磨礦過程的費用占礦石處理全過程的30-50%,是礦業生產過程的主要運營成本。而在磨礦過程中大概50%的費用是由于鋼球和襯板消耗造成的。根據大量的生產實踐數據和研究成本,鋼球介質損耗費用達到磨礦成本的40-45%。隨著礦業經濟的繁榮,礦石處理量急劇增長,鋼球介質等消耗品的成本控制成為了影響單個礦體開發利潤的關鍵環節,控制鋼球消耗至關重要。
鋼球介質的消耗機理主要有:磨蝕磨損、沖擊磨損和腐蝕磨損。磨機內的運行環境對鋼球的損耗具有重要影響,包括礦漿電位、溶解氧濃度、礦漿PH和礦石粒度分布等,主要分為磨機特性因素、礦漿因素、磨料性質因素、鋼球屬性因素等。
鋼球屬性因素的影響:
1、鋼球直徑的影響
鋼球直徑越大,沖擊勢能越大,鋼球受到的沖擊磨損越大,因此出現大鋼球磨損量大、小鋼球磨損量小的規律。甚至有人總結出磨礦中的能耗與鋼球消耗之間的關系,鋼耗高時能耗也高,一般球耗為0.035-0.175kg/kW·h,大球徑鋼球的單位能耗高于小球徑鋼球的單位能耗。
2、鋼球形狀的影響
在礦山磨礦作業中,大部分的磨機均選用鋼球作為磨礦介質,少量使用鋼棒,鋼棒的鋼耗高于鋼球。而近年來研究和使用的短柱型磨礦介質,尤其是膠囊型形鋼段,不但磨礦效果超過鋼球,而且鋼耗也明顯低于鋼球,大約節省10%-15%。
3、鋼球硬度的影響
鋼球在磨機中的磨損以沖擊塑變磨損及切削磨蝕磨損為主,所以要求磨礦鋼球要具有高的韌性和抗沖擊疲勞能力,在此基礎上具有合適的硬度。但是,鋼球材料硬度的提高,必然導致脆性增大,促使破碎率增大,如何實現兩者間的協調成為鋼球材質研發的方向。寧國鋼球也并不是硬度越大越好,鋼球硬度過高對磨礦也會造成不利,主要的原因有:一是鋼球回彈跳動嚴重,在回彈中造成部分能量損失,故鋼球能量不是更多的用于破碎,故而影響破碎過程能量轉換效率;二是鋼球硬度過高時,球與球之間相互接觸時滑動厲害,不能有效地嚙住球間的礦粒,使礦粒的磨碎作用減弱。