中國(guó)粉體網(wǎng)訊 中國(guó)是鋼鐵生產(chǎn)大國(guó),，鐵礦石作為我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的戰(zhàn)略資源，每年約80%依賴(lài)進(jìn)口,。2022年,，鐵礦石進(jìn)口量雖有所下降,，但仍超過(guò)了11億噸,，總進(jìn)口金額達(dá)1280.97億美元。奈何,，我國(guó)的金屬礦產(chǎn)資源具有貧,、雜、細(xì)的特點(diǎn),，且地質(zhì)開(kāi)采工藝復(fù)雜,，同國(guó)外相比，生產(chǎn)成本明顯較高,。
地主家有余糧也不經(jīng)造
為了有用礦物解離度增加,，大多數(shù)礦物都需要進(jìn)行細(xì)磨。充分單體解離,、粒度均勻性好以及過(guò)粉碎輕的磨礦產(chǎn)品是選礦追求的目標(biāo),，然而，由于磨礦過(guò)程的復(fù)雜性,，我國(guó)選礦廠(chǎng)都存在過(guò)磨情況,。根據(jù)過(guò)粉碎造成浮選回收率損失5%計(jì)算，將造成每年全國(guó)有色金屬選礦廠(chǎng)經(jīng)濟(jì)價(jià)值達(dá)到幾百億元,。
選礦生產(chǎn)流程
而恰恰在整個(gè)選礦流程中,，磨礦占比較重。據(jù)測(cè)算，選礦廠(chǎng)粉碎作業(yè)占投資的60%,，生成運(yùn)營(yíng)費(fèi)用也到40%以上,。其中，磨礦占運(yùn)營(yíng)成本的30-50%,，而襯板磨損和介質(zhì)消耗占磨礦運(yùn)營(yíng)成本的一半左右,，在某些情況下，磨礦介質(zhì)消耗占磨礦運(yùn)營(yíng)成本的40-45%,。而絕大部分有色金屬選礦廠(chǎng)都采用鋼球作為細(xì)磨介質(zhì),，鋼球在磨礦過(guò)程中能耗大、易產(chǎn)生鐵質(zhì)污染,，對(duì)后面的選別作業(yè)也造成影響,。
這些原因造就生產(chǎn)成本增高，甚至浪費(fèi)了不少礦產(chǎn)資源,。地主家有余糧,，也經(jīng)不住這般折騰！因此,，尋找既能節(jié)能降耗,，又能節(jié)約礦資源的新型磨礦介質(zhì)，一直是磨礦行業(yè)的追求,。
納米陶瓷球成節(jié)能降耗“新寵”
陶瓷材料具有很好的耐磨,、耐腐、耐熱等特性,，近年來(lái),，陶瓷球作為新型磨礦介質(zhì)開(kāi)始嶄露頭角。通過(guò)實(shí)踐也證明,，隨著高強(qiáng)耐磨,、高韌抗碎、表面磨削力強(qiáng),、內(nèi)外性能一致的納米陶瓷球在金屬礦細(xì)磨領(lǐng)域的成功應(yīng)用,，其為金屬礦山選廠(chǎng)細(xì)磨（0.074～0.038 mm）作業(yè)的節(jié)能降耗及產(chǎn)品粒度改善帶來(lái)了革命性變化，可助力金屬礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā),，提升國(guó)家金屬礦產(chǎn)戰(zhàn)略資源安全儲(chǔ)備能力,。
納米陶瓷球，圖源：景德鎮(zhèn)百特威爾新材料有限公司
1,、納米陶瓷球的材料特性
納米陶瓷球主要以氧化鋁為主要成分的工程應(yīng)用陶瓷,，所有生產(chǎn)納米陶瓷球的原料全部加工至-100nm，在高速離心狀態(tài)下以“滾雪球”的方式成型,，然后在自動(dòng)化,、智能化控制的爐窯條件下燒結(jié)為最終成品,。
不同材料磨礦介質(zhì)應(yīng)用性能對(duì)比
納米陶瓷研磨體區(qū)別于傳統(tǒng)氧化鋁陶瓷，其具有高強(qiáng)度,、高耐磨性,、研磨效率高、低消耗的特性,。
2,、納米陶瓷球的細(xì)磨特性
納米陶瓷球?qū)?xì)顆粒的破碎作用力主要包括擠壓、剪切,、擦洗和沖擊四種方式,。
研磨介質(zhì)對(duì)細(xì)粒物料的破碎作用力
硬度：陶瓷球表面硬度高，與物料接觸后產(chǎn)生的擠壓磨削能力比鋼球要強(qiáng),，所以納米陶瓷球的磨礦效率和耐磨性高于鋼球,，從而降低球磨機(jī)的塔磨機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)負(fù)荷，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗,。
重量：納米陶瓷球比重約為鋼球比重的一半,，在確保磨細(xì)產(chǎn)品的同時(shí)可有效較少礦石的過(guò)磨。
降損：陶瓷球內(nèi)外硬度均勻,，磨損后始終呈圓形,，表面光滑，對(duì)襯板的沖擊磨損降低,，延長(zhǎng)球磨機(jī)和塔磨機(jī)襯板的使用壽命,，縮短維檢周期，節(jié)省購(gòu)置費(fèi)用,。
增質(zhì)：納米陶瓷球研磨介質(zhì)的應(yīng)用,，可避免鐵質(zhì)污染,，實(shí)現(xiàn)精礦品位和回收率雙提高,。
3、納米陶瓷球在磨礦設(shè)備中的細(xì)磨特性
納米陶瓷球自身脆性特質(zhì),，在選礦實(shí)踐中,，無(wú)論是第二、第三段磨礦還是粗精礦再磨,，使用球磨機(jī)磨礦以采用30-40mm為宜,，這就意味著納米陶瓷球的直徑不應(yīng)大于同等工況的鋼球直徑。
高鉻鋼球是立式攪拌機(jī)的傳統(tǒng)研磨介質(zhì),，其硬度,、耐磨性能良好，但納米陶瓷的硬度較傳統(tǒng)高鉻鋼球更高,，且球體更硬,。
納米陶瓷球與高鉻鋼球性能對(duì)比
正因?yàn)榧{米陶瓷球的高耐磨,、高耐撞擊、內(nèi)外強(qiáng)度一致的性能,，在塔磨運(yùn)行半年后,，納米陶瓷球也依然堅(jiān)挺。
運(yùn)行半年后的納米陶瓷球
納米陶瓷球密度比鋼球比重輕近一半,，與鋼球相同填充磨礦,，是達(dá)不到粉碎磨礦效果的，那么將鋼球替換為納米陶瓷球,，須提高納米陶瓷球的充填率,，增大有效磨礦的表面積，提升磨礦效率,，增加磨礦細(xì)度,，穩(wěn)步提升指標(biāo)。
納米陶瓷球帶來(lái)的材料革命
在磨礦介質(zhì)中,，非金屬研磨介質(zhì),，硬度高，但密度小,，破碎過(guò)程中攜帶的能量密度小,，細(xì)磨效果不如金屬介質(zhì)。另外,，非金屬介質(zhì)脆性大,，磨礦過(guò)程中的磨損及破碎率均較高，介質(zhì)消耗較大,。
從金屬礦上選廠(chǎng)的應(yīng)用實(shí)踐中表明,，使用納米陶瓷球磨礦大幅度降低選礦廠(chǎng)的介質(zhì)消耗成本和磨機(jī)電耗成本，為選別提供更好的磨礦分級(jí)產(chǎn)品粒度,，減少過(guò)磨和泥化,，改善精礦過(guò)濾和尾礦濃縮效果。
此外,，其效果主要體現(xiàn)在可節(jié)省磨礦分級(jí)作業(yè)的介質(zhì)能耗,，促進(jìn)有用礦物的單體解離，延長(zhǎng)球磨機(jī)襯板和塔磨機(jī)螺旋襯板的使用壽命和更換周期,，有效降低成本,。
可以說(shuō)，納米陶瓷球帶來(lái)了金屬礦山細(xì)磨介質(zhì)的材料革命,，也顛覆了對(duì)非金屬研磨介質(zhì)的看法,。在降低金屬礦山企業(yè)成本及提高資源利用同時(shí)，還可助力我國(guó)2030年實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰”和2060年“碳中和”的碳減排戰(zhàn)略,。
參考資源：
周洪林：納米陶瓷球在金屬礦細(xì)磨中的應(yīng)用及前景
徐今冬等：不同磨礦介質(zhì)對(duì)細(xì)粒磁鐵礦磨礦效果的影響
廖寧寧：納米陶瓷球在立式磨機(jī)中的磨礦性能研究
（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/空青）
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