CN104437762B - 一种超细磨球磨机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种超细磨球磨机，包括：筒体（5），设有给料端盖（4）和排料端盖（6），其内部充填磨矿介质；第一格子衬板，设于所述筒体（5）的排料端；还包括：第二格子衬板，设于所述筒体（5）的进料端，所述第一格子衬板与第二格子衬板之间形成容纳所述磨矿介质的空间。该球磨机具有较高的磨矿介质充填率和容积利用率，磨矿介质处于泻落式工作状态并可完成选择性磨矿，具有处理量大、磨矿效率高、使用成本低、磨矿介质消耗量小等特点。

Description

一种超细磨球磨机
技术领域
本发明涉及选矿设备技术领域，特别是用于对矿石进行超细磨以便进行后续选别的球磨机。
背景技术
对于有用矿物呈微细粒嵌布的矿石（如铁矿）资源，需要采用超细磨技术使有用矿物单体解离，以便进行后续的选别。
目前，在我国的铁矿选矿厂，仍主要采用普通溢流型球磨机进行铁矿超细磨。当采用球磨机单体解离矿石中的矿物时，磨矿能耗费用是相当高的，在碎磨过程中，矿物单体解离所需要的电能消耗约占选矿厂总电能消耗的45～65％；同时磨矿作业也是消耗钢球和衬板很大的作业，因此在整个选矿成本中，磨矿费用占很大的比例；在应用常规的球磨机将矿石磨至20μm以下时，磨矿费用随磨矿细度变细呈指数函数关系增加。即使磨矿细度能够使有用矿物得到单体解离，但由于常规球磨机超细磨磨矿效率低，经常会发生过磨现象，使得许多有用矿物损失到矿泥中。
请参考图1，图1为普通溢流型球磨机的结构示意图。
溢流型球磨机的筒体1＇两端设有给料端盖2＇和排料端盖3＇，经主轴承4＇支撑在基础上，电动机5＇经减速机6＇带动套在筒体1＇外面的齿圈7＇，从而驱动筒体1＇旋转，依靠内部磨矿介质钢球8＇（或钢段）的运动实现磨矿作用。
请参考图2、图3、图4，图2为球磨机内部钢球的泄落式运动状态示意图；图3为球磨机内部钢球的抛落式运动状态示意图；图4为球磨机内部钢球的离心式运动状态示意图。
如图所示，球磨机内钢球的运动有三种典型的状态：泻落式、抛落式和离心式运动。当球磨机内装有磨矿介质钢球时，钢球的运动状态随球磨机转速的变化而变化。由于离心式运动不产生磨矿作用，因此球磨机实际的工作状态仅为泻落式和抛落式运动。
由于球磨机在抛落式工作状态时，钢球对矿石的冲击作用较强，因此常见于粗磨，在进行超细磨矿时，钢球泻落式工作状态由于对矿石的磨剥作用较强，是较好的选择。
从普通溢流型球磨机的筒体结构可以看出，由于受到给、排料端中空轴的限制，球磨机筒体内的矿浆液面不会超过中空轴的下沿太高，筒体内的矿浆呈溢流形式从排料端的中空轴排出。该筒体结构造成球磨机容积利用率较小，特别是钢球为泻落式工作状态时，钢球充填率不能太高，给矿量也不能太大，造成磨矿效率低、单位能耗高等问题。
格子型球磨机比溢流型球磨机产量高，其排矿端设有格子衬板，格子衬板上设有许多篦孔，以便排出矿浆，格子衬板靠近排矿端的一侧，安装有矿浆提升装置，这是一种放射状的棱条，棱条将格子衬板和端盖之间的空间分成若干个通向中空轴颈的扇形室。
当球磨机旋转时，放射状棱条起着提升矿浆的作用，将由格子衬板上篦孔排出的矿浆提升到排矿中空轴颈，通过中空轴颈再从球磨机排出，所以该球磨机的工作特点主要是强迫排矿，生产能力较高。但是，由于受进料端中空轴颈结构的限制，其磨矿介质装填率和单位容积产量依然有限。
因此，如何提高格子型球磨机的磨矿介质充填率和容积利用率，是本领域技术人员需要解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种超细磨球磨机。该球磨机具有较高的磨矿介质充填率和容积利用率，磨矿介质处于泻落式工作状态并可完成选择性磨矿，具有处理量大、磨矿效率高、运行成本低、磨矿介质消耗量小等特点。
为实现上述目的，本发明提供一种超细磨球磨机，包括：
筒体，设有给料端盖和排料端盖，其内部充填磨矿介质；
第一格子衬板，设于所述筒体的排料端；还包括：
第二格子衬板，设于所述筒体的进料端，所述第一格子衬板与第二格子衬板之间形成容纳所述磨矿介质的空间。
优选地，所述筒体的进料路径和排料路径分别具有高于筒体顶部的进料液位和排料液位。
优选地，所述筒体外部在给料端和排料端分别设有高位给矿箱和高位排矿箱，且所述高位给矿箱的给矿管的液位高度大于所述高位排矿箱的排矿管的液位高度。
优选地，所述筒体的内壁上设有轴线与筒体中心线相重合的螺旋形衬板。
优选地，所述螺旋形衬板为磁性衬板。
优选地，所述磨矿介质为钢球或钢段。
优选地，所述筒体两端通过主轴承安装于基础上。
优选地，进一步包括驱动装置，其电动机经减速机带动所述筒体外围的齿圈，所述齿圈带动所述筒体旋转。
本发明提供的超细磨球磨机，其筒体内部的进料端和出料端均设有格子衬板，从而形成容纳并保持磨矿介质的空间。当磨矿介质在筒体内部做泄落式或抛落式运动时，其运行高度虽然会超过筒体中心线，但是在两侧格子衬板的限制作用下，不会从进料口和出料口溢出，从而突破了格子型球磨机进料端的限制，提高了球磨机的磨矿介质充填率和容积利用率，有利于球磨机在较高转速条件下，实现磨矿介质的泻落式工作状态，满足超细磨矿的需要，同时具有一定的选择性磨矿作用，具有处理量大、磨矿效率高、节约能源、降低钢球消耗等优点。
在一种优选方案中，采用高位给矿箱和高位排矿箱的设计，使矿浆能够利用给料液面和排料液面的压力差在球磨机筒体中运动，同时，还可以控制矿浆在磨机中的停留时间，满足超细磨的需要。
附图说明
图1为普通溢流型球磨机的结构示意图；
图2为球磨机内部钢球的泄落式运动状态示意图；
图3为球磨机内部钢球的抛落式运动状态示意图；
图4为球磨机内部钢球的离心式运动状态示意图；
图5为本发明所提供超细磨球磨机的一种具体实施方式的结构示意图；
图6为图5所示超细磨球磨机在工作时筒体内矿浆及钢球的运动状态示意图；
图7为本发明所提供超细磨球磨机的另一种具体实施方式的结构示意图。
图1至图4中：
筒体1＇ 给料端盖2＇ 排料端盖3＇ 主轴承4＇ 电动机5＇ 减速机6＇ 齿圈7＇钢球8＇
图5至图7中：
1.高位给矿箱 2.高位排矿箱 3.主轴承 4.给料端盖 5.筒体6.排料端盖7.给料端格子衬板 8.排料端格子衬板 9.齿圈 10.减速机 11.电动机 12.钢球13.螺旋形衬板 14.矿浆
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
请参考图5、图6，图5为本发明所提供超细磨球磨机的一种具体实施方式的结构示意图；图6为图5所示超细磨球磨机在工作时筒体内矿浆及钢球的运动状态示意图。
在一种具体实施方式中，本发明提供的超细磨球磨机主要由驱动装置、磨矿单元以及给排料装置等组成，其中，给料端盖4、筒体5和排料端盖6组成球磨机的磨矿单元，经主轴承3支撑在基础上，磨矿单元内装有磨矿介质钢球12（或钢段）。
驱动装置的电动机11经减速机10带动筒体5外围的齿圈9，从而驱动磨矿单元旋转，通过内部钢球12的运动实现磨矿目的。
在球磨机的筒体5中分别设有给料端格子衬板7和排料端格子衬板8，其篦孔尺寸小于钢球12的直径，以保证在矿浆14任意通过的前提下，具有较高充填率的磨矿介质钢球不会从给、排料口溢出，堵塞矿浆通道。
为了实现超细磨矿，筒体5的进料路径和排料路径分别具有高于筒体顶部的进料液位和排料液位。
具体地，可设计高位给矿箱1和高位排矿箱2，分别安装于球磨机的给料端和排料端，“高位”指其液面高于筒体5的顶部，高位给矿箱1与筒体5相连通的给矿管高度比高位排矿箱2与筒体5相连通的排矿管高度高，矿浆14利用给矿和排矿液面的压力差在球磨机筒体中运动，原矿矿浆通过高位给矿箱1的给矿口给入，磨矿产品则作为溢流通过高位排矿箱2的排矿口排出，由于球磨机筒体内磨矿介质钢球充填率较高，因此矿浆14必须通过介质层才能到达排料口（箭头为矿浆流动方向），保证了充分的磨矿。
高位给矿箱1和高位排矿箱2的设计，突破了常规格子型球磨机进料端的限制，同时提高介质充填率和容积利用率，有利于球磨机在较高转速条件下，实现钢球的泻落式工作状态（图中曲线为钢球运动轨迹）。同时，高位给、排矿箱的设计，可以控制矿浆14在球磨机中的停留时间，满足超细磨的需要。
通过提高磨矿介质充填率和容积利用率，有利于在较高转速条件下，实现磨矿介质的泻落式工作状态，实现超细磨矿的目的，同时，矿浆从给料端盖进入筒体后可充满筒体，根据沉降原理，粒度较细的矿粒大部分会位于上层，与磨矿介质接触几率很小，能够直接或经过较少的研磨后从排料端盖输出，以避免发生过磨现象，而粒度较粗的矿粒大部分会沉积到下层，能够被磨矿介质充分磨碎，从而实现选择性磨矿，与普通溢流型球磨机相比，具有处理量大、磨矿效率高、节约能源、降低钢球消耗等优点。
可以理解，高位给矿箱1和高位排矿箱2的作用主要有两点:其一是为了使矿浆14能够充满筒体5，从而充分利用筒体5的内部空间，使矿浆14能够与钢球12充分的接触，其二是为了利用“水塔”供水的原理形成液面压力差，从而使矿浆14在筒体5内部能够从进料口向排料口自行流动。因此可以采用这样的替代方案，即在保证进料液位和排料液位高于筒体顶部的情况下，不采用高位给矿箱1和高位排矿箱2，而是通过柱塞泵等设备向筒体5内加注矿浆14，同样能够实现上述目的。
请参考图7，图7为本发明所提供超细磨球磨机的另一种具体实施方式的结构示意图。
在另一种具体实施方式中，筒体5的内壁上增设有轴线与筒体中心线相重合的螺旋形衬板13，在筒体内钢球充填率较高和筒体转速较低的情况下,增强了钢球12在轴向和径向上的运动频率和幅度（图中曲线为钢球运动轨迹），使钢球12的泻落式运动更适合于超细磨矿，提高了超细磨磨矿的效率，其余结构与上述实施方式基本相同，不再赘述。
作为进一步改进，可采用磁性螺旋形衬板，以通过磁性作用，在其表面吸附一定数量的钢球12形成保护层，从而减轻钢球12与螺旋形衬板13之间的磨损，既在一定程度上降低了钢球12的消耗，又延长了螺旋形衬板13的使用寿命。
当然，上述实施例仅是本发明的优选方案，具体并不局限于此，在此基础上可根据实际需要作出具有针对性的调整，从而得到不同的实施方式。由于可能实现的方式较多，这里就不再一一举例说明。
以上对本发明所提供的超细磨球磨机进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种超细磨球磨机，包括：
筒体(5)，设有给料端盖(4)和排料端盖(6)，其内部充填磨矿介质；
第一格子衬板，设于所述筒体(5)的排料端；
其特征在于，还包括：
第二格子衬板，设于所述筒体(5)的进料端，所述第一格子衬板与第二格子衬板之间形成容纳所述磨矿介质的空间；
所述筒体(5)的进料路径和排料路径分别具有高于筒体顶部的进料液位和排料液位。
2.根据权利要求1所述超细磨球磨机，其特征在于，所述筒体(5)外部在给料端和排料端分别设有高位给矿箱(1)和高位排矿箱(2)，且所述高位给矿箱(1)的给矿管的液位高度大于所述高位排矿箱(2)的排矿管的液位高度。
3.根据权利要求1或2所述超细磨球磨机，其特征在于，所述筒体(5)的内壁上设有轴线与筒体中心线相重合的螺旋形衬板(13)。
4.根据权利要求3所述超细磨球磨机，其特征在于，所述螺旋形衬板(13)为磁性衬板。
5.根据权利要求1或2所述超细磨球磨机，其特征在于，所述磨矿介质为钢球(12)或钢段。
6.根据权利要求1或2所述超细磨球磨机，其特征在于，所述筒体(5)两端通过主轴承(3)安装于基础上。
7.根据权利要求1或2所述超细磨球磨机，其特征在于，进一步包括驱动装置，其电动机(11)经减速机(10)带动所述筒体(5)外围的齿圈(9)，所述齿圈(9)带动所述筒体(5)旋转。
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