自磨(autogenous grinding)

物料在磨機(jī)內(nèi)靠自身或與磨機(jī)襯板問相互沖擊、研磨而碎裂的磨礦方式；又稱全自磨或第一段自磨。自磨有干式和濕式兩種，前者靠風(fēng)力運(yùn)輸，后者靠水力運(yùn)輸。物料能否采用自磨，關(guān)鍵的因素是在自磨機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中被磨物料自身能否形成足夠數(shù)量的研磨介質(zhì)。在自磨過程中物料的破裂有兩種方式：一為磨剝，一為碎解。磨剝是指從大塊物料表面碎裂出較小顆粒；碎解是指較小顆粒受大塊物料沖擊，其自身內(nèi)在的裂縫擴(kuò)展而形成的碎裂。如果大塊物料易于碎解，則白磨機(jī)內(nèi)作為研磨介質(zhì)的大塊物料偏少，中、小塊物料偏多；而中、小塊顆粒作為研磨礦介質(zhì)的效能不夠，它們越積越多，便形成“難磨顆粒”(或頑石)。難磨顆粒在磨機(jī)中過多地積累會降低自磨效果，最終導(dǎo)致白磨機(jī)“漲肚”(即自睹機(jī)內(nèi)物料過飽滿)而導(dǎo)致自磨過程破壞。

自磨方式有干式和濕式兩種。干式自密自20世紀(jì)50年代開始在工業(yè)上應(yīng)用，中國在60年代初至70年代也相繼建了一些干式自繕廠。干式自磨選擇性破碎作用較強(qiáng)，產(chǎn)品粒度較均勻(一般為3～0mm)，處理纖維狀、片狀物料(如石棉礦、云母礦等)或氧化鋁、人造剛玉等磨料較適宜。對于粗、中粒嵌布的磁鐵礦采用干式自磨和干式磁選可簡化流程。對于干旱、缺水、嚴(yán)寒地區(qū)更為適用。用干式自磨處理水分大(大于4％～5％)或含泥多的物料時生產(chǎn)過程受阻礙，需進(jìn)行熱風(fēng)干燥。干式自磨的風(fēng)路系統(tǒng)應(yīng)妥當(dāng)設(shè)計(jì)，以避免粉塵飛揚(yáng)、惡化環(huán)境，管道和風(fēng)機(jī)的磨損。干式自磨對物料的要求很嚴(yán)、且風(fēng)路系統(tǒng)復(fù)雜，故除特殊需要外已逐步為濕式自磨所代替。

濕式自磨白70年代初逐漸推廣應(yīng)用。原設(shè)想能簡化常規(guī)碎磨流程、節(jié)省投資和生產(chǎn)費(fèi)用，20多年來的生產(chǎn)實(shí)踐表明在兩種情況下采用濕式自嘈較適宜：第一，礦石水分大、含泥多，可省去破碎工序的洗礦作業(yè)；第二，礦石不易生成難磨顆粒，或難磨顆粒適宜作下步礫磨介質(zhì)。濕式白磨受礦石性質(zhì)的制約太大，而同一礦床中的礦石性質(zhì)也不是都相同，因此自磨機(jī)產(chǎn)量及產(chǎn)品粒度波動較大；自磨機(jī)的作業(yè)率低于球磨，單位電耗高于球磨；濕式單段自磨處理能力低，必須后續(xù)球磨或礫磨作業(yè)才能發(fā)揮效能。

給料粒度自磨介質(zhì)粒度一般應(yīng)大于100mm，最大為300～350mm；塊度太小作為研磨介質(zhì)能量不足，太大則易砸壞設(shè)備。自磨給料中應(yīng)有足夠多的+100mm大塊，盡量少含粒度為一80～20mm的難磨顆粒。濕式自磨由于礦漿的浮升作用且粘性較大，從而大大減弱了自磨介質(zhì)的碎磨功能，因此濕式自磨機(jī)比干式自磨機(jī)更易形成頑石累積。消除濕式自磨難磨顆粒的措施主要有：(1)給料前篩除一80+20mm顆粒．將其用破碎機(jī)破碎后再給入自磨機(jī)，或?qū)⑵渥鳛榈[磨研磨介質(zhì)使用。(2)自磨機(jī)排礦端格子板上開設(shè)“礫石窗”，使難磨顆粒從自磨機(jī)加速排出，然后用破碎后返回自磨機(jī)再處理(或者從自磨排出作為下段礫磨研磨介質(zhì))。(3)自磨機(jī)中加入少量大鋼球以增強(qiáng)對難磨顆粒磨碎的效果，也即改為半自磨。

料位控制自磨機(jī)中料位高低是反映自磨機(jī)生產(chǎn)過程是否正常的主要參數(shù)。自磨機(jī)料位指被磨物料容積占自磨機(jī)有效容積的百分?jǐn)?shù)。具體生產(chǎn)中自磨機(jī)都有一適宜料位，一般為36％～42％。料位低說明供料不足，這不僅影響自磨處理量，且料層變薄，襯板磨損加劇；料位過高即料層厚，料層的“襯墊作用”加大，從而降低大塊礦石的破碎能力，將使自磨效率降低，會加速難磨顆粒的積累，最終導(dǎo)致“漲肚”而破壞自磨過程。因此自磨過程的自動控制是十分必要的，自動控制的核心就是檢測和控制適宜料位，以達(dá)到處理量高、電耗低和生產(chǎn)平穩(wěn)的目的。

物料運(yùn)動形態(tài)自磨機(jī)的結(jié)構(gòu)與一般球磨機(jī)、棒磨機(jī)有很大區(qū)別；為了提升大塊介質(zhì)，自磨機(jī)襯板上的提升板較高，兩提升板的間距也較大，以便于夾持大塊礦石防止其在襯板間的滑動，這樣可增加提升高度。中國曾對φ1500mm×600mm的干式自磨機(jī)內(nèi)物料的運(yùn)動形態(tài)作過詳細(xì)研究，并拍攝成系統(tǒng)錄像資料。自磨機(jī)轉(zhuǎn)速率ψ在65％～90％的范圍內(nèi)，物料在磨機(jī)內(nèi)的運(yùn)動屬于多相混合運(yùn)動形態(tài)。(見圖)由圖中自磨機(jī)簡體的橫斷面可知，磨機(jī)內(nèi)物料運(yùn)動可分為瀉落區(qū)、拋落區(qū)、腎形蠕動區(qū)和空白區(qū)四個區(qū)域。(1)瀉落區(qū)。位于內(nèi)層的大塊礦石隨簡體旋轉(zhuǎn)而上升至一定高度，當(dāng)其偏轉(zhuǎn)角大于大塊礦石的自然安息角時，順著物料自身形成的斜坡滾下；然后再上升、滾下，如此周而復(fù)始，礦塊在這種上、下翻滾過程中“磨剝”或“碎解”。(2)拋落區(qū)。外層的中等和較小顆粒沿圓弧軌道上升至一定高度后脫離簡體，以某一初速度按拋物線軌跡拋落，物料在下落區(qū)受強(qiáng)烈沖擊、研磨作用。(3)腎形蠕動區(qū)。其位置靠近筒體軸心，為拋落和瀉落區(qū)的過渡帶。此區(qū)域內(nèi)物料運(yùn)動不明顯，密礦作用輕微。(4)空白區(qū)為物料未到之處，該區(qū)域大小與磨機(jī)中物料多少及磨機(jī)轉(zhuǎn)速有關(guān)。

自磨試驗(yàn)?zāi)澄锪夏芊癫捎米阅ゼ夹g(shù)應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)試驗(yàn)和技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較。自磨試驗(yàn)分四個步驟：第一步為邦德球磨功指數(shù)試驗(yàn)，根據(jù)被磨物料的球巒功指數(shù)Ⅳ膪值初步判斷該物料能否采用自磨。WIB≤8的礦石軟，易碎解，自磨時形成的自磨介質(zhì)量可能不足；WIB≈8～14者可考慮采用自磨；WIB≥20～25的礦石很硬，自磨處理能力低，易形成難磨顆粒。第二步為介質(zhì)適應(yīng)性試驗(yàn)，目的在于判斷自磨過程中被磨物料能否形成足夠數(shù)量的適宜介質(zhì)。這種試驗(yàn)在特定的介質(zhì)試驗(yàn)器中進(jìn)行。美國考帕(Koppei•s)公司的介質(zhì)試驗(yàn)器規(guī)格為φ800mm×250mm；中國北京礦冶研究總院研制的介質(zhì)試驗(yàn)器規(guī)格為φ1800mm×400mm。第三步為半工業(yè)試驗(yàn)，目的在于決定自磨的適宜流程和工業(yè)生產(chǎn)中可能達(dá)到的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。半工業(yè)試驗(yàn)一般采用簡體直徑1．8～2．4m的自磨機(jī)進(jìn)行。第四步為工業(yè)試驗(yàn)，目的在于最后驗(yàn)證工業(yè)生產(chǎn)中采用自磨的可行性及經(jīng)濟(jì)效益。