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磨礦作業是在磨機簡體內進行的,筒體內裝有磨礦介質。磨礦介質隨著筒體的旋轉而被帶到一定的高度后,由于介質的自重而下落。于是裝在筒體內的礦石就受到介質沖擊力的作用;另一方面由于磨礦介質在筒體內沿筒體軸心的公轉與自轉,在磨礦介質之間及其與筒體接觸區又產生對礦石的擠壓和磨剝力,從而將礦石磨碎。
下圖圖(1)與圖(2)表示磨礦介質(鋼球)在球磨機筒體內的運動情況。
由于鋼球與筒體之間有摩擦力,當筒體旋轉時,鋼球即被帶起并升到一定高度(圖1中aa到bb的區域)。由于鋼球本身的重用,最后沿一定的軌道下落(圖2中bb到cc的區域)。在aa到bb區域內(鋼球被帶上)的鋼球受到兩種力的作用:一為筒體旋轉時自切線方向施于鋼球的作用力(圖2);另一為與鋼球直徑相對稱一面而與上述作用力相反的力,這個作用力的產生是由于鋼球本身自重而向下滑動所引起的。因此,上述兩種作用力,對于任何一個鋼球都會構成一對力偶。并且由于鋼球是擠壓在筒體與相鄰鋼球的中間,所以力偶會使鋼球發生自轉。
此外,由于筒體與最外層鋼球之間,以及各層鋼球彼此之間都存在大小不等的摩擦阻力,因而各層鋼球將隨筒體繞筒體軸心做公轉運(然,各層球并不與筒體有同步速率,同時,各層鋼球的公轉速度也不一樣)。在aa到bb 區域內的所有鋼球均有自轉和公轉兩種運動,而在bb到cc區域內鋼球自上向下拋落,因而在cc區域里筒體內的礦石發生強烈的沖擊破碎作用。由于鋼球下落時產生沖擊力,因而在aa到cc到dd區域內鋼球產生極為強烈而無秩序的運動。其中包括:
1.點線上方鋼球的強烈滾動;
2.沿點線處鋼球的快速移動;
3.點線下面鋼球隨磨機筒體的快速移動;
4.各層鋼球之間的互相沖擊。
可見aa到cc到dd區域即是磨礦作用最強烈的地方,大部分粗礦粒在這里得到磨碎。
由上述可知,礦石在球磨機筒體內主要是受沖擊力、磨剝力及擠壓力的作用而被磨碎的。
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