球磨机在闭路磨矿的选择性磨碎作用

　　选矿厂的磨矿机，除棒磨机自身有控制产品拉度的性能而可开路工作外，绝大部分球磨机是处于闭路条件下工作的。因此，研究球磨机在闭路下的磨矿情形具有普遍意义。

　　一、闭路循环的磨矿特性

　　闭路磨矿是指用分级设备与球磨机构成闭路循环的磨矿操作工艺。分级设备的作用主要是：

　　（1）控制球磨机产品粒度的粗细。球磨机内部没有控制产品拉度的功能，只好借助其外部的分级机来完成。因此，球磨机通常多为闭路工作。将不合格的粗粒返回球磨机再磨，直到成为合格粒子从分级机中排出。

　　（2）分级机产出的沉砂返回球磨机以后可以改善其工作状况，提高工作效率。因此，分析闭路磨矿时的磨矿特性，重点应该分析返砂在磨矿过程中的作用。

　　返砂是经过磨矿以后粒度不合格而又快接近合格的矿粒，返回球磨机后稍加磨碎就能成为合格产品，所以大量返砂的加入必然使合格矿粒增多。分析可知，球磨机内沿整个轴向长度工作效率并不均衡：给矿端矿料中粗级别（大于磨矿粒度的级别）含量高，钢球打击及研磨粗粒级的概率高，磨碎效率也高；排矿端矿料中粗粒级别少，钢球打击及研磨粗粒的概率低，工作效率也低。

　　换言之，球磨机的磨碎效率从给矿端到排矿端是逐渐降低的，原因主要是粗粒级沿轴向分布的不均匀性，而返砂的加入恰恰改变了这种粗粒级的不合理分布。从理论上说返砂都应该是粗粒级，但实际上难免夹杂不少细粒级（粒度小于规定磨矿粒度的级别），尽管如此，返砂中毕竟大部分还是粗粒级。

　　返砂不仅粒度粒级，而且量大（闭路磨矿返砂量通常为新给矿的1~3倍，大时达5倍），所以返砂的加入使球磨机内物料流动速度加快，沿轴向长度粗粒级分布趋向均匀，使钢球在球磨机整个长度上均能高效率工作，故闭路磨矿可提高效率，合格矿粒产量增加。又由多项实验得出，返砂量少（只有百分之几十）起不了多少作用，返砂量太多也是无益的，因为当返砂量已能使沿球磨机轴向长度粗粒级分布比较均匀及钢球能高效率工作时，继续增加返砂量显然是多余的，而且，当返砂量多到超过球磨机的通过能力时还会发生阻塞而变为有害。

　　从破碎理论上说，增加返砂量并不增加球磨机的功耗，只是增快球磨机内物料流动的速度（球磨机内钢球及物料的充填状态亦未发生变化）。因为按雷廷格面积学说，表面积增加就要增加功耗，而在闭路磨矿时磨矿产品的表面积并未增加，只是粒度变粗形成过粉碎部分减少，生成更多粒度均匀的合格粒级。

　　所以，闭路磨矿虽然产量增加，但总表面积不变，故不增加磨矿能耗。可见，闭路磨矿无论从产出合格粒子及有效利用磨矿能耗等均比较合理。

　　由上述分析可知，开路磨矿时破碎力难于精确，即使给矿端合理排矿端也不合理，所以开路磨矿的选择性磨碎作用弱；而闭路磨矿时沿整个球磨机轴向长度破碎力的作用均比较精确，使矿物解离的选择性提高及选择性地磨碎粗级别，因此，闭路磨矿的选择性磨碎作用强，产品拉度均匀而相对较粗。

　　此外，开路磨矿时由于物料只通过球磨机一次，而一次又必须将物料磨细，于是物料被磨的时间长，过粉碎现象严重；而闭路磨矿时合格的矿粒可以及时排出，不合格的粗粒可以多次通过球磨机，且每次通过的时间短，于是每次被磨的时间亦短，同时由于通过的次数多被磨的机会多，这些均有利于粗级别的磨碎，也有利于选择性解离。

　　二、闭路循环磨矿的产品特性

　　如上所述，闭路磨矿产品的解离度高，有害的过粉碎轻，产品合格，粒度又相对较粗，这些对选别回收及下一步的产品处理较为有利。

　　由干闭路磨矿的产品过扮碎轻，这对性脆易碎的矿物而言尤其有意义，如钨矿石、锡矿石、锑矿石、铅矿石及汞矿的磨矿，减轻过粉碎将有着较大的技术意义及经济意义。