1. Определение шаровой мельницы

Этот шаровая мельница Это основное оборудование для ультратонкого измельчения, широко используемое в горнодобывающей промышленности, производстве строительных материалов, химической промышленности, теплоэнергетике и других отраслях. Оно применяется для тонкого измельчения дробленых руд до состояния мелкого порошка с размером частиц от нескольких десятков до нескольких сотен меш после первичного и вторичного дробления. Оно обычно входит в состав технологических линий по переработке золотосодержащей руды, железной руды, производству карбоната кальция, производству цемента, десульфуризации на электростанциях, производству кварцевого песка и т. д.

1.1 Основная функция

Мелкокусковые руды, предварительно измельченные щековыми и конусными дробилками, подаются в цилиндр шаровой мельницы. Под действием ударной и абразивной силы стальных шаров руды измельчаются до мелких частиц. На горно-обогатительных фабриках посредством измельчения можно добиться полного отделения ценных минералов от пустой породы, что позволяет извлекать металлические концентраты с помощью последующей флотации, гравитационной или магнитной сепарации. В неметаллической промышленности она используется для производства промышленного тонкого порошка.

1.2 Основные классификации

1. Мокрая шаровая мельница (самая популярная в горно-обогатительной промышленности) Материалы измельчаются с добавлением воды с образованием шлама. Данный процесс отличается низким уровнем запыленности и высокой эффективностью измельчения, благодаря чему он широко применяется при обогащении всех видов металлических руд.
2. Сухой Шаровая мельница В процессе измельчения вода не добавляется; готовый порошок выгружается с помощью пневматической классификации. Установка в основном используется для переработки кварцевого песка, цемента, карбоната кальция и других неметаллических минеральных порошков.
3. Классификация по типу сброса:

• Мельница с решетчатой камерой: для грубого измельчения и первичного измельчения с высокой производительностью
• Шаровая мельница с переливом: для тонкого измельчения на этапе обогащения

1.3 Применимые материалы

Золотая руда, железная руда, медная руда, известняк, кварц, каолин, стальной шлак, цементный клинкер, уголь и другие хрупкие материалы с твердостью по шкале Мооса ≤7.

2. Основная конструкция корпуса

1. Подающий механизм
2. Крышка с уплотнением
3. Подшипник
4. Концевая головка подачи
5. Решетчатая пластина
6. Концевая крышка нагнетательного патрубка
7. Крышка клапана
8. Крышка клапана
9. Выпускное отверстие решетчатого типа
10. Выпускное сопло
11. Подшипник
12. Большая шестерня / Шестерня «Булл»
13. Направляющая втулка конуса
14. Цилиндр мельницы решетчатого типа
15. Завершающий слой
16. Крышка клапана
17. Подшипник
18. Входной патрубок
19. Крышка подшипника
20. Основание подшипника / Подставка подшипника
21. Основание подшипника шестерни
22. Шестерня-шестерня
23. Редуктор / Редуктор с зубчатой передачей
24. Двигатель / Электродвигатель

Горизонтальная шаровая мельница состоит из 9 основных узлов:

1. Подача по полому валу: Сырье и вода подаются в цилиндр с этой стороны.
2. Вращающийся цилиндр: Тяжёлый сварной стальной цилиндр, облицованный износостойкими вкладышами, предназначенный для размещения стальных шаров для измельчения и руды.
3. Износостойкие вкладыши: Крепятся к внутренней стенке цилиндра для подъема стальных шариков и защиты цилиндра от истирания; в основном к ним относятся волнообразные и ступенчатые вкладыши.
4. Измельчающие тела (стальные шары и стальные сегменты): Шары из высокомарганцевой стали различных диаметров — основные изнашиваемые детали для измельчения руды.
5. Выпускной полый вал: Через этот выпускной патрубок выводится шлам или порошок.
6. Система передачи с шестернями «пиньон» и «булл»: Двигатель и редуктор приводят в движение шестерню, которая, в свою очередь, вращает главную шестерню, обеспечивая низкоскоростное вращение цилиндра.
7. Основной подшипник (подшипник скольжения / подшипник качения): Обеспечивает опору всего вращающегося цилиндра, оснащен системы циркуляционной смазки.
8. Редуктор и приводной двигатель: Обеспечивает крутящий момент и регулирует скорость вращения цилиндра.
9. Станция смазки высокого и низкого давления: Обеспечивает непрерывную подачу смазочного масла к главным подшипникам и зубчатым передачам для снижения потерь на трение.

Краткое введение в конструкцию

Материал поступает в вращающийся цилиндр с левого подающего конца. Цилиндр заполнен стальными шариками различных характеристик. При вращении цилиндра стальные шарики совершают каскадные и водопадные движения, воздействуя на руду и измельчая её. Мелкоизмельчённый материал выгружается с правого разгрузочного конца. Как правило, такая установка образует систему измельчения замкнутого цикла в сочетании со спиральным классификатором.

3. Подробное описание принципа работы

Шаровая мельница обеспечивает двойной эффект дробления — ударное разрушение и трение — за счет низкоскоростного вращения цилиндра и трёх состояний движения стальных шаров. Весь рабочий процесс можно разделить на 4 этапа:

Шаг 1: Привод и вращение цилиндра с постоянной скоростью

Двигатель через редуктор и зубчатую пару приводит горизонтальный цилиндр во вращение с постоянной номинальной скоростью 15–25 об/мин. Цилиндр опирается на два главных подшипника, оснащённых специальной системой смазки, что обеспечивает его длительную непрерывную работу.

Шаг 2: Стальные шарики, поднимаемые внутренними вкладышами

При вращении цилиндра внутренние износостойкие вкладыши одновременно поднимают на определённую высоту стальные шарики разного размера и сырую руду.

Шаг 3: Три вида движения стальных шаров при измельчении материала

Когда стальные шарики поднимаются выше угла естественного откоса, наблюдаются три характерных движения:

1. Движение при катаракте: Крупные стальные шары свободно падают с самой верхней точки, с силой ударяясь о руду, что обеспечивает дробление ударом и измельчение крупных кусков руды до мелких частиц.
2. Каскадное движение: Стальные шарики среднего и малого размера медленно скользят по поверхности футеровки. Сильное трение и сдвиговые силы, возникающие между стальными шариками и рудой, обеспечивают тонкое измельчение, превращая частицы руды в мелкий порошок.
3. Центробежное движение: Если скорость вращения превышает критическое значение, стальные шарики будут плотно прилипать к стенке цилиндра, не спадая, что относится к ненормальным условиям эксплуатации и должно исключаться в ходе обычного производственного процесса.

Этап 4: Циклическое измельчение в замкнутом цикле и выгрузка отсортированного материала

1. Процесс мокрого измельчения: Руда, смешанная с водой, подается с подающего конца и непрерывно измельчается стальными шариками до состояния шлама. Мелкозернистая суспензия переливается через полый вал на выходе. Крупные частицы возвращаются в шаровую мельницу с помощью спирального классификатора для повторного измельчения, тогда как только мелкозернистая суспензия, соответствующая требованиям, поступает на последующие этапы обогащения, такие как флотация и магнитная сепарация.
2. Процесс сухого измельчения: В цилиндр вода не добавляется. Мелкий порошок вытягивается из цилиндра потоком воздуха, создаваемым вентилятором, а крупные частицы возвращаются для повторного измельчения через циклонный сепаратор.

Дополнительные сведения: Принцип сортировки стальных шариков

В цилиндре никогда не используются стальные шары одной и той же спецификации. Крупные стальные шары отвечают за измельчение крупных частиц руды, а средние и мелкие — за тонкое измельчение. Рациональная градация стальных шаров позволяет значительно повысить эффективность измельчения и обеспечить однородность размера готовых частиц.

4. Технологическая схема шлифования в замкнутом цикле

Сырье → Ленточный конвейер → Входная часть шаровой мельницы для измельчения → Выходная суспензия поступает в спиральный классификатор

• Квалифицированная мелкая пуста: поступает на процесс обогащения методом флотации / магнитной сепарации
• Частицы крупного песка: возвращаются в шаровую мельницу для повторного измельчения

5. Преимущества и недостатки Шаровая мельница

5.1 Преимущества

1. Широкий спектр применения: доступны режимы как мокрого, так и сухого измельчения мягких и твёрдых руд.
2. Надежная механическая конструкция с низким уровнем отказов, обеспечивающая круглосуточную непрерывную работу под полной нагрузкой в условиях крупномасштабной добычи полезных ископаемых.
3. Широкий диапазон регулировки степени измельчения — от десятков до сотен меш, что позволяет использовать оборудование как для грубого, так и для ультратонкого измельчения.
4. Хорошая герметичность; при влажном измельчении практически не образуется пылевого загрязнения, что позволяет соблюдать требования по охране окружающей среды.

5.2 Недостатки

1. Вес тяжелого оборудования приводит к значительным инвестициям в гражданское строительство, а также к относительно высокому энергопотреблению на тонну материалов по сравнению с мельницами Раймонда.
2. Стальные шарики и вкладыши относятся к деталям, подверженным интенсивному износу, что требует регулярного пополнения запасов стальных шариков и замены вкладышей, что влечет за собой постоянные эксплуатационные и ремонтные расходы.
3. Большие габариты оборудования ограничивают его мобильность; шаровые мельницы в основном используются на стационарных производственных линиях и редко устанавливаются на мобильных дробильных установках.

6. Типичные сценарии применения

1. Обогащение металлосодержащих руд: измельчение золото-, железо-, медно- и свинцово-цинковых руд с целью разделения минералов и извлечения металлического концентрата.
2. Промышленность строительных материалов: мелкое измельчение цементного клинкера, известняка и стального шлака.
3. Экологическая и химическая промышленность: производство порошка известняка для десульфуризации, порошка каолина и порошка бентонита.
4. Новая область применения материалов: переработка кварцевого песка и других неметаллических минералов в мелкодисперсный порошок высокой чистоты.