[发明专利]基于钢球与矿石碰撞能量确定半自磨机钢球尺寸的方法

说明书

本发明涉及一种基于钢球与矿石碰撞能量确定半自磨钢球尺寸的方法，属于选矿中的磨矿技术领域；本发明测定了矿石的最大单轴抗压强度σ_压、球磨机转速率ψ、半自磨机半径R、代入钢球直径计算公式，计算精确确定的钢球直径D；将计算确定的D直径与其它大小的钢球在实验室同等条件下进行磨矿循环对比试验，从磨矿产品关键粒级产率的角度比较不同尺寸钢球磨矿效果来验证半自磨钢球直径的精确性；本发明考虑了矿石性质以及多个影响钢球运动状态的因素，从钢球在磨机内运动状态出发，建立了基于钢球对矿石破碎能量相匹配的计算钢球直径方程，为提高磨矿产品质量和节能降耗提供了技术支撑。

技术领域

本发明涉及选矿技术领域，具体涉及一种基于钢球与矿石碰撞能量确定半自磨机钢球尺寸的方法。

背景技术

半自磨磨矿是一个极其复杂的过程，与球磨机不同，半自磨给矿粒度P₈₀往往在100mm以上有的甚至高达150mm，在半自磨磨矿的过程中，通常认为矿石以自身的冲击碰撞为主，大余100mm的矿块可作为自磨介质，而钢球的主要作用是消除或减弱磨机内部的临界粒子的积累。

半自磨机在磨机生产的过程中会产生一些难磨粒子或临界粒子(俗称顽石)，通常任务-80+25mm粒级的矿石为难磨粒子，因为尺寸和形状的影响，该粒级的矿石不具备磨矿介质的作用，同时需要较大的冲击力才能破碎，容易在磨矿循环过程中不断累积而占用磨机的有效容积，致使半自磨的效能不断下降。

磨矿介质既是矿石破碎的实施体，又是矿石破碎所需能量的传递体，其运动规律决定了钢球在磨机内冲击矿石的能量大小。钢球尺寸偏大时，给矿中+100mm粒级的自磨矿块被消耗的速度过快，磨矿过渡依赖钢球必然导致钢耗过高，在相同充填率下钢球的个数必然减小，球荷的总表面积小，矿粒磨碎的机会减少，排矿产物粒度较粗。钢球尺寸偏小时，虽然球荷对矿块的打击次数变多，但由于钢球携带的能量较小，满足不了矿块被破碎的标准，任然不能有效地磨碎矿块。需将钢球在磨机内对矿石的冲击动能与矿石破碎所需要能量相匹配计得一个适合特定性质矿石的钢球尺寸，该适宜的钢球尺寸既可以提高磨矿产品质量也可以减少能量损耗进而实现提质降耗的目的。

目前国内外半自磨钢球计算的公式主要有Azzaroni公式和1958年的邦德公式，这两个公式都是以选矿厂生产经验为依据而推导的，在欧美地区广泛使用，但这两个公式在我国厂矿中应用却不方便。一方面是均采用了矿石的实验室功指数，而不是生产回路的功指数，对于任一给定回路，两者之间的差异往往是很明显的，而国内选厂普遍使用普氏硬度系数；另一方面他们的给矿粒度用的是80％过筛粒度，而我国长期使用的是95％的过筛粒度。针对国内半自磨机钢球尺寸一直没有准确的推导公式，往往依靠生产经验配球，介质的选择往往直接关乎着选矿厂的正常生产和经济效益。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于钢球与矿石碰撞能量确定半自磨钢球尺寸的方法，解决传统的选矿方法在实际生产过程中不适用的问题。

为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种基于钢球与矿石碰撞能量确定半自磨钢球尺寸的方法，其特征在于：根据半自磨机内径，磨机转速率，从原矿矿石性质和矿块颗粒出发，通过矿块抵抗破碎能力的角度出发推导出适宜的半自磨机钢球尺寸，包括以下步骤：

1)确定钢球运动速度；

2)测定矿石性质；

3)选定磨矿条件；

4)确定综合修正系数；

5)确定矿块抵抗破碎的能量；

6)钢球尺寸计算。

进一步的，步骤2)中，测定矿石性质包括矿石单轴抗压强度σ_压，矿石单轴抗压强度σ_压通过岩矿力学性质测定。