度)來提高鋼球的磨碎力而進行磨礦的，而且這個離心加速度為重力加速度的10-15倍，故是一種高加速度的磨礦方法。但襯套磨損速度快是離心磨的一個比較大的缺點。