磨矿作业是选矿生产中最重要的环节之一，正确地选择该作业的球磨机设备，是保证设计质量的关键。球磨机选择计算的方法，主要有两种。

 

一、容积法

某选矿厂一次磨矿作业采用Φ5.03x6.7m溢流型球磨机，有效容积133m³，给矿粒度12～0mm，产品粒度-0.074mm粒级含量为60%，单台处理能力250t/h。

 

本次设计扩建选矿厂规模，并将磨矿作业设备大型化。球磨机给矿粒度3～0mm，产品粒度-0.074mm粒级含量为85%，拟选用Φ7.9x13.6m溢流型球磨机，有效容积为666m³。流程给矿量3727.27t/h。

 

以下按《选矿设计手册》中的公式计算。

 

1、生产中使用的球磨机按新生成的级别（-0.074mm粒级）计算的单位处理量q₀：

 

     

经查表，给矿粒度中-0.074mm粒级含量为9.2%。

  

2、设计中拟选用的球磨机按新生成的级别（-0.074mm粒级）计算的单位处理量q:

q=K₁K₂K₃K₄q₀=1.0×1.22×1.0×0.92×0.95=1.07t/m³.h

其中：

 K₁=1.0

 

 K₃=1.0 设计与生产的矿石性质相同

 

3、设计中拟选用的球磨机处理量Q_d:

  

   经查表：给矿粒度中-0.074mm粒级含量为23%。

 

4、设计中拟选用的球磨机台数n_d:

     

 

设计选用4台Φ7.9x13.6m溢流型球磨机。式中Q_a不包括闭路磨矿的返回矿量，为进入球磨机的原始给矿量。

5、 二次球磨机选择计算

磨矿作业通常采用两段磨矿流程，分为连续磨矿与阶段磨矿。大多数选矿厂选择阶段磨矿流程。这是由于我国铁矿石的特点之一是嵌布粒度细，需要细磨才能获得高品位精矿。但同时嵌布粒度不均匀，为防止过磨现象产生，在粗磨之后，采用适当的选别方法，抛出部分尾矿和选出部分合格精矿，而将中矿再磨再选，是有效的高质量的选别工艺。

 

采用阶段磨矿可以使得两段球磨机的配置比例由原来的1：1改为2：1或3：2，明显地降低了选矿厂的能耗。

 

本设计的选矿厂采用阶段磨矿流程，根据矿石性质类似的其他选矿厂多年生产经验，一、二次球磨机的容积比可为2：1。因此，二次球磨机选用２台Φ7.9x13.6m溢流型球磨机。

 

二、功耗法

 

根据流程给定的给矿粒度和产品粒度及试验功指数W_i ，按“邦德标准”公式，计算磨碎单位重量的矿石所消耗的功W，即：

 再引入相应的效率系数E_f(一共有8个），求出磨矿单位功耗W^‘。然后根据W^‘和设计流程中原始 给矿量Q_a，算出磨矿作业所需的总功率N_t及单台磨矿机功率N₁。还可以计算出磨矿介质的支取功率，试算出球磨机规格尺寸。

 

按照《选矿设计手册》公式，举例计算如下。

 

其一、某选矿厂工艺流程为阶段磨矿阶段选别流程。一次磨矿选用球磨机，一次细磨及二次细磨（再磨）选用塔磨机。据塔磨机设备厂家介绍，该设备节省功耗，单位功耗仅是球磨机功耗的70%。采用功耗法，磨矿作业设备选择计算见表1 。 

 

                                               功耗法磨机选择计算结果                                                表 1

计算参数	单位	阶段磨矿
		一次磨矿	一次细磨	二次细磨
给矿粒度    F80	μm	1800	100	35
产品粒度    P80	μm	100	35	25
一次磨矿功指数  从1800μm磨到100μm   Wi 一次细磨功指数  从1800μm磨到35μm    Wi 二次细磨功指数  从1800μm磨到25 μm   Wi	kW·h/t	11.42	17.8	20
从1800μm磨到100μm	kW·h/t	8.73
一次磨矿单位功耗	kW·h/t	8.73
从1800μm磨到35μm	kW·h/t		25.89
一次细磨（球磨）单位功耗	kW·h/t		17.16
一次细磨（塔磨）单位功耗  70% 球磨的单位功耗	kW·h/t		12.012
从1800μm磨到25μm	kW·h/t			35.29
二次细磨（球磨）单位功耗	kW·h/t			9.4
二次细磨（塔磨）单位功耗  70% 球磨的单位功耗	kW·h/t			6.58
直径修正系数   EF3		0.914
修正后单位功耗  W＇	kW·h/t	7.98	12.012	6.58
流程原始给矿量  Qa	t/h	1700	1155	124
磨矿所需总功率  Nt	kW	13566	13874	816
电动机总功率  N    η=0.93	kW	14587	14918	877
单台磨机功率  N1	kW	3647	1066	877
选择磨机电机功率	kW	4500	1119	1119
选择磨机型式		球磨机	塔磨机	塔磨机
选择磨机规格	m		1500WB	1500WB
磨机台数	台	4	14	1

 

其二、某选矿厂将原有的连续磨矿流程改造为阶段磨矿流程，并扩建选矿厂规模。选矿厂磨矿作业现有3个磨矿系统，一、二段磨矿均采用3台Φ5.486×8.839m溢流型球磨机，与Φ660旋流器组成闭路磨矿系统。本次设计磨矿作业利用原用球磨机，但需要核实及选择计算新增设备数量。本设计采用了两种方法。

 

一种是容积法。Φ5.486×8.839m溢流型球磨机的有效容积为206m³ 。采用“连续磨矿流程”时，一次球磨机给矿粒度为12~0mm，磨矿细度-200目含量为55%，球磨机处理能力可达416t/h。

 

采用“阶段磨矿流程”时，一次磨矿作业流程给矿量为1818.18t/h，给矿粒度为12~0mm，磨矿细度-200目含量为60%。根据目前球磨机实际生产指标q₀值，经计算，一次球磨机处理能力为374t/h，设计选用5台球磨机，新增2台球磨机。

 

根据矿石性质类似的选矿厂多年生产经验，一、二次球磨机的容积比可在1.6~2：1之间，据此，二次球磨机利用现有的3台，即可以满足扩建后的生产要求。

 

二是功耗法。计算磨矿介质支取功率。计算球磨机所需功率。计算球磨机处理能力。计算球磨机台数。磨矿设备核实计算结果见表2。

                                                                                                                                                                                                              球磨机设备核实计算结果                                       表2

 

	单  位	一次磨矿	二次磨矿
设备名称规格		Ø5.486×8.839球磨机	Ø5.486×8.839球磨机
流程给矿量	t/h	1818.18	1035.45
修正后的单位功耗W’	kW.h/t	9.454	8.779
介质充填率   VP	%	30	28
球磨机转数	r/min	13.7	13.7
临界转数	r/min	18.096	18.096
球磨机球径	mm	89	38
球磨机容积	m³	206	206
设备处理能力	t/h.台	395.65	416.51
计算台数	台	4.6	2.5
选取台数	台	5	3
备  注		新增2台一次球磨机	原有

　　                   

其中，根据《选矿设计手册》公式计算。

一次磨矿介质支取功率K_Wb：

      一次球磨机所需要的功率N₁：

N₁=Q_Wb ×K_Wb=278.1×13.45=3740.45kW

其中，装球量Q_Wb=206×30%×4.5=278.1t

球磨机处理能力Q_d：  

Q_d=N₁÷W^‘=3740.45÷9.454=395.65t/h

球磨机数量n_d：

n_d=1818.18÷395.65=4.6台

一次磨矿选择5台Φ5.486×8.839m溢流型球磨机，原有3台，新增2台。

 

二次磨矿计算过程同一次磨矿，装球比重为4.6kg/m³。选择原有3台Φ5.486×8.839m溢流型球磨机。