礦山行業(yè)中重要的黑箱設備及存在的問題

2022-01-22 15:32:17
來源：公眾號：億代天問
作者：老呆
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文章來源于公眾號：億代天問，作者：老呆

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礦山行業(yè)中重要的黑箱設備及存在的問題

（“選礦那些事”老呆說系列二）

說在正文前的話：本人年逾天命，工科畢業(yè)，機械工程專業(yè)，高級工程師職稱。從業(yè)三十余年，期間有二十多年從事選礦職業(yè)，近來重抄舊業(yè)，覺得選礦行業(yè)還是存在不少問題，如管理粗放、效率低下、生產成本高，浪費現(xiàn)象多，技術含量不高，自動化程度過低，不受職業(yè)青睞等。自己也做過一些思考，有一些心得，再三權衡后，還是決定寫出來，共同仁參考，希望對人對事有所裨益。牽扯個人經驗和技術，可能暫時會保留一點，畢竟我還得靠職業(yè)生存，也請予理解。如文字有疏漏，觀點有不妥，請以求同存異之心為懷。

本系列文章，目前計劃有三四十篇，預計一到二周發(fā)一篇，并和其它類文章交替上傳。

破碎工具的發(fā)明和利用，是和人類一起誕生的，沒有牙齒破碎后的進食，生命可能無法維持。砸碎、搗擊、研磨，杵臼、磨盤、滾碾等，用于破碎的方式方法和工具機械，是與人類的文明發(fā)展始終相伴的。

隨著工業(yè)文明的發(fā)展，各種破碎、粉碎設備應時而生，而且越來大型化自動化，磨機便是其重要的發(fā)明之一，破碎設備在現(xiàn)代人類發(fā)展的進程中，成為了不可或缺的重要工具之一。

磨機是物料被破碎之后，再進行粉碎的關鍵設備，是工業(yè)生產中廣泛使用的高細度物料粉碎機械之一，其破碎比較大，單位破碎能耗較高，破碎后的顆體粒度可達微米級，適用于粉磨各種礦石及其它物料，被廣泛用于選礦，建材及化工等行業(yè)，其粉碎的環(huán)境條件可分為干式和濕式二種。

球磨機作為磨機的主要種類，應用最為常見和廣泛，是選礦行業(yè)中極為常見的關鍵設備。球磨機根據(jù)排礦方式不同，可分格子型和溢流型兩種。磨機根據(jù)筒體形狀可分為短筒磨、長筒磨、管磨和圓錐型磨四種。

一、磨機在選礦行業(yè)的地位和重要性

磨機在選礦行業(yè)中的地位十分關鍵和重要，其運行的效果情況直接關系到選廠生產能力的大小（選礦廠的生產規(guī)模和能力一般是指球磨機的處理能力）、生產指標的好壞（磨機是作為選別流程前的最后一道準備工序，為選礦流程提供基本的選礦條件，即向選礦設備供給濃細度合格、漿量均勻大小適宜的礦漿）、生產成本的高低（其能耗材耗占到選礦成本的三四成左右，甚至更高）。且選礦用主要磨機，一般購置費用較高，設備尺寸大、體量大、占用空間大，安裝及維修工作量大、勞動強度高、周期長。

可以說，國內的每個選礦廠或選礦企業(yè)，在確保產品質量的前提下，其生產能力都有提高10％～30％、生產成本降低10％～30％、回收率提升1-5%可能，而實現(xiàn)這種可能，30%的貢獻，甚至更高的貢獻率來自于磨礦設備，可見磨礦設備在選礦生產中有多么重要。

所以說，要想更快更好的提高選礦的生產效率，降低選礦單位生產成本，減輕勞動強度，保障工作安全，從磨機入手和突破，往往會事半功倍。

二、為什么說磨機是真正的黑箱設備？

機械設備的基本組成，無外乎由動力驅動控制裝置、變速傳動制動裝置、工作防護裝置、潤滑冷卻系統(tǒng)、自動檢測和控制系統(tǒng)等部分組成，磨機的結構組成情況也是基本如此，磨機的黑箱不在這兒，而是黑在：

1、磨機的作功過程，是在一個在雙層厚達幾十上百毫米的鋼鐵封閉空間內完成的。

2、磨機在運轉過程中，把機械的相對規(guī)律的運動和受力形式，轉化為多介質（磨料介質，被磨物料、中間介質）的無規(guī)律運動和作用力，作功的運動形式和受力形式極其復雜。

3、磨礦是一個多介質相互復雜作用的過程，介質有磨料介質、被磨物料、中間介質，種類多，性質多樣，形狀復雜。并且介質運動和受力完全是在黑箱內完成的，看不見，摸不著，感受不到，難以觀察、檢測和評價。

4、因為磨礦過程的難以評價，從而造成了磨礦效果，也很難評價。這也意味著，如何根據(jù)磨機的結構情況、型號參數(shù)，合理的調整磨機和調配介質，進而實現(xiàn)磨機安全高效運行控制的難度非常大，這在機械設備中也是極其罕見的現(xiàn)象。

5、磨機的高效運轉，是由多條件因素決定的，如濕式格子磨機，如何根據(jù)磨機溢流濃細度產品的要求，及被磨物料的性質和粒級情況，以磨機的結構參數(shù)性能特點為基礎，選擇適宜的襯板、磨礦介質，系統(tǒng)的調控好給礦、給水、返砂量（如閉路磨礦分級回路）、磨礦濃度、磨礦時間、磨礦介質補加，從而實現(xiàn)磨機的高效運行，和最佳的磨礦效果，并不是一件容易的事。

三、球磨機在設計制造和運行中存在的主要問題

1、磨機，特別是作為一二段磨礦的磨機，一般都屬于大型設備，牽扯到介質和供電的問題，很難在實驗室內完成研究，而現(xiàn)有的磨機設計理論和計算公式，多來自于小型實驗或經驗數(shù)據(jù)，其中存在著實驗不足和經驗不可靠問題，這些不足和不可靠，很少有專業(yè)研究機構，去結合實際生產應用情況進行現(xiàn)場研究，從而對理論進行創(chuàng)新，對公式進行修正，以致于多年來磨機的設計制造和應用效率效果理論，并沒有多少發(fā)展和創(chuàng)新。

2、球磨機是不是最佳（高效節(jié)能）狀態(tài)下運行，無法觀察，難以判斷，也沒有相應的標準。

3、一臺磨機的理想負荷是多少，難以量化。實際的負荷和理想的負荷之間還有多少差距，實際的負荷如何精確測定？

4、工作參數(shù)，如筒體最佳轉速，初裝磨礦介質要求，磨礦介質添加要求，磨礦濃度控制，返砂量大小要求，要么是經驗公式計算后的理論取值，要么是類比經驗確定，其數(shù)據(jù)無一不是在一定的區(qū)間范圍內，是不是最優(yōu)，還有沒有優(yōu)化的空間，如何進行準確優(yōu)化量化。

5、磨礦時間、磨礦分級閉路的返砂量檢測和控制，目前很難實現(xiàn)自動檢測，因無法自動檢測而難以實現(xiàn)自動化控制。

6、磨機內磨礦介質運動狀態(tài)和運動形式，以及液態(tài)的礦漿流動機理基本上還是模糊不清。