预磨机磨矿因素对磨矿粒度的影响分析

目前国内球磨机存在的问题有很多，其中球磨机入磨粒度对磨矿能耗有着较大的影响是很重要的一点，要达到后面的磨矿细度，球磨机的工作量加大，能耗势必增加。降低磨矿能耗有效的途径是降低入磨矿石的粒度。在细碎工序与入球磨机之间增设一道预磨机预磨工序，可以实现提高产量、降低能耗及稳定磨矿粒度的目的。显然，预磨机产品粒度的大小将直接关系到球磨机的产率及其能耗，因此，研究预磨机磨矿粒度的影响因素，从而得到较优的磨矿工艺具有重要的实际意义。

为了使磨机工作在更佳状态，并使磨矿粒度满足后续工艺要求，我们从预磨机磨矿粒度的影响因素出发，选择磨机上转盘外端线速度（上盘转速）、下转盘外端线速度（下盘转速）、填充率及球配这4个主要影响因素作为考察对象，采用正交试验法设计四因素五水平的正交试验，试验指标为磨矿产品粒度分布。通过正交试验法，得出不同因素下不同水平对磨矿粒度的影响。

根据正交试验记录破碎后产品粒度数据，为方便进行定量分析，将粒度分为细、中、粗3个等级，并结合正交试验法找出产品粒度差异的原因。将粒度小于200目（74μm）的产品定义为细粒产品；将粒度为24~200目（701~74μm）的产品定义为中间粒度产品；将粒度大于24目（701μm）的产品定义为粗粒产品。

四因素对粗粒产品的影响分析

采用直观分析法分析计算各因素对粗粒产率的影响，以及相应的极差，如表1所列。

由表1数据可以看出，不同因素、不同水平对于粗粒产率的影响都较明显。对于上盘转速，粗粒产率随着转速的提高下降较明显，当转速达到10m/s后，粗粒产率略有增加；对于下盘转速，也同样有类似结果，转速增加，粗粒产率会减小。由此分析粗粒物料的破碎方式主要以冲击破碎为主，提高其转速可使介质球冲击能得以提高，有利于粗粒的破碎；但若转速过高，虽然冲击能提高了，但介质球做离心运动，使得粗粒物料的破碎概率降低。对于填充率，当填充率为25%时，粗粒产率较高，为64.3%；当填充率为35%时，粗粒产率只有59.8%，破碎效果较佳。对于球配，随着球配的增加，粗粒产率由65.16%降至60.26%，下降趋势明显，这是因为球配增加，大球数量增加，而大颗粒矿料主要通过大球破碎，因此，球配较高时有利于粗粒的破碎。

由极差值R分析可知，R上盘转速＞R球配＞R填充率＞R下盘转速，因此，对于粗粒产率，上盘转速是主要影响因素，其次是球配，后面是下盘转速。由此可知，对于降低粗粒产率的较优方案为上盘转速9.5m/s，下盘转速11m/s，填充率40%，球配75%。

四因素对中粒产品的影响分析

采用直观分析法分析计算各因素对中粒产率的影响，以及相应的极差，如表2所列。

由表2数据可知，对于上盘转速，中粒产率随着转速增加逐渐增加，当转速增加到9.5m/s时，产率较大，当转速继续增加，产率有所下降；对于下盘转速，当转速较小时，中粒产率较少，当转速在9m/s时，中粒产率较大；对于填充率，当填充率为25%时，中粒产率较佳，当填充率继续增加，中粒产率先降低后逐渐增加；对于球配，随着球配的增加，中粒产率呈逐渐增加的趋势，由此可知，球配加大有助于将粗粒转化为中粒，从而提高产品破碎比。

由极差值R分析可知，R上盘转速＞R球配＞R填充率＞R下盘转速，上盘转速对中粒产率影响较大，为主要因素，其次为球配，较后为下盘转速。由此可知，对于提高中粒产率的较优方案为上盘转速9.5m/s，下盘转速10m/s，填充率25%，球配80%。

四因素对细粒产品的影响分析

采用直观分析法分析计算各因素对细粒产率的影响，以及相应的极差，如表3所列。

由表3可知，总体而言细粒产品产率较低，平均不到10%。转速不仅对粗粒、中粒有较大影响，对于细粒同样影响很大。细粒产率随着上盘转速的提高而增加，但随着转速的进一步提高，其产率会下降，这和粗粒、中粒都有相似之处。这说明预磨机转速既不能过大，也不能太小，只有合适的转速才能保证较好的粒度要求。对于填充率，细粒产品产率随着填充率增加先降再升，当升高到一定程度后，又会再次下降。因此，若要提高细粒产率应该尽量控制好填充率。球配对细粒产率也非常重要，从表中数据可知，随着球配增加，细粒产率先增加后减少，因为球配增加，大球比例加大，冲击能加大，对粗、中粒物料的破碎能力加大，在一定程度上会提高细粒产品产率；但随着球配继续加大，小介质球比例过小，使得较细的物料难以得到较好的破碎，因此，应取合适的球配。

通过极差值R可以看出，R上盘转速＞R球配＞R填充率＞R下盘转速，因此较佳方案为上盘转速9.5m/s，下盘转速11m/s，填充率35%，球配70%。

由试验数据分析可知，上、下盘转速、球配及填充率都是影响预磨机磨矿粒度的重要参数。由粗粒、中粒及细粒产率可以看出，上盘转速是影响各粒级产率的主要因素，通过提高转速有利于提高介质冲击能，从而提高颗粒破碎产率，但若转速过大，虽然冲击能增加，但钢球的循环次数下降较快，单位时间内钢球冲击次数减少，颗粒破碎产率反而会下降；其次为球配，总体而言，球配的变化对于物料破碎产率有着直接的影响，球配增加，有助于粗粒向中粒、细粒转化，但球配过大，细粒产率会有所下降；再其次是填充率，填充率对于预磨机的影响相对较小，当填充率为35%时，粗、中、细粒破碎产率相对较佳。

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