球介質(ball media)

磨機中使用的球形研磨介質。應用最多的為鑄鐵或合金制作的球介質，其次有陶瓷球、氧化鋁球或玻璃球；選礦廠使用的球磨機絕大多數采用金屬球介質。有些非金屬礦如高嶺土、石墨、云母等，有時采用非金屬材質球。對金屬球介質的要求是：(1)結構致密，強度高，具有良好的抗磨性及抗腐蝕性，保證有較好的研磨作用并減少消耗和避免碎裂；(2)表、里的硬度和材質一致，經磨損變小后仍能保持球形而不失去球介質的研磨性能。鍛造或軋制的球的質量比鑄造的球的質量好。鑄鐵球由于制造工藝簡單、成本低，小選礦廠采用較多。

球介質的工作參數主要有：孔隙率、密集率、充填率、松散密度、直徑及配比、球的磨損規律和合理補加等。

孔隙率球介質靜止堆放時介質間的孔隙與球介質堆總體積的比例。球體在空間隨機堆存時有兩種排列方式：一為立方體，一為四面體。假設兩種排列方式幾率相等，則可計算出其平均孔隙率μ_B＇≈0.38。

密集率球介質靜止堆放時介質體積與球介質堆總體積的比例。已知球介質平均孔隙率μ_B＇≈0.38，則其平均密集率η_B＇=1一μ_B＇≈0.62。

松散密度球介質靜止堆放時(包括孔隙在內)的密度。已知介質的密度δ和密集率η_B＇，即可求知球介質的松散密度△_B(t／m³)：

△B=δη_B＇(1)

通常鑄鐵球密度為7．2t／m³、軋制鋼球密度為7．8t／m³，故利用式(1)即可求出由上述兩種材料制造的球的松散密度分別為4．5t／m³和4．8t／m³。

充填率磨機靜止時球介質體積(包括孔隙在內)占磨機簡體有效容積的百分數。已知磨機簡體有效容積ym和球的質量Ⅳ，即可利用式(2)求出介質充填率φ(％)：

φ=W/Δ_B1/V機×100％(2)

反之已知球磨機的有效容積V_機及充填率φ，利用式(2)也可求得磨機中應加入球介質的質量W。通常格子型球磨機的適宜介質充填率為40％～45％，溢流型球磨機為38％～42％，這樣利用式(2)可求出任意規格球磨機應加入的球介質的質量。

球介質尺寸及尺寸配比加入球磨機中的球介質，其尺寸及大小球的配比，必須與被磨物料的性質、給料粒度及要求的產品粒度分布相適應。對此問題許多研究者提出過不少計算公式，但這些公式都是在具體條件下得出的，因此僅適用于某些具體條件；通常生產中還要靠試驗來解決。另外，球磨機中加入的最大球徑d_max，應為球磨機簡體直徑D的1／15～1／18以下，否則球介質在磨機中不能發揮正常粉碎效能。

球介質的磨損規律與合理補加在磨機連續工作中，球介質不斷磨損，為了保持磨機中球的總量及大小球的配比不發生變化，應合理補加不同尺寸的球。球的磨損速度與被磨物料的性質、磨機結構及轉速、磨機襯板的材質和型式、磨機中工作環境(溫度、礦漿成分等)以及球的尺寸、材質和加工工藝等諸因素有關。關于球的磨損規律仍是正在研究的課題，生產中還很難作到合理補加。20世紀50年代美國阿里斯卡爾曼(Allis-Chalmers)公司曾研制出磨損指數試驗器(見金屬磨損指數)，利用該試驗器可判斷球介質的磨損特性。這種方法可作球介質磨損的近似估算用。

應用球形介質與被磨物料的接觸為點接觸，因此物料的被粉碎是隨機過程。這使球磨產品的粒度很不均勻；因此，除個別專門用途外，在選礦廠中球磨機都與分級設備構成閉路工作，即球磨機產品經分級作業分出粒度合格產品，粒度不合格部分返回球磨機再磨；這樣可最大限度地發揮球磨機的效能。由于這個特點，球磨機的應用范圍非常寬廣。