Оптимальное соотношение диаметров шаров включает в себя два аспекта: во-первых, определение того, шары каких диаметров следует использовать; во-вторых, определение доли каждого диаметра и его фактической массы. Теоретически, для достижения хороших результатов измельчения соотношение масс различных шаров в мельнице должно соответствовать распределению частиц по размерам измельчаемого материала. Шаровые мельницы на производственных объектах оснащаются шариками различных размеров для переработки смесей, содержащих частицы разного размера. В случае вновь построенных обогатительных фабрик из-за отсутствия фактических данных обычно берутся за основу фактические пропорции шариков на аналогичных фабриках и соответствующим образом корректируются. Практику определения пропорций шариков для мельниц обогатительных фабрик, находящихся в эксплуатации, можно резюмировать следующим образом: (1) Сначала отбирают полную пробу сырья, поступающего в мельницу (как правило, пробы нового сырья и возвращаемого песка отбирают отдельно, а затем смешивают их в соответствии с пропорцией) для ситового анализа, разделяют её на несколько фракций по размеру частиц, взвешивают каждую фракцию и рассчитывают массовое соотношение (выход) каждой фракции. (2) Используя верхние или нижние средние значения пределов размера частиц для каждого сорта, обращаются к таблице 3-10 или применяют формулу для определения диаметра шаров, которые необходимо добавить для каждого класса частиц.

(3) Исходя из принципа, согласно которому соотношение масс шаров разных размеров должно соответствовать гранулометрическому составу материала, поступающего в мельницу, определите долю шаров разных размеров в общей массе загружаемых шаров.

(4) Соответствующим образом скорректируйте результаты расчёта. Поскольку при фактическом распределении шариков шарики меньшего размера не учитываются, выбирается лишь несколько типов шариков. Поэтому рассчитанные значения для шариков малого диаметра можно пропорционально распределить между шариками большего диаметра, чтобы заново определить соотношение масс шариков для каждого сорта.

(5) Рассчитайте фактическую массу шариков для каждого класса следующим образом:

1) Рассчитайте общую массу G шаров по формуле.

Где:

G — Общая масса шаров, т;

D — внутренний диаметр цилиндра шаровой мельницы, м;

L — эффективная длина цилиндра шаровой мельницы, м;

φ — скорость заполнения средой, %;

p — Насыпная плотность шариков, т/м³.

2) Рассчитайте массу шаров каждого этапа исходя из скорректированной доли каждого этапа.

[Пример] Концентратор загружает шаровую мельницу с мокрой решеткой размером φ1500 мм × 3000 мм со скоростью заполнения φ = 50%, используя шары из литой стали с плотностью δ = 4,5 т/м³; мельница перерабатывает руду средней твердости.

(1) Результаты просеивания всего сырья, поступающего на мельницу, приведены в таблице 3-11.

(3) Соотношения масс различных шаров приведены в таблице 3-13.

Таблица 3-13. Отношения масс различных шариков

Если установлено, что будут добавляться только шарики массой 120, 100, 80 и 60 г, то доли шариков массой 90, 70, 50 и 40 г можно соответствующим образом скорректировать и добавить к остальным шарикам. Результаты корректировки в данном примере приведены в таблице 3-14.

Таблица 3-14: Скорректированные массовые доли различных шаров

(4) Рассчитайте общую массу G добавленных шариков:

(5) Рассчитайте массу, которую необходимо добавить для каждого типа шариков:

G120 = GY120 = 11,928 × 0,3 = 3,58 т

G100 = Gy100 = 11,928 × 0,45 = 5,37 т

G₈0 = Gy80 = 11,928 × 0,13 = 1,55 т

G60 = Gy60 = 11,928 × 0,12 = 1,43 т

(6) Взвесить шарики в соответствии с результатами расчётов.