球磨机的磨矿理论研究

早在二十世纪二十年代，戴维斯就系统的对球磨机的磨矿理论进行了研究，之后国内外学者对介质的运动规律、介质尺寸的确定和球磨机功率的确定进行了大量研究，取得了很多研究成果。

球磨机中物料的运动形态直接决定球磨机的功耗、钢耗等工作性能。在介质运动形态方面，可将国内外学者的观点归纳为三种:纯二相运动理论、三相混合运动理论以及肾形蠕动理论。纯二相运动理论认为球磨机中各层介质的运动轨迹是相似的，颗粒在球磨机中的运动轨迹分为两种:转速低时，颗粒先是做圆周运动上升，到达一定高度后沿着颗粒堆表面滑落，这种运动状态称为“泻落式运动”；高速时，介质的上升轨迹仍然是圆弧，但颗粒随后就沿着抛物线轨迹运动。三相混合理论则认为各层介质的运动轨迹不相同，有圆周运动、泻落运动和抛落运动三种。肾形蠕动理论认为靠近筒体中心的地方存在一个“惰性区”，该区域内颗粒运动十分缓慢，对矿料基本上没有研磨作用。目前，大多研究都是在纯二相运动理论的基础上进行的。

介质尺寸的合理与否决定着破碎能量的合理与否，也就决定着磨矿效果的好坏。介质尺寸的大小还严重影响着钢耗及电耗的高低。国外许多研究人员根据实验研究，己经总结出几种用于计算适宜的介质尺寸的方法，如拉苏莫夫公式、奥列夫斯基公式和邦德公式等，这些公式大都是经验公式，与国内情况不尽相符。

我国球磨机所用介质尺寸偏大，球径过大会产生介质和衬板磨损加剧、矿料粒度不均匀、工作噪音大，能耗高等严重危害，因此球径计算精确化就显得特别重要。基于此，段希详在一定的假设基础上根据破碎过程的原理(即:介质的冲击能量应大于矿石破碎需要的能量时，矿石才会破碎)按照抛落状态分析推导出介质直径的计算公式，并考虑了泻落介质的破碎作用，将数值适当增大，对没有考虑到的因素进行了修正。该公式的修正系数考虑了入料粒级的影响，因此对于粗粒或者细粒给矿均与实际相符，对不同硬度的矿石均适用，能够反映我国的实际国情。何云推导出的计算介质最大直径的计算公式考虑了磨机的直径、物料的粒度和硬度等因素的影响，与实际情况较为符合，且计算较为简单。

根据多年现场生产实践经验对给矿粒度和介质直径进行优先数标准化处理，并考虑最小粒度和最大粒度对应的介质直径，带入拉苏莫夫公式得到了红星的球磨机介质尺寸计算公式，但是该公式没有与实践进行对比，有效性有待验证。

介质填充率影响介质的运动状态，从而影响磨矿效率和生产能力，目前还没有普遍公认的计算公式确定最佳填充率，很多资料只是给出了填充率的范围。何云认为最佳填充率是在保证介质既不滑动或滚动，也不失去正常轨迹情况下，使其具有最大的的冲击力和一定的研磨作用的填充率，根据这一原则推导出了最佳填充率的计算公式，并将计算果与工程实践进行对比，验证了公式的有效性。

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