超细层压自磨机

超细层压自磨机是一种新型的自磨机，属于矿山机械中的磨矿设备。该设备针对传统自磨机的缺陷进行了改进，其中涉及一项发明专利和两项实用新型专利，具有环保节能的特点。

超细层压自磨机传统的自磨机或大直径的自磨机、半自磨机、砾磨机、球磨机、棒磨机，其圆筒中心给矿、圆筒中心排矿的结构存在明显的缺陷：矿石从简体顶部抛落下的冲击力受到了矿浆浮力的反作用力直接影响了磨矿效果，并且矿石之间产生的磨剥力因为处于矿浆中也被削弱。

超细层压自磨机的工作原理与之不同：沿一端圆筒中心给矿给水，另一侧端面下部排矿，矿石接收的冲击力被转化成大量的层压力，由于矿石颗粒表面有很多裂隙和裂纹，所以这种来自于四面八方的快速的层压力，使磨矿效果得到提升。此外，这种结构形式也增加了磨剥力和排矿速度，从而可以避免“胀肚”事故的发生。^[1]

自磨机的最大特点是可以将来自采场的原矿或经过轻微粗碎（产品粒度在300-400mm以上）的矿石等直接给入自磨机中，利用矿石自身为介质，通过相互的冲击和磨削作用实现粉碎。

为了提高处理能力，有时也在自磨机中加入少量钢球，因此又往往称之为半自磨机，所以说自磨机（含半自磨机，本文均简称为自磨机）是一种兼有中细碎和粗磨两种功能的磨矿设备。

自磨机可将物料一次性碎磨到-0.074mm含量占产品总量的20%～40%以上，粉碎比可达4000～5000，比球、棒磨机高十几倍。

但是传统的自磨机由于结构所限，其单位功耗的处理能力的优势往往不明显，所以生产应用的不太普遍。^[1]

矿石随筒体转动，位置迅速提高，很快从受压状态转为张力状态。当矿石的重力克服离心力时，矿石就脱离筒体而落下，但各种粒级矿石下落的路径是不同的，大块矿石由于重力大，上升到较低的高度时首先滑落下来，同时对相对较小的颗粒产生冲击和磨碎作用，随后往筒体中心内层移动。中等块度的矿石随筒体到达较高的位置后按泻落状态滚落下来，矿石相互磨剥而形成泻落区。小块矿石随筒体到达更高位置后沿抛物线轨迹落下，形成矿石瀑落区。此时的冲击力使矿石磨碎成细粒，而粒度更小的矿石则随水成为矿浆上浮到中间溢出。总之，随着筒体的转动，在不断循环过程中，矿石在冲击、磨剥和挤压的反复作用下遭到破碎和研磨，合乎产品粒度要求的颗粒随矿浆通过格筛从中部排出。^[1]

传统的自磨机的结构都是从筒体的一端的中部给矿，从另一端的中部溢流排矿，底部矿石全部浸入矿浆液面下。矿石从高空落下后受矿浆浮力的影响，冲击力减弱，筒体下部矿石接受的冲击力等于冲击力减去矿浆浮力，效果变差；块状和粒状矿石随筒体向上旋转时，因为都处于矿浆中，泻落区研磨效果也很差。所以，尽管传统的自磨机具有中细碎和粗磨两种功能和一次性碎磨比大的优点，但是其处理能力没有充分发挥出来，使之单位功耗处理能力的优势往往不明显。^[1]

针对传统的自磨机的结构缺陷，超细层压自磨机进行了改进：这种自磨机所处理的矿石仍从筒体的一侧筒体中部给矿，不同的是，磨好的产品是经过自磨机另一侧的下部，在离心力和矿浆压力下通过格筛强制排出。

超细层压自磨机除具有传统的自磨机的优势和工作原理外，其性能上有诸多改进：

1、在超细层压自磨机中，矿石从高空抛落后，没有受到矿浆浮力的影响，直接撞击筒体下部矿石，冲击力极强，将大块矿石击碎，而且在矿石内部产生更多的裂隙或致使裂隙延伸。

2、矿石颗粒上本身有很多裂隙裂纹，经过上面抛落下来矿石的强烈冲击，颗粒与颗粒之间受到来自于四面八方的强大的挤压、冲击、磨剥等作用，充分发挥了层压破碎和磨剥的研磨效果，这种层压破碎和磨剥的效果显著。

3、块状和粒状矿石随筒体向上旋转时，因为不受矿浆的影响，所以矿石表面的棱角及矿石颗粒之间进行大量的直接的反复的磨剥。

4、由于超细层压自磨机给矿和给水是在自磨机给矿端的一侧，排矿是在自磨机的另一侧的下部，自磨机不断给进来的水会把从给矿端到排矿端磨好的合格产品加速排出。

5、超细层压自磨机的排矿格筛是沿自磨机排矿端周边布置，在筒体连续旋转过程中，格筛始终处于排矿端下部，排矿面积大，不会产生过磨。

6、 传统的自磨机往往会出现较低的充填率，有时充填率低于20%时就有排不出料的情况发生。超细层压自磨机由于是从下部排矿，充填率可以达到45%左右，而且由于磨矿浓度对磨矿效果影响不大（主要影响排矿速度），不用担心“胀肚”问题，提高填充率可以使矿物在相同停留磨机筒体内的时间段内，提高冲击和研磨次数，所以处理能力更大。

超细层压自磨机专利说明书(10)

山东某矿业有限公司（下面某矿业公司）一期工程（老系列）采用的是常规的“破碎筛分+球磨机”与水力旋流器系统。^[1]

该公司老系列破碎筛分+球磨机与水力旋流器系统设备表

该公司的矿石加工厂原设计能力为1000吨/日，由于矿石难磨，所以球磨机的实际生产能力只有450吨/日。

图5 改造前的工艺流程图二期工程原设计能力为1600吨/日，新增一个系列其设计能力为1150吨/日，设计采用的是GZM5500×1800超细层压自磨机与MQY3200×4500球磨机，设备详见表2，工艺流程见图5。若按一期工程MQY2700×4000的球磨机生产实际能力来类比，MQY3200×4500球磨机的能力只有800吨/日的生产能力，其他的潜力则寄希望于超细层压自磨机来发挥作用。^[1]

下表是该公司新系列粗碎+超细层压自磨机与水力旋流器系统设备表

改造后的工艺流程图生产实践证明，超细层压自磨机的效果超出人们的想象，在其最大给矿粒度为160mm的情况下,排矿粒度为：-200目占45%；+200目～2mm 占45%；-2mm ～6mm占8%；+6mm～10mm 占2%。新系列的球磨机单台处理能力更是达到了2500吨/日，相当于球磨机的能力达到了二期原设计能力的217.39%。

经过分析球磨机处理能力提高的原因发现，超细层压自磨机的排矿中，-200目 占45%的产品通过水力旋流器分级后直接给入下一作业，并不通过球磨机，球磨机的给矿中，+6mm～10mm 的矿石只有不到2%的“粗粮”，其余为+200目～6mm 的矿浆，而且这其中又以大量接近合格的产品为主，所以真正实现了“多碎少磨”。

采用超细层压自磨机与常规流程的设备投入和装机功率对比结果表

采用超细层压自磨机后，省略了中细碎筛分厂房和设备，省略了除尘机组，节省了土建投资，节省了占地面积，缩短了建设周期，降纸了生产过程中的人力成本和管理维护费用，破磨电耗下降达60%，充分体现了“多碎少磨”，是名副其实的无粉尘式的破碎磨矿节能环保型选矿工艺。

在部分矿山的矿物潮湿、粘性大，采用破碎筛分作业往往需要增加洗矿作业，而且增加相关附属设备，作业过程波动较大，如果采用超细层压自磨机与球磨机取代传统工艺，优势尤为明显。^[1]