利用邦德功指数测定碎磨作业效率.pdf

蓦 4 ， 部利用邦德功指数测定碎磨作业效率 美 国 威 斯 康 星 州 密 尔 沃 基 市 碎 磨 咨 询 服 务 公 司 c ．A ． 罗 兰 爱 ， 弓 瓤型 稍 置 垭J j 柙 旰 鼯 般 单 明 豫 刊 息 卫 ； l 丰 ， r J lR{ 倨t Bond J 明 觋 计 舁 操 作敏 率的 方法 和 应 用；提 出 了某些 为改 善 目前碎 瞎 设备 能 量 低效 率 利 用状 况 的做 法 和 律 议 关 键 词 兰 皂 破 碎 竺 堕 1引 言 碎磨作业效率是 将作业性 能与其能量 消 耗 、所需时 间和资 金相关 起 来进 行 衡量 的， 它 可用下列 比较 项 目来确定 理 论效率 理论 效率是 为达到粒 度 减小的 目的 ，碎磨设 备的实际能量 消耗与理 论 上需要的 能量 之比。 操 作效率 操作效率是碎磨设备 的 操作功能指 数与矿石的邦德功指 数 由实验 室破碎和可磨性 试验 或半工业试验确定 之 比。 经 济效率 经济效率是 生产 收益 与 预期收益之 比。 2理论 效 率 奥 斯 汀 Au s t i n g 、 克 利 姆 皮 尔 Kl i mp e 1 和 勒基 L u c k i e 在 他 们的 著 作 碎磨工 艺设 计一球磨 机磨矿 1 9 8 4 中指 出 “ 我 们试 图在 本书 中不使 用磨 矿效率 这 一 术语 ，因为对有效的碎磨 来说 能量转换 的 程度是 个不定的概念。此外 ，唯 一具 有实际 意义 的效率 则是在最低 费用下符 合产品特性 的要求 。 ” 42， 国家 科 学 研 究委 员 会 国 家物 料 咨 询 部 1 9 8 1 年 在题 为 “ 碎 磨作 业与 能耗” 的 报 告 摘要 中指出． “ 9 9 ％的磨矿 能耗耗 费于机 械 运动 。伴随 着噪音的产生和对无用副 产物 的 加热，而用 于有效碎磨 矿 石的 只占 1 ％。 无 独有偶， 当今的许 多破碎和磨矿技术 不仅 过 时了 。而且 缺乏或没有科学 的认识基础 。 在过去 的 5 0多年 期 间，磨 矿 效率 被 认 为在 1 ％～1 0 ％之 间。可测得 这个 结果的 基 础是祖难 确定的，但似乎可根据 生产 指标与 理 论上做功 所需能量的 比较 来确定 。理论 上 需要的能量 根据破碎单一颗粒或单 一粒级 颗 粒的薄层所 需能量来测定 ，这里 可采 用压碎 方式或用 冲击试验装置 的单 一冲击方式。金 Ki n g 、塔瓦 拉 斯 Ta v a r a s 和 米 德 雷 米 斯 Mi d d l e mi s s 1 9 9 7年 在题 为 “ 确定球 磨 机能 量效率 ”一文 中描述 了这种试验 。这些 分批 的单 一破碎试验一般 与选 矿厂碎 磨设备 的连续破碎 过程不 完全 相同。 3 操 作效率 通常 所采用的 破碎 机和磨矿机其给矿是 可控 制的连 续料流 ，它们在机 内受到 为达到 预期 粉碎 效果所需 的破碎 作用。虽然这些设 。 1 9 9 9年 第 4期 j 维普资讯 备在理 论上是低效 的，但它 们是 目前最 实用 的碎磨 设备。这些设 备的操 作较 简单，并可 采用 现有的控制 系统进 行控 制。 确定碎磨设 备操作效率的主要 因素是设 备所消耗的能量 以及 由试验 工作所决定 的需 要能量。 将邦德功 指教 由实验室或半工业 实验 厂可碎性和可 磨性 试验获得用 于如下的公 式 B o n d ，1 9 6 0年 中， 以确 定 为得 到 要 求的碎磨 效果所需要 的能量。 w ⋯ 式中 w 需 要的功 耗 k wh ／ 短吨 1 短 吨 O． 9 0 7 t ； w 由碎磨试验确 定的功 指数 ； P 产品 8 0 ％过筛的粒度 ／ a m ； F 给矿 8 O ％过筛的粒度 m 。 当准 确的磨 机给矿率 干矿， 短吨／ h 、 磨机驱动 功率 k W 以 及磨 机给 矿和 产品 粒度分析 m 可得 到 时，邦 德 公式 可 用 于衡量碎磨 回路 的运 行状况 以操作功 指数 的形式表示 。 如 罗兰 Ro wl a n d 1 9 7 6年 在题 为“ 功 率法一 功率”一 文所指出，操 作功指数为 2 P。 - 5 5 式中 Wi o 操 作功 指 数 k wh ／ 短 吨 或 k W h ／ t ； W 实 测 功 耗k Wh ／ 短 吨 或 k W h ／ t ； P 产品 8 O ％过筛的粒度 ／a m ； F 给矿 8 0 ％过筛的粒度 ／a m 。 采用 邦 德 公 式 计 算 时． W 乘 以 数 值 1 ． 1 0 2可换算 为 k wh ／ t 。如果 对操 作 功指数 所测 得 的功 耗是 以 k wh ／ t 形 式 给 出． 那 么 计算 出的 功 指 数 亦 为 k wh ／ t 。 对 于 闭路 磨 矿，F是 指 加 入 循环 负荷 之前 的该 回路 给 矿，而 P是排 出循环负荷之后的产 品。 国外 盎属 矿 山 邦德 1 9 5 2 、1 9 6 0年是 这 样定 义功 指数 的 “ 功 指数是表 示物 辩对 破 碎和研 磨的阻 力的参数 。在数值 上，功指数是指将每 短吨 物料 从 理 论 上 无 限 大 的 给 料 粒 度 减 小 至 1 0 0 m 8 0 ％过 筛 的 粒 度 所 需 要 的 功耗 k W h ／ 短 吨 。 ” Wi 和 Wi o符合邦 德关 于功 指数 的定义。按着定义两者含有 完全相 同的 粒度 降低值 ，也就是从无 限大 的给 矿粒 度碎 磨 U 1 0 0 H m 8 O％过 筛 的 粒 度 的产 品 粒 度。操作功指数可以与碎磨试验 得到的功指 数进 行 比较 ，碎磨试验用 矿样需取 自回路给 矿，并在取得操作数据相 同的时间 内取样 。 邦德 1 9 6 0年在题为 “ 破 碎和 磨矿计算” 一 文中 确认 ， 利用 邦 德 公 式 确 定 计 算功 耗 时，应该 采 用 某些 修 正 系 数。1 9 6 0年较 大 的棒磨 机和球 磨 机其 直 径 范围还 只是 3 ． 2 0 -- 3 ． 5 1 r n 。但 在 6 0年代 期 间磨 机直 径增加 到4． 5 7 r n 棒磨 机 和 5 ． 0 3 m 球 磨 机 。 此外 ，当 时 正 在 设 计 直 径 为 5 ． 5 m的 球 磨 机。也就是 在此 期 间正 在 安 装 直 径 1 0 ． 4 m 的 自磨机和半 自磨机 。 随着磨机直径和 安装 数量的增加 ，对操 作功指数与 由可磨性试验 得到的功指数 的比 较进行 了研 究。这些研 究工作的报告 在 “ 根 据操作数据计 算的功指数与 实验 室试验功 指 数的 比较 ”一 文 中进 行 了 介绍 Ro wl a n d ， 1 9 7 3年 。 3 ． 1 效率系数 称为效率 系数 的 8个 系数被 确认 为是对 邦德 修正系数的改进和补 充。标示为 E F． ～ E F 的这些 系数如 下 E F ，球磨机千式磨矿 转换 系数， 该 系数为 1 ． 3 。 EF2 ，用于 邦德 公 式 中 W 的开 路 磨矿 系数 ，该 系数示于表 1 。 原文误为 w 了wi 。译者注 43 维普资讯 衰 1 开 路毫 矿 系豉 面 忑 5 o 6 0 70 80 9 0 9 2 9 5 1． 0 35 1． 0 5 1． 1 0 I ． 20 I ． 40 I． 46 1． 5 7 9 8 1． 7 0 E ，磨 机直径 系数。 以磨机衬 板 内侧直 径 2 ． 4 4 m为基 准，磨 矿 效 率 随 着 磨 机直径与基准直径之 比的 0 ． 2次方而变化， 直到磨机直径 3 ． 9 6 m。3 ． 9 6 m以上 为常数 ， 如表 2所示 。 E ，过 大给 矿粒 度 系数。对棒 磨 机和球磨机 的粗 粒 度给 矿存 在着最 佳 上限 。 当给矿粒度粗于最佳值 时．取决于给矿粒 度 的低效率就会出现。E F 4 接下式计算 4 4 Rr Wi 一7 1 ． - - - 1 ． o F4 3 式中Rr 磨 碎 比，RrF／ P； F o --不会 出 现 过大 粒 度 低 效 率 的 最佳 上限给 矿粒度 对棒磨 F o1 6 0 0 0 t 3 ／ Wi 0 4 对球磨 F o4 0 0 0 t 3 ／ Wi 5 -- EFs ，球磨 机磨 矿细 度 系数。当磨 矿粒度细 于 2 0 0阿 目 7 5加 8 0 ％过筛 粒度 时，随着磨矿粒度变 细，磨机愈加低 效 。EF 用下式计算 E FE F 5 6 5 T 丽 EF ．棒磨 机高 的或低 的磨 碎 比系 数。当棒磨 机的 R r值 超出 R r o一2 ～ Rr o2 范 围时 出现低 效 率。 Rr o用下式 计算 R ro 8 警 7 式中上 ， 棒磨机磨棒 长度 ； D 磨机衬板 内侧 直径 。 E F i 8 EF ， ，球磨机 低磨 碎 比系数。 当球 磨机磨碎 比小于 6时 出现低效 率。E F，按下 式计算 ， 9 ] E F ．棒磨机 工作性 能 系数。棒磨 机工作性能受其给矿制备方式的影响，也受 棒 荷及衬板磨损的 影响 ，因 为它 们关 系到磨 机内棒 的磨矿作用 。 对单一棒磨 回路 ．计算 其功 率时，若棒 磨机给矿是 由开路破碎制备 ，低效 率系数为 1 ． 4 ；若给矿是 由闭路破碎制备．低效率系 数为 1 ． 2 。磨机直径系数、低的或高的磨碎 比系数和过大给矿粒 度系数必须 采用。 - 原文谋为 R r o 8 十 5 L。译者注 1 9 9 9年 第 4期 维普资讯 衰 3 例 1 捧瘩机- 球毫机回路 棒 密 机 处 理能力 干 重 5 ∞ t ／ h 8 0 ％过筛 粒度 F1 8 0 0 0 p m 8 0 ％过筛杖度 尸1 2 0 0 p m W i 1 3． 2 l O X 1 3． 2 一 l O X 而 1 3 ． 订2 2 ．B 3 k wI I ， 短 吨 技率 系数 EF。 不 采用 EF 1 不 采用 EF 厂一 磨 机规格 选择后 确定 EF4 一 1 5． 0 F o1 6 0 0 0 1 3 I 1 3 2 0 1 5 8 7 8 EF． 1 3 , 2 _ 7 1 B o o o -1 5 8 7 8 0 6 E F， 不采 用 E F 可能 不采 用． 唐机规 格确 定后验 证 E F 不采 用 E F 对捧 密机一 球唐 机 回路 不 采 用， 因 为其 培 矿 的制 备 为阈路 破碎 换算 短吨 功耗换 算戚 t 功 耗 系敦 I ． 1 0 2 k W． 换算成 l i p系数 1 ． 3 4 1 2． 8 3 1 06x 1 1 0 2 x I ． 341 5 ∞ 2 21 5 I - I P I F I P0． 7 4 5 7 k W 利用 罗兰与 科宝 勺 斯 1 9 7 8年资 料中 的 表 v．选择 2台 倚体 内径 为3 6 6 m．长 为5 1 8 m溢流 型棒 唐机 ．锕 捧长 5 ． 0 2 m。 E F| 对所 选择的 唐机 为 0 9 3 1 瓯一Rm ． 8 6 I 4． 862 1 2 B 6 1 4 862 1 5． 8 6 因 为 Rr1 5 ． 0．介 于此 瞬值 之 问，所 以 不采 用 E F 系敦 。 采 用 E F|系 数 2 8 3 x 0 9 3 11 ． 0 6 I ． 1 0 2 3 ． 0 8 k Wh ／ t ，捧磨 机长 度应 减小 0 ． 3 1 m。 球 磨 机 8 o％过筛 枉度 F1 2 0 0 H m 8 0％过筛粒 度 尸1 7 5Ⅱ g r t I 1 ． 7 W 一 兰 5 ．4 7 k w| I ， 短吨 1 7 5 1 2 0 0 * 0 - ⋯⋯ ⋯‘ 将采用 的唯 一的 技 事 系越 是 E 。 恨据 经验 遗将 是 直 径大于 3 ． 9 6 m的 瞎机． 所以 E 系数将 为 0． 9 1 4 。 5． 4 70． 9 1 41 ． 1 0 25 ． 5 1 k WI I ， 利用罗兰与辩约斯 1 9 7 8 年资料中的表_ iI ．选择 2台筒 体 内径 4 ． 1 2 g r t ，长5． 7 9 m滥流量 球磨 机 。 棒 密 机一 球 瞎 机 每 吨 矿 石 总 功 耗 3 ． 0 8 5 ． 5 1 8 ． 5 9 k w h ／ t 国 外叠■ 矿 山 衰 4 例 2 单段球瘩机 球密 机 处理 艟力 干 重 5 0 0 t l h F80％ 9 4O 0 pm P踟 ％ 1 7 5 pm m 粗 密 段 1 3 ． 2 细密 段 1 1 ． 7 对 粗 密 殷w 筘一 西lO X 13 ．2 1 ．北 短 吨 对 细 磨 段w ； 孚 一 石1 0 x 1 1 ． 7 6 ．2 9 短 吨 总计 7 8 I k WI I， 短吨 E F 将需采用大直径磨 机，E F ， 0 ． 9 1 4 E F． R， 9 4 0 o ， 1 7 55 3 ． 7 F a4 0 O O 1 3 1l 3 ． 2 0 3 9 7 0 ． 9 夏 4 0 0 - 3 9 “1 0 ．． ． 1 2 E F 1 一 I E FI 、E F2 、E F E 、 E F 和 E F‘不采用 7． 8 1 I ． 1 0 20 ． 91 4 I ． 1 2B． 8 1 k W } l／ t 8 81 5 0 0 x 1 ． 34I5 9 03 HP 为此 ，选用 2台 3 0 0 0l I P的 球磨机 。 这样，即可将单段球唐机回瞎的每吨矿石功耗 与棒 密 机一 球 唐机 回路 的8 ． 5 9 k Wh ／ t 进行 比较 。此 ， 卜 ．对单 段 球 唐 机 回 路 由 于 培 矿 粒 度 较 细 ． 增 加 破 碎 功 耗 1 ． 5 k Wh ／ t 。 对棒磨． 球 磨 回路 ．计算棒磨 机功率 时， 若棒磨机给矿是 由开路 破碎制备 ，计算棒磨 机功率采用 1 ． 2的低效 率系 数；若棒磨机 的 给矿是 由闭路破碎 制备 ，则 无需 采用棒磨机 低效率系 数 棒磨 机直径系 数、磨碎 比系数 和过大给矿粒 度系数必须 在棒磨 机功率 计算 中采 用。 为确 定 每 吨 矿 石 功 耗 用 邦 德公 式 计 算 和操作功 指数．可采 用这些 效率 系数进 行修正。当对操作功指数与实验室试验得到 的功指数进行 比较 时，应将 这些 效率 系数用 于这两种 功指 数之一， 以使 两者 处于同一基 础上 ，这 样就 可使 E F 系数 所涉及 的变数 得 到均衡 化 。在选 择 磨 机和 确 定 操 作 功指 数 时，计算 所需磨矿能量 的方 法在发表于技 术 会议 以及技术杂志和书籍 的多篇论文中 已有 论 述 。 这 些 文 献 包 括 罗 兰 l 9 7 6、 l 9 7 8、 45 维普资讯 丧 5 例 3 生产球磨扎的转速研究 軎 机 A B C A B C A B C A B C 临界 转速／％ 6 8 ． O 0 6 8 ． O 0 7 5 ． 0 O 6 8． o 0 6 8 ． 0 o 7 5 ． o 0 6 8 ． o 0 6 8 ． o 0 7 S ． 0 0 6 8 ． o 0 鹋 ． o 0 7 5 ． o 0 F { 8 0 q 6过9 每粒度 ／ m 1 7 4 8 5 1 7 4 8 5 1 7 0 3 2 1 6 7 3 I 1 6 7 3 0 1 6 7 9 7 1 6 0 7 7 1 61 8 1 1 6 0 2 61 6 9 7 6 1 6 4 8 9 1 5 7 9 9 P { 8 0％过啼 粒度 ／ 胂 2 1 8 2 3 1 2 3 8 2 2 7 2 2 9 2 4 3 2 3 6 2 1 8 2 1 2 2 5 8 2 4 3 2 3 6 处理 量／ t h 叫 2 1 3 2 2 8 2 4 8 21 9 2 3 4 2 7 2 2 2 1 1 2 3 1 2 6 2 2 3 8 2 4 6 2 7 8 电动 机功 率／ k W 2 2 7 5 2 31 4 2 5 1 2 2 2 8 1 2 3 0 8 2 5 6 6 2 2 9 3 2 3 3 2 2 5 6 5 2 2 8 3 2 2 3 0 2 5 4 8 RrF／ P 8 0． 2 7 5 ． 7 7 1 ． 6 7 3 ． 7 7 3． I 6 9． 1 6 8 ． I 7 4． 2 7 5 ． 6 6 5 8 6 7 ． 9 6 6 ． 9 电动机处功耗／ k Wh t 。 。 l 0 ． 6 8 l 0 ． 1 5 1 0 I 3 I l 1 ． 4 2 9 ． 6 8 9 ． 4 3 1 0 ． 4 2 1 0 ． 1 9 ． 7 9 9 ． 5 9 9 5 I q 1 7 电动 机效 率0． 9 3 0 ． 9 3 O． 9 3 0． 9 3 0． 9 3 0 ． 9 3 0． 9 3 0 ． 9 3 0 ． 9 3 0 ． 9 3 0 ． 9 3 0 ． 9 3 小齿轮轴处功耗／ k Wh - t 9 ． 9 3 9 ． 4 4 9 ． 4 2 9 ． 6 9 9 ． 1 7 8 ． 7 7 9 ． 6 9 9 ． 3 9 9 ． 1 8 ． 9 2 8 ． 8 4 8 5 2 操 作功指 敷 W／ o 1 6 5 1 1 6． 2 1 1 6 ． 4 8 1 6． 5 3 1 5 ． 7 2 1 5 ． 5 4 l 6． 9 4 1 5 ． 6 9 1 4 ． 9 7 1 6 ． 3 4 l 5． 6 8 1 4 ． 9 3 直径 系敷 E F 0． 9 1 4 0． 9 1 4 0 ． 91 4 O． 9 1 4 0 ． 9 1 4 0 91 4 0 ． 91 4 0． 9 1 4 O ． 9 1 4 0． 9 I 4 0 ． 91 4 0 91 4 蛤矿 粒度 系翦 EF ． 1 ． 3 I ． 2 4 1 ． 3 3 1 ． 3 5 I ． 3 5 I ． 3 6 1 ． 2 7 I ． 3 1 ． 3 2 I ． 3 6 1 ． 3 3 I ． 3 与试验同等基础的操作功指数 1 3 ． 8 9 1 4 ． 3 1 3 ． 5 6 1 3 ． 4 1 2 ． 7 4 1 2 ． 5 I 4 5 9 1 3． 2 1 2． 4 I I 3 ． 1 5 1 2 ． 9 1 2 ． 5 7 棒睹机 功指 数 1 4同 目 ． Wi I 6 ． 1 1 6 ． 0 1 5 ． 7 1 7 ． 0 1 6 ． O 1 6． 7 l 5 9 1 6． 9 l 6． 2 1 3． 8 l 6． 3 1 5 ． 8 球睹机功 指 豁 6 5同 目 ． Wi I 3 ． 4 1 I ． 7 1 3 ． 4 1 3 8 1 4 ． 0 1 3 ． 7 l 2 ． 4 1 3． I 1 3 9 1 4． 0 1 3． 2 1 3 ． 0 球瞎 机功指 数 1 0 0阿 目 ． Wi 1 3 ． 2 1 2 ． 0 1 3 ． 2 1 4 ． 0 1 3 ． 3 1 2． 9 l 2 ． 8 I 3 ． 0 1 2 7 1 3． 4 l 5 ． 3 1 3 ． 1 效率[ 1 ∞ Ⅶ ， ’ 竹 6 5网目 】 1 0 3 ． 8 6 1 2 2 ． 2 2 1 0 1 2 0 9 7 l 0 I 9 I I 岫 0 9 I ． 2 4 0 I 1 7 ． 6 6 l 0 0 ． 7 6 呻 2 8 0 9 3 ． 9 2 8 9 7 ． 7 2 7 9 6 ． 6 9 2 1 9 8 2 、1 9 8 9年 及 罗 兰 和 科 约 斯 Kj o s 1 9 7 8年 著作。 3． 2 计 算方 法举例 计算方法 的 3个例 子示于表 3 ～5 。第 1 个倒 子 表 3 示 出 了棒 磨． 球 磨 回 路 中棒 磨机和球磨机 的选 择计 算 ；第 2个例子 表 4 示出 了矿石单段球磨机磨 矿的选 择计算 ； 第 3个例子 表 5 示 出 了生 产球磨 机的研 究数据 。表 5列出用于研究磨机效率 的 3台 大型球磨 机 4个月的操作数据 。这些并 联配 置 的球磨 机 2种不同的转速运行 ，处理相 同的矿石。 当可获得给矿及产品粒度分布 及每吨 矿石功耗 数据时．可利用 某些文献 和上述例 子 中所描 述的方法计算任何碎磨设 备的操作 功指 数。 碎磨设备和工艺的操作效率 可用下列公 式计 算 操作效率 w如／ Wi 1 0 0 1 0 操作效率小于 1 0 0则表 明该 回路的操 作 是高 效率 的。操作效率大于 1 0 0时 ，表 明该 回路 的操作效率较低 。如果 2种功指数 有较 大差 距 过高 或过 低 ．可 能表 明 2种功 指 4 6 数没有在 同一基础上 ．所 以需要 将效率公式 中的 2种 功指数调 整到 同一基础 上。 操作 效率是 比较磨 矿工艺和磨机操作变 量，如磨 机转速 、磨 机规格、磨矿介质尺寸 和衬板结 构的有 用工具 。操作效率可 以用于 研究采用高 压辊破 碎机 生产球磨机给矿并完 成部分球磨机应 有的功 能。操作效率也 可用 来研 究采用高 压辊破 碎机对球磨机给矿 的功 指数有何影响 。 4 经 济 效率 伯恩 斯 B u ms 和 厄 斯 金 E r s k i n e 1 9 8 3年在 题 为 “ 布干 维 尔铜 业公 司大 直径 球磨 机使 用经验”一文中，介绍 了他们是如 何进行操作功指数与可磨性试验得到功指数 的 比较，从而发现5 ． 5 m球磨 机 的磨 矿效 率 较低 。磨 机在设计 能力和每吨矿石 功耗 情况 下操作 时，磨 矿 产 品 8 0 ％过 筛 的粒 度接 近 4 8罔 目．而设 计指标 8 0 ％过 筛 的粒度 为 6 5 罔 目。他们通过平衡好产量 、精矿 品位和 回 收率 指标，获得 了最大的效益 。 不管采用任何计算方 法，经济效率 能够 衡量出破碎 及磨矿 的总性 能。 l 9 9 9年 第 4期 维普资讯 采用充 填率 一 般 为 2 5％～3 0％的 自磨 机和 半 自磨机以及大直径球磨机 是经济效率 研究需 考虑 的一 部分 。直 径小 于3 ． 2 m的球 磨机在球 荷 充填 率 为 4 5 ％～5 0％ 磨 机 容 积 时， 磨矿效 率较高 。 直径在 3 ． 2 --5 ． 0 3 m范 围内的球 磨机 在球 荷 充填 率 3 5 ％～4 5 ％时 磨矿效 率较 高。直 径5 ． 5 m以 及更 大 的球磨 机 或许 需要 2 5 ％ ～3 5 ％ 的球 荷 充填率 磨机容积 。 根据 题为“ 大 型球 磨机 的 长度 和 直径” 一 文 的讨论 R o wla n d ，1 9 8 8年 ，直径按 比例 放大因 素引起矿浆在 磨机 中停 留时间的 缩 短以及通过磨机的矿浆 流速 增加。 从某种 意 义上讲，2种情况 中的任 何 一种都 会降低 操 作效率。 磨机功率即为磨机能 力，在相同的转速 率 、相 同的 负荷 充填率 体积和相 同的磨 机 长度情况下，它随 着磨 机直径的 2 ． 3次方 之 比而变化 ，如下式 壁盟堂 一 旦 ， 1 l 、 磨机 能力 l一 D． - 3 ” 磨机容积是随着磨机直径 的 2次方之 比 增加 的，如下式 这就表 明，单位处理 能力所占有的磨机 容积 随着磨机直径 的增加 而降低。单位处理 能力 的磨球数量直接与 磨机容积有关，它也 随着磨机直径 的增加而 降低。在相 同临界转 速 率情况下 ，随着磨机 直径的增加，磨机转 数 r ／ m n 减少， 这就 意 味着单 位处理 能 力所具有 的磨球与矿 石的碰撞机会减少 。为 确定在球磨机 、 自磨机 和半 自磨机 中磨矿时 所需 的最小矿浆停 留时间和最大矿浆流速需 要做 进一步 的研究。 在 回转磨机 中， 负荷持续 不断的改变会 引起 回转 部件 机械 应 力周 期性 变 化 受 压一 受 拉一 受 压 ，其变化 数值 随磨 机直径 的增大 国外 金属 矿 山 而增大 这 些应力是磨机设计和 影响其造 价 的一个主 要部分。 5 结 语 美国 发电量约有 2 ％消耗于 矿 石的碎磨 作业上 。确信 ，碎磨设备消耗 的能 量是低效 率的。能 量保 护法要求，为改善这 种低效率 状况而进 行的研究工作应该继续进行下 去。 5 O多年 的研 究 和开 发工 作产 生 了多种 理论上低 效率的破碎机和磨矿机 的新 型设计 型式。这 些设 计使设备具有处理量大 、连续 给矿的性 能。 已经开 发出许 多大型设备 ，它 们虽然提 高了处理能力，却没有 明显地 改善 操作效率 仪表和计算机 的应 用代 替了人工 的工 艺 控 制， 并 使 操 作 效 率 提 高 5 ％ ～ l O％。为制备球磨机给矿 的高 压辊 破碎机试 验正 在进 行，这将可能 由于球磨机给矿功指 数 的减 小而改善球磨机的作业性能 。 设 备和 或 工艺需要进 一步开发，以 便能够在成 本低于或持平于现行设备 的条件 下，以较 低的能耗将连续给矿料 流碎磨成规 定的细度 。对于破碎和磨矿作业 ，能 量消耗 的 目标是接 近其理论能耗值 。 在测 定 现有 和新 开 发 的 碎 磨设 备 性 能 中，只要 此性能是 由每吨矿 石功 耗以及给 矿 和产 品粒 度分析所决定 的，那 么基于操作功 指数 的操 作效率仍将是一种有效 的方法 。 参考文献 Au s n ． LG ． Kli mp el。RR ． a n d L u c k ie． P T ． 1 9 8 4．P r o c e s sE n g n e e r in 9 o f S i z eRe d u c tn Ba t ／ M／ t ／h ． SME ， Ch a p t e r 4． P 7 6 B o n d F ． C 1 9 5 2 1 州 t h e o r y o f c o mm i n u t io n Un i n g E n e e r - i n g , Ma y ． P 4 8 4 Bo n d， F , C ， 1 9 6 o ． “ Cr u s h in ga n dg n nd ln gc a l c u l a t io n s ． Br ／b ；Sh ,C h emi- c aJ En g i n e er g , N o 6． PP 3 7 8 - 3 8 5； N o 臣 p p 5 4 3 - 5 4 8 Bu ms ． R S， an dEr s k eJG ． 1 9 8 3 ． “ Ex p e r ien c ewJ | hla 怕 e dJa m8 怕r b a l l m ill s m B o u g a i n v l ll e Co p p er L imit e d ．“ 口∞ w Mi n i S y mpo s iu m,Gfi t tdg P nm憎Of L ar g eB e M／ ／ L ／ t , SME／ AI ME f a l l m e e t i n g ．Sa l t L a k e Cl l y ． IJ T， p p 4 1 5 3 Kin g． R P ． T a v a r a s ． LM ． a n dMl d d l emis s ． S ． 1 9 97 ． Es t a b l is h i n g 1 h een ergy e ff cieP c yo t ab a l l mil 1 ． ln Co mmin u t i o nPr a c tJ c e s a S K o ma r K a wa t r a ． e d． SME． Ch a p t e r 38 ． p p 31 1 一 a 1 6 d7 ￡l 翌积 容番 机 机 鲎 瞎 维普资讯 用铁矿 赫生 产高 附力 口 值 昌铁 美 国莫梅研究 与工 程公 司总裁F． G． 林克 负责技术营销／ 商务发展副总裁 、哲学博士P． E．费 ，7，严 炉料 7 广 ，F 特 摘 要 以铁矿 粉 或钢铁 厂 古铁 废料 为原 料 ．以 非 冶金 煤 为还原 剂 ， 生产 直接 还 原 铁 或热 压块 DRI ／ HB I 的 DR y l n ⋯ M工 艺 ．不 设 干 燥 工 序 ， 直接 将 生 压 块 选 人 转 底 炉 ． 在受控 还 原气 氛 中进 行还 原 ．工艺 简单 ，基 建 投资 和运 行费 用低 ．是 一项 成熟 的技 术 。 煳 ， 姬块 言 f 料 ’ I ’ 现已开发出一种以非冶金煤作铁氧化物 的还原剂，生产直接还原 铁或热压块的新工 艺。此工艺使用铁矿 粉与锅炉 用煤 粉混 合制 成无粘结剂 的生 压块 ，然后在连续式辐射加 热炉 内进行还原 。比现有 的工 艺更胜一筹的 是 以低成本的铁矿粉 为原 料，锅炉 用煤 作还 原剂， 以及造块时不需 添加粘 结剂 。 1 9 9 1年 已预测到 ，全球纯 净废钢 短 缺， 不能满足钢水质量要求 ．对纯 净铁料 日益增 长的需求为直接还原铁工 艺的复兴提供 了机 遇 。 已想到的原料包括杂 质含量低 的直接还 原 用铁矿粉 、联合钢 厂的 含铁废料 和小型电 弧炉 炉尘。当时开发 DR y I r o n 工艺的 目的 在于 生产优质直接还原铁 ，从钢铁 厂含铁废 料 中回收铁和从被污染的炼钢炉尘 中脱 除有 色金 属氧化物。 目前 ，美 国 某 些 铁 矿 石 采 选 公 司 已 发 现，在直接还原铁 市场上 ，难 以与拥有廉价 Re p or t p f C ommi t te e on Co mmin u l i o n a n d E n e l g y C on s u mp on 1 9 日 1 ， Na 99 on a I Mete r l a lsAd v is or y B o a r d N蛐 On a l Ac a d e my o f S c ien c e s ， Pu b l ic etion NMAB 1 9 81 Ro v a ed ． C A ， 1 99 7 3 ． “ Co m p a , so n 州 v , o d kin d ic e s c a lc u la l e d I f r om o e r a l l n gd a lawi仇 t h os e仃口 m la b o r eto r yt e S l d a t a ’ Proc e e ding s T e nth 把m 佃 憎 P r o c e c s ／n g Cc w g r e s s , Th 0I n s t i l u l i o n o l Mi n i n g a n d Me t a l l u r g y L o fl d o n ． UK。 。 D 47 6 1 Ro wla n d ．C A ，1 9 7 6 ， I s of p o p l a rPo we r , ‘p r e 口 r -m ． SME ， AI ME F a l l M a e S n g D en v e r C O Ro wl a n d C． A t 99 7 8 ，‘ Oe t e r mi n etion a n d u ∞o f o p e r a S n g wo ied ic e sI n C on l r l e d g r i n din g im u i l s Ap r o p o s e da帅髑 乱 ‘ Ⅳ Op er a l s Co n 括r 朝 c e a nd E x h i b i t ,No h we s r l Br ar l曲 Au s t r a l a s n I n tut ion o f Mi n ing an d Me t a l l u r g y Mt I s a Qu e e n s la n d Au etr a l l a J u n e Ro wl a n d C． A 1 9 82 ， ‘ S e l e c t i o n of r o dmil l s h a l I mi ll s ． 阳 b b l emiI Is a n d r e gn ed mi l l s ’i n D酗哲n e n dm0 岫血 日 n n o ，C叩 卅 Ci r c u ／t s ， An df e w L Mu la r an d Ger a l d V． J a r g en s en ed s ．SME． Ch ed lar 2 3 ， 印3 9 3 - 4 3 8 48 Ro wl a n d． C． A 1 999 8 8 L a rga b I mi ll s l e n g t h a n d d i a r n e t e r P r o c e e d i n g sXV ／ n e ros i o n Min e r Pmc a s s 咖CO n g r e s s ,K S F 。r B b e f q | e d El s e v i e A m s t e r d