Wie wählen Sie Gusskugeln für die Mineralverarbeitung in Bergbau aus?

一. Kernfaktoren für die Auswahl von Stahlgusskugeln für die Aufbereitung von Erzen

Eigenschaften des Erzes: Härte, Partikelgröße und Zerkleinerungsschwierigkeit

1. Erzhärte:
Hartgestein (wie Eisenerz, Quarzit, Mohs-Härte 6-7): hohe Härte Guss-Stahlkugeln (HRC 60-65) sind erforderlich, und das empfohlene Material ist hochchromlegierter Stahlguss (Chromgehalt 10%-18%), der eine hohe Verschleißfestigkeit aufweist, aber die Zähigkeit muss berücksichtigt werden, um übermäßiges Zerkleinern und Verluste zu vermeiden.
Mittel- und niedrigharte Erze (wie Kupfererz, Blei-Zink-Erz, Mohs-Härte 4-6): mittelchromhaltige Stahlgusskugeln (HRC 55-60) oder Kohlenstoffstahlkugeln können ausgewählt werden, die kostengünstiger sind.

2. Ausgangskorngröße des Erzes:
Grobkörniges Erz (Eingabekorngröße > 50 mm): großer Durchmesser Stahlkugeln (φ80-150 mm) werden bevorzugt und durch Stoßkraft zerkleinert;
Feinkörniges Erz (Eingabekorngröße < 20 mm): kleine Durchmesser Stahlkugeln (φ30-80 mm) werden verwendet, um die Feinheit durch Mahlen zu verbessern.
Mühlentyp und Arbeitsbedingungen
Spezifikationen der Kugelmühle:
Große Mühle (Durchmesser > 3 m): geeignet für große Durchmesser Stahlkugeln (φ100-150 mm), die Füllrate wird auf 30%-40% geregelt, und die Stoßzerkleinerungseffizienz wird erhöht;
Kleine Mühle (Durchmesser< 2 m): verwenden Sie φ30-80 mm Stahlkugeln, die Füllrate kann auf 45%-50% erhöht werden, und der Mahleffekt wird verbessert.

3. Mahlstufe:
Erste Mahlstufe (Grobmahlen): große Kugeln (φ80-120 mm) sind erforderlich, um große Erzstücke schnell zu zerkleinern;
Zweite Mahlstufe (Feinmahlen): verwenden Sie kleine Kugeln (φ30-60 mm), um den Dissoziationsgrad der Mineralmonomere zu verbessern.
Material- und Leistungsparameter

Härte- und Zähigkeitsausgleich:
Härte bestimmt die Verschleißfestigkeit, aber zu hoch (z. B. HRC>65) führt leicht zu sprödem Bruch, und ein Bereich von HRC 58-63 wird empfohlen (angepasst an die Erzhärte);
Schlagzähigkeit ≥10 J/cm² (getestet durch Charpy-Schlagversuch), um ein Zerkleinern unter hohen Belastungsbedingungen zu vermeiden.
Dichte und Mikrostruktur:
Dichte > 7,8 g/cm³ (nahe der theoretischen Dichte von Stahl), gute Materialdichte und gleichmäßiger Verschleiß;
Die Mikrostruktur besteht hauptsächlich aus Martensit, ergänzt durch eine geringe Menge an Restaustenit, was das abrasive Abplatzen reduziert.

二. Der spezifische Einfluss des Durchmessers auf die Effizienz der Mineralaufbereitung

三. Praktische Vorschläge zur Auswahl: Wie man Durchmesser und Effizienz aufeinander abstimmt?

Passen Sie die Kugeln präzise an die Stufe der Erzzerkleinerung an
Beispiel: In der ersten Mahlstufe eines Eisenerzes (die ursprüngliche Korngröße des Erzes beträgt 80 mm und die Härte 6,5) wird eine Kombination aus φ100 mm mit 60 % + φ80 mm mit 40 % gewählt. Im Vergleich zu einer einzelnen φ120 mm Kugel wird die Mahleffizienz um 15 % erhöht und der Stahlkugelverlust um 8 % reduziert.
Logik: Die große Kugel wird hauptsächlich zum Zerkleinern verwendet, und die kleine Kugel füllt die Lücke und bildet einen "Stoß + Mahlen"-Verbundeffekt.
Passen Sie das Durchmesserverhältnis dynamisch an
Überprüfen Sie regelmäßig die Partikelgrößenverteilung des Mahlprodukts:
Wenn der Anteil der + 200 Mesh-Partikel größer als 15 % ist, bedeutet dies, dass nicht genügend große Kugeln vorhanden sind, und es müssen Kugeln mit größerem Durchmesser hinzugefügt werden;
Wenn der Anteil der - 325 Mesh-Partikel größer als 60 % ist, bedeutet dies, dass zu viele kleine Kugeln vorhanden sind, und der Anteil der Kugeln mit kleinem Durchmesser kann reduziert werden.
Kombinierte Energieverbrauchs- und Kostenoptimierung
Für jede Erhöhung des Durchmessers der großen Kugel um 20 mm erhöht sich der Stromverbrauch der Mühle um etwa 10 %-15 %, aber das Verarbeitungsvolumen kann um 5 %-8 % steigen. Es ist notwendig, den Gleichgewichtspunkt von "Kosten der Stahlkugel pro Tonne Erz + Energieverbrauchskosten" zu berechnen. Zum Beispiel: Bei der Verarbeitung von minderwertigen Erzen werden Kugeln mit kleinem Durchmesser bevorzugt, um den Energieverbrauch zu senken; große Kugeln können angemessen verwendet werden, um die Effizienz für hochwertige Erze zu verbessern.

四. Vermeidung häufiger Missverständnisse

Missverständnis 1: Je größer der Durchmesser, desto höher die Zerkleinerungseffizienz
Korrektur: Große Kugeln sind nur bei der Verarbeitung von grobkörnigen Erzen von Vorteil. In der Feinmahlstufe verursachen große Kugeln Energieverschwendung durch "leeres Zerschlagen", und die Überzerkleinerungsrate des Erzes erhöht sich (was ungültigen Feinschlamm erzeugt).
Missverständnis 2: Je höher die Härte, desto besser
Korrektur: Stahlkugeln mit HRC＞63 neigen unter geringen Stoßbedingungen zum Abblättern der Oberfläche. Es wird empfohlen, ein umfassendes Urteil auf der Grundlage der Mühlengeschwindigkeit (hohe Härte kann gewählt werden, wenn die lineare Geschwindigkeit＞2,5 m/s) und der Erzmahlzeit zu treffen.

五. Empfohlene Auswahlwerkzeuge

SAG/Kugelmühle Stahlkugel Verhältnisrechner: Geben Sie die Erzhärte, die Mühlenspezifikationen und die Zielpartikelgröße ein und generieren Sie automatisch ein Durchmesserverhältnis-Schema (z. B. das Online-Tool eines bestimmten Herstellers).
Vor-Ort-Versuchsmahlverfahren: Verwenden Sie zuerst 3-5 Durchmesser-Kombinationen für das Mahlen im Kleinserienversuch, vergleichen Sie den Stahlkugel Verbrauch pro Tonne Erz, die Mahlzyklus-Lastrate (Idealwert 80%-120%) und bestimmen Sie die optimale Lösung.
Durch die genaue Abstimmung des Stahlgusskugeldurchmessers mit den Erzmerkmalen und den Betriebsbedingungen der Mühle kann der Einzelverbrauch von Stahlkugeln innerhalb eines angemessenen Bereichs von 0,8-1,5 kg/Tonne Erz gehalten werden, während gleichzeitig die Erzaufbereitungseffizienz verbessert wird (spezifische Daten variieren je nach Erztyp).