利用6 L 卧式搅拌磨对石英砂开展细磨试验，研究搅拌器转速、研磨球球径对磨矿性能的影响，并对磨矿过程中矿浆粘度的变化进行讨论。研究发现随着磨矿过程的持续，能量输入不断增加，磨矿能量的利用率是逐渐变低的。

较低能量输入时，低搅拌器转速条件下的能量利用率更高。存在着一个能量输入节点，节点前，大研磨球能量利用率高，节点后，小研磨球能量利用率高，细磨效果越好。随着磨矿产品粒度变细、矿浆粘度变大的趋势加快，对研磨球产生的运动阻力增大，磨矿效果下降。关键词: 卧式搅拌磨; 搅拌器转速; 研磨球球径; 矿浆粘度中好采易选类矿产资源的日益耗尽迫使贫、细、杂等难处理的矿产资源成为矿业开发的主要对象。

为了剔除脉石矿物，分选出合格的精矿产品，必须对矿石进行细磨或超细磨。磨矿一直是一个高能耗、低效率的矿石加工过程。为了提高磨矿效率，国内外研究机构一直在不断的开发、优化磨矿装备与磨矿工艺。如今，传统的滚筒式磨机，如棒磨机、球磨机、( 半) 自动磨机在粗磨阶段仍然占据绝对优势，但在细磨、超细磨阶段，搅拌磨机以其优越的性能逐渐取代了传统的球磨机。搅拌磨机主要由搅拌轴、搅拌叶轮和研磨室组成，在搅拌轴转动的过程中，搅拌叶轮驱动研磨球产生活跃运动，通过研磨球之间各种形式的力( 如冲击，剪切和摩擦) 来粉碎物料。

相等介质填充率下，研磨球球径的大小决定了研磨室内研磨球的数量，而研磨球数量对研磨室中单位时间内有效粉碎次数有重要影响。

一个普遍结论是研磨球球径大小应与原料的粒度正相关。进一步的研究结果还有研磨球大小至少应是原料粒度的 20 ～ 30 倍，或是原料中 ＜ 74 μm 含量占 80%时，2 ～ 4 mm 研 磨 球 应 占 装 填 研 磨 球 的 70% ～80%。搅拌器转速也是影响磨矿性能的重要因素，高转速下研磨球的运动将更活跃，增加单位时间内研磨室中的有效粉碎次数，提高粉碎速率。

此外，料浆性质如粘度等，也会影响研磨球的运动状态，过高的矿浆粘度将拖曳研磨间的相互作用。为了进一步研究卧式搅拌磨磨矿性能规律，本文将采用自制的卧式搅拌磨开展试验研究，综合考虑搅拌器转速、研磨球球径及矿浆粘度变化对磨矿性能的综合影响。

试验方案

磨矿设备所用磨矿设备为 6 L 卧式搅拌磨，其基本结构如图 1 所示，磨机筒体结构为 176 mm × 310mm，搅拌盘直径为 156 mm。

从进料、加球口向研磨室内投加研磨球、原料、水。通过变频器控制驱动电机与搅拌器转速，磨矿过程中利用功率表测量磨机运行功率。磨矿结束后，打开活动端盖，排出研磨球与磨矿产品。

图 1 ： 6 L 卧式搅拌磨基本结构图

磨矿原料本次试验所用原料为外购石英砂，先通过实验室用盘式磨矿机( XPF-150) 干磨，再通过振动筛( XSB-88) 筛出 180 ～ 300 μm 备用。

研磨球及试验条件所用研磨球为叁鑫新材料的高铝陶瓷球，经测量，其堆密度为 2 160 kg /m3。所有磨矿试验研磨球填充率为 60% ，磨矿浓度均设置为 40% ，试验变量为研磨球球径及搅拌器转速，试验条件安排见表 1。

表1：搅拌器转速对磨矿性能的影响图

对比了不同研磨球尺寸下搅拌转速对磨矿产品粒度的影响。整体来说，随着能量的不断输入，磨矿产品粒度呈下降趋势，且表现出一定的规律，即随着能量的持续输入，粒度变细的趋势变缓，说明在整个磨矿过程中，能量的利用率是逐渐变低的。进一步对比转速的影响可以发现，在磨矿初期较低的能量输入下，低转速具有更细的磨矿产品粒度，说明低转速的能量利用率更高，但随着能量的持续输入，转速的影响逐渐变小。

图 2 搅拌器转速对磨矿性能的影响

对比了不同搅拌器转速下研磨球球径对磨矿产品粒度的影响。

总体来看，在磨矿阶段初期能量输入较低时，研磨球尺寸越大，磨矿产品的粒度越细，说明大球的能量利用率高; 而随着能量输入的持续增加，小尺寸研磨器的磨矿粒度更细，说明磨矿后期小球能量利用率高，细磨效果越好。进一步分析可以发现，存在着一个能量输入节点，节点前，大研磨球能量利用率高，节点后，小球能量利用率高，细磨效果越好。不同的搅拌转速下，大、小球优势转变的能量输入节点并不同，搅拌叶轮转速为 6． 45 m/s、8． 87 m/s、11． 28 m/s 时的转变节点分别为 35 k J/kg、55 k J/kg、85 k J/kg。

矿浆粘度的变化矿浆粘度表现为对研磨球运动的阻力。

图 3 研磨球球径对磨矿性能的影响

图 4 磨矿过程中矿浆粘度的变化

矿浆粘度表现为对研磨球运动的阻力。图4对比了不同研磨球尺寸及搅拌转速下矿浆粘度的变化。总体来看，随着能量的不断输入，磨矿产品粒度变细，矿浆粘度不断增加，且表现出一定的规律，即随着能量的持续输入，粘度变大的趋势快速增大，可知对研磨球运动的阻力也在急剧增加，导致研磨球的运动变缓，磨矿效果下降，这可能就是整个磨矿过程中能量利用率逐渐变低的原因。

结论

( 1) 随着能量的不断输入，磨矿产品粒度整体呈下降趋势，且随着能量的持续输入，粒度变细的趋势变缓，说明在整个磨矿过程中，能量的利用率是逐渐变低的。进一步对比转速的影响可以发现，在磨矿初期较低的能量输入下，低转速具有更细的磨矿产品粒度，说明低转速的能量利用率更高，但随着能量的持续输入，转速的影响逐渐变小。

( 2) 在磨矿阶段初期能量输入较低时，研磨球尺寸越大，磨矿产品的粒度越细，说明大球的能量利用率高; 而随着能量输入的持续增加，小尺寸研磨器的磨矿粒度更细，说明磨矿后期小球能量利用率高，细磨效果等: 某卧式搅拌磨转速与研磨球球径对研磨性能研究526越好。并且不同的搅拌转速下，大、小球优势转变的能量输入节点不同。

( 3) 随着能量的不断输入，磨矿产品粒度变细，矿浆粘度不断增加，且随着能量的持续输入，粘度变大的趋势快速增加。