有色矿冶自磨机结构对自磨工艺的影响分析武志林，高志华形式，自返装置及磨机转速率等。本文就自磨机结构对工艺影响作以分析。
：2012-01 1自磨机的直径D、长度L以及长径比L/D对自磨机工艺的影响湿式自磨机的结构如所示，是由筒体和进、排料端盖2、构成磨矿空间，空间内部，在进料端镶有波峰衬板3和端盖衬板4，筒体部分有简体衬板5和提升衬板6，在排料端有簸箕板8格子板7，在排矿中空轴颈内装有圆筒筛10和自返装置11.各部分的结构形式对自磨机工艺都有直接影响。其中各部分的衬板的使用寿命还影响自磨机的作业率。
1给矿小车；2进料端盖；3波峰衬板；4端衬板；5筒体衬板；6提升衬板；7格子板；8簸箕板；9排料端盖；10圆筒筛；11自返装置自磨机的处理能力随磨机的规格的增大而增加，一般它们的关系可用下式表示：可见，自磨机的处理能力和磨机直径的2. 5次方成比例而与长度的0-85~0-95次方成比例。欲提高磨机处理能力，加大磨机直径比加大筒体长度来得迅速。所以自磨机的规格由20世纪50年代对于某一特定的矿石，根据矿石性质，自磨机的L/D之比有一个适宜值。如自磨机的L/D比选择不当，则会引起磨机内被磨物料的偏析，从而对自磨机处理能力和产品质量有影响。因此在采用自磨机前应对矿石进行试验，以确定适宜的L/D比。瑞典波立登公司自磨试验表明，物料表面积对于有用矿物单体解离是个重要因素，筒体较长的磨机比外形较短的磨机是有更大的磨矿负载表面积，筒体较长的磨机单位功耗低于筒体较短的磨机。另外实践还指出，衬板磨损随L/D的增大而减小。因此，从衬板磨损角度亦应倾向于选择L/D =1甚至再大一些的长径比的磨机。
表1国外铁矿石自磨机规格变化趋向表投产时间选厂磨机规格DxL（m）径长比L/D邦格恩派尔谢尔曼希宾澳大利亚金矿智利铜矿澳大利亚锌矿澳大利亚金矿智利铜矿巴西铜矿巴西金矿智利铜矿澳大利亚铁矿由于选厂规模曰趋增大，在考虑处理能力、磨矿细度、衬板磨损等因素基础上，近年自磨机规格（直径）日益增大趋势亦停止，而L/D比值确在增大。
随着长径比的增加，自磨机单位容积的装机容量也会有所降低。
2筒体的提升衬板对自磨工艺的影响1提升衬板；2平衬板自磨机的筒体衬板是由平衬板和提升衬板组成。如所示。提升衬板的作用，主要是提升矿石，改变矿石的运动轨迹和运动状态。它直接影响磨矿的效果。提升衬板高度增加对矿石提升高度（特别是大块矿石）也增加，从而增加了矿石冲击能力，又增加了矿石间的磨剥力，因此磨矿效果好。同时对电能消耗也有影响。提升衬板的间距应大于最大给矿粒度。提升衬板高度和间距的比值，对电能消耗及处理能力也有影响。
国外对筒体衬板和提升衬板的形式研究得比较透彻。根据托克松的数据，提升衬板的高度增加45.7mm 880mm自磨机所需功率会降低10.4%，提升板高度和所需功率之间存在着稳定的比例关系。随着提升板之间的距离缩小，所需功率，处理能力和+0.074mm粒级的产率都在降低，但是按-0.级别计算的粉磨效率（T/kWd）有所提高。
美国哈丁公司和邦格矿厂认为提升衬板高度和距离的最佳比例为1：4或1：5. 8m湿式自磨机提升衬板由原来的80mm增至150mm，提升衬板高度与间距之间比由原来的8. 6降为4.5，改进后衬板使用寿命增高0.45~7倍，平均寿命为7 ~8个月。
表2是沈重在歪头山选矿厂所做的提升衬板高度，间距对自磨机效率的影响的试验结果。
由表2可见，由于提升衬板加高，间距适宜，磨矿效率提高30%，但产品中细粒级含量降低，产品粒度有所变粗。
表2不同S/H比，值对自磨效率的影响设计高度实测高度提升板间测定总处理能排矿粒度目）对于中等硬度的矿石，提升衬板高度影响不太敏感，但也要保持最低要求某自磨厂处理矿石的硬度f 8~12，矿石比重2.69，提升衬板高度在150~60mm，对磨矿效率无明显影响。但提升衬板高度磨至60mm以下时，磨矿效率明显下降。
提升衬板高度增加使冲击作用增加而磨剥作用减少，使磨矿产品粒度变粗，产量提高。例如，第七砂轮厂采用干式04.0x1.2m自磨机粉磨16~120刚玉粗产品，要求-120细粒级尽量少。原提升板有效高度为130mm，距离与高度的比为4.5：1.第一次改进，将21块提升衬板中的7块由130腿增高到280mm，增高后的间距与高度比为6.26：1，16 ~120的加工成品率由60%左右提高到65.4%.第二次改进高度由280mm增到526mm，间距与高度比为3.38：1，成品率提高到70%左右。第三次改进又加高度到580mm，但加工成品率无明显变化。说明提升板增加高度能增加冲击作用，但也有一定限度。
自磨机衬板特别提升衬板对磨矿效率和产品质量有直接影响，提升衬板的结构形式和介质又影响到检修和设音作业率，所以国内外对衬板方面的研究和改进进行了大量工作。为了使自磨机长时间运转，对衬板材质、厚度提出了很高要求。为此，国外多采用耐磨的碳铬钼钢、硬镍合金铸铁等。如加拿大格里菲斯选矿自磨机衬板，根据不同部位受冲击和磨蚀情况采用不同材质衬板：提升衬板用铬钼钢铸成，受冲击部位用高锰钢，磨蚀大的部位用硬镍合金，全套衬板共17种规格。而美国恩派尔自磨机提升衬板由两块组成并带有可更换的提升条，提升条由含碳0.85%铬钢制成，楔形压块为高锰钢。
国外正在研制磨机橡胶衬板，据悉北欧六个湿式自磨厂，美国9个公司所属自磨，球磨，砾磨设音全部采用了橡胶衬板。瑞典瓦斯堡选矿厂在1967年，由于矿石硬磨蚀性强以及能耗较高，为了降低消耗，缩短停车时间，及减轻劳动强度，进行了全部橡胶衬板的试验，并取得成功。橡胶衬板包括3 ~4英寸厚的平衬板，高度为8英寸和12英寸（以后改为16英寸）两种高低相间的提升衬板，提升衬板间距为15英寸。
自磨机的生产能力与筒体转速成比例增加，而衬板的磨损则与转速的平方成正比增加，如果转速增加12%，则衬板的磨损率增加23%.所以，选择合适的衬板断面以后，不仅要提高衬板材料的耐磨性能，而且还必须合理地确定筒体的转速。因此，在提高磨矿机的处理能力和磨矿效率时，延长衬板的使用寿命，减少磨矿介质的消耗和降低磨矿成本，对磨矿机的经济运转是非常重要的。
3进料端波峰衬板和徘料端格子板为了保证矿石在磨机内产生侧向反击作用，防止大小矿块形成偏析现象，筒体两边端盖装有波峰衬板。波峰衬板的断面一般为等边三角形，其结构尺寸F=中L是衬板内外径之差，m是波峰处的竞度）。
进料端衬板a半截护筋、低波峰衬板；b全护筋、高波峰衬板进料端衬板：如所示，除了在衬板靠近中心的一侧，设有250mm高的波峰外，为了避免矿石环向运动的磨损，从外圈衬板上设有80mmX 80mm截面的护筋，即半截护筋，低波峰衬板（图a）。实践证明，波峰高增到：330mm，并在内圈上也增加护筋，即全护筋，高波峰衬板。其寿命可延长2 ~2.5倍。歪头山铁矿自磨机投产后，把外圈护筋高度由50mm改为70mm，内圈也增设了70mm护筋，并把波峰高度由250mm增高到330mm，增加对矿石的提升能力，提高了磨矿效率，且使衬板使用寿命延长一倍。
排矿格子板：介质磨矿与自磨磨矿主要区别在于排矿粒度组成和粒度界限，以湿式格子型球磨机为例：磨矿的给矿粒度很小（一般为3矿石在磨机中停留时间较长，因此，排矿粒度很细，尺寸界限很窄（一般为5mm以下），易产生过粉碎现象，其排矿粒度可由给矿速度和排矿浓度来控制。
球磨机排矿格子孔隙一般说来稍大或接近于给矿粒度的尺寸。因此它不是控制排矿粒度而是控制介质排出。它只是起篦子作用。在自磨磨矿中给矿粒度很大，而在排矿端凡小于格子孔隙者均可以及时地排出。这样，格子孔隙大小就成了控制排矿粒度界限尺寸（一般在20mm以下）的构件，因此它是起筛分作用的。自磨排矿粒度界限尺寸很竞，但细粒级别含量很大，所以增大格子孔隙时，只能增加最大粒度部分，而细粒级别变化不大。
格子板按矿浆可排出的液面位置不同，可分为高水平排矿（不常用），中水平排矿和低水平排矿三种，如所示。在物料充填率为45%左右情况下，用中水平排矿位置，即可满足排矿要求，但低充填率（低于20%）时，就有排不出料的可能。目前中、低水平排矿均有使用，大量的自磨机采用低水平排料。
格子板的孔隙大小和总开孔面积与格子板面积的百分率（即开孔率），对矿浆的流通有影响，尤其对于粘浆影响更大。孔隙大，虽然开孔率低，但比孔隙小开孔率高的格子板便于矿浆流通且通过能力也较大。
4自逅装置在自磨机排矿端的自返装置，它是由圆筒筛，返砂管和返砂勺组成。矿浆通过格子板后，被格子板后面的簸箕板送进自返装置的筛上，大块物料在筛上运动到另一端的返矿勺内，在返砂勺回转运动中，送入返砂管内，返砂管内的螺旋片，将大块，物料推送到磨机之内再磨。筛下物料沿着出料衬套排出于机外。
1圆筒筛；2返砂管；3返砂勺自返装置是一种结构简单的分级装置，圆筒筛可以从通过格子板的20~30mm物料中分排出5mm以下的产品，以控制磨机的排出粒度，因此，格子板孔隙可以适当放大，以增加磨机内物料的流动，进而可以提高磨矿效率。
经自返装置返回的矿石，在排矿格子板中部进入自磨机，虽然自磨机在制造时已从各方面考虑了克服矿石“偏析”现象的可能性，而且自磨机长度小于直径很多，进料端和返回的矿石互成交叉抛落于磨机中心，但也存在着返回的矿石不经过磨矿，又直接从排矿格子板排出的可能。如返回磨机矿石不经再磨又直接从格子板排出，格子板的有效截面就始终被这部分循环的矿石所占据，因而就减少了其他合格粒子的排出速度，这也容易造成矿石的过粉碎，影响磨矿效率。
自返装置中圆筒筛实际上是起着控制磨机排矿粒度的作用的，筛孔的大小对磨机运转情况有直接影响，孔小时，返回矿量增加影响磨机生产能力也容易造成过粉碎。自返装置国内用得比较普遍。国外多采用联合式分级设音，而一段分级设音常用振动筛或圆筒筛。安装在自磨机排矿端的圆筒筛，具有配置紧凑，节省场地，处理能力大和操作方便等优点。应用圆筒筛具有高效率的要点是：（1）要把筛子接到轴端外部（不宜装在轴颈内部），并适当加长。⑵必须增加高压水冲洗，解决筛孔堵塞问题。
5自磨机的转速率自磨机的临界转数小于同一内径的球磨机的理在着实际上的相对滑动，所以那样定义的临界转数只能是理论临界转数。至于自磨机，由于提升衬板之间的矿粒芫全不存在相对滑动，所以它的理论临界转数和实际的临界转数是一致的。
自磨工艺，是通过矿石之间互相冲击，磨剥，而达到碎磨作用的，而能量，是通过自磨机筒体不断旋转，把机械能传递给矿石获得并转变为破碎能而实现磨矿的。自磨机内冲击，磨剥作用力的大小和两者之间强弱分配，主要也是依赖转速大小而决定的。
转速高，冲击作用强，转速低，磨剥作用大。例如，对性脆难磨的白刚玉，在试验时，当只考虑硬度大而采用高转速（24r/min，22r/min，试验磨机用2.4mX0.9m），在白刚玉给入磨机后，迅速破碎成为2mm左右的小结晶体，小晶体的硬度大难磨，达不到产品细度要求，造成几十倍的循环负荷，磨矿作业无法进行下去。当把转速降低到17r/min（转速率为61.3%），增加了磨剥作用，才使小结晶磨到要求的产品细度。
转速对磨矿效率起重要作用。瓦斯堡实践指出，在低于爆落传速的适宜转速下进行自磨，对于发挥磨机正常工作是很关键的因素。在较高转速下，磨机破碎作用增强了，磨机内物料的上限粒子（大颗粒）少了，同时形成碎片和砾石，这就降低了自磨机效率。为此瓦斯堡采用不超过70%的低转速率，以求磨机内保有足够的良好介质，维持较好的磨矿作用。
苏联MexaHC6P的研究试验指出，当自磨机L/D比值增大时，磨机最佳转速应降低。如表3所示。
表3自磨机L/D与最佳转速率自磨机长径比（L/D）最佳转速率温多尔夫指出，自磨机衬板磨损至少和磨机转速的平方成正比。因此，应对磨机处理能力，产品质量，衬板磨损等进行综合分析，特别是自磨机基于磨矿介质在彼此滚动中相互磨剥而粉碎的主导作用，国外自磨机转速多趋向于低转速率，即在临界转速的60%~75%的转速下运行。
一定的转速率对原矿的一定粒度组成有一定的适应性。自磨机的转速率，还同矿石的比重有关。最适宜的转速率是在一定范围内的变动量。在实际应用中，应作具体探讨方可获得最佳值。转速率是自磨生产中非常重要的参数之一，国内目前定型的自磨机其转速均已固定，无伸缩余地。所以采用自磨机前，应尽可能作最佳转速试验，以充分发挥磨机效率。自磨机的制造单位，应从机械或电器方面适当考虑能有调整磨机转速的措施。为简便起见，在机械上，可采用更换小齿轮的办法而达到改变磨机转速的目的。
（下转第46页）位更高时节能效果会更好，但是吹炼工序热平衡不易掌握，会有较多冷料，返料无法处理。
余热回收产量39~45t/h.余热锅炉的设置不仅是为了回收余热，也是降温、除尘等工艺要求的必须部分。烟气温度从1217C降到350C，除尘效率30%. ~45t/h中压饱和蒸汽除了发电之外，无适合的用途，设5700kW/6kV发电机组，年发电量3564万kWh，折41 399t标准煤，使每吨粗铜的能耗下降144kg标准煤。
⑶发电机组选用凝汽式，当采暖期使用低压蒸汽时，可抽出一定量低压蒸汽使用，使蒸汽逐级利用。
节电措施采用同步电动机以改善功率因数，减少无功损失；电收尘的高温风机采用频调速装置。
3.4.4其它节能措施不选用己公布淘汰的机电产品；加强炉窑、热力管网系统保温；必要时选用变频调速，如风机、水泵等；降低熔炼炉供风压力，争取顶吹浸没熔池熔炼炉喷抢的供风压力低于022MPa（金昌、云锡）或0.15MPa（云冶、曲靖）。
4结语本次铜熔炼工艺改造后，由于是氧气顶吹熔炼池熔炼的先进技术，其充分利用了精矿熔炼的反应热；再加之余热回收，利用蒸汽发电；更重要的是熔炼炉的燃料为竖罐炼锌残渣等技术，因此粗铜的能耗降至459kg标煤/吨粗铜，这是一个相当大的进步，按年产铜10万t/a计算，全年节省标煤45800t.（上接第43页）