磨矿的主要介质是钢球和钢棒,其中钢球的应用比钢棒更广泛。 钢耗高是球磨机能耗高的一个主要原因,据统计,1990年全国钢球消耗量约为100万/t,2000年全国钢球消耗量已达到150万t。钢球的消耗引起了国内外、学者和工程技术人员的普遍关注,以提高钢球质量、降低钢球单耗为目标在磨球的材质、形状等方面开展了大量的基础研究和应用开发工作。 十多年前,我国磨球绝大多数是用低碳钢材锻(轧)、普通白口铸铁磨球和一定数量的中锰稀土铸铁磨球。属于中高碳(低合金)钢材质,其他合金白口铸铁材质的磨球数量很少。由于我国磨球材质差,导致耐磨性差、单耗高、用量多、浪费大,并且严重影响到磨矿效率。进入80年代中期,经过我国院所和生产企业的研究攻关,开发了许多新的磨球材质,有的己广泛进入应用生产中,并取得了满意的效果。新开发的磨球材质主要有两大类七个品种,分别为中高碳钢锻球、贝氏体锻钢球,高铬合金铸球,中铬合金铸球,低铬合金铸球,贝氏体球墨铸球,贝氏体、马氏体复相球墨铸铁磨球。高铬铸铁磨球硬度较高,是一种理想的耐磨材料。 但是,高铬铸铁含铬高,一般在百分之10~20之间,而且还需要加入足量的钼、铜等贵重元素来提高其淬透性,所以高铬铸铁的价格较高,从而限制了它的推广。中铬铸铁是一种含铬量在百分之4一10之间的耐磨材料,其耐磨性和韧性介于高铬铸铁和低铬铸铁之间,由于价格和性能无明显优势，因此研究和生产较少。贝氏体球墨铸铁磨球和贝氏体/马氏体复相球墨铸铁磨球力学性能很好,由于贝氏体组织比较难得到,难于进入大规模的生产应用中。高碳锻钢球的韧性很好,但由于硬度低,耐磨性与铸铁球相比还有一段差距。贝氏体锻钢球是利用一种新型中高碳贝氏体钢及相应的专门工艺经锻造或轧制加工而成的磨球,它有很好的力学性能,将硬度和韧性结合得很好。由于在大规模生产中质量不能,因此磨球目前应用还不广泛。低铬白口铸铁磨球是近年来发展较快的一种合金铸铁,其含铬量在百分之5以下,由于其合金含量少,可以用冲天炉熔炼,通过简单的热处理就能它的性能,生产简便,而且质量容易控制,价格低廉,并且磨耗也适中,在金属矿山上使用有较高的性价比。 近年来以天然特种合金生铁或废渣合金生铁为主要原料炼制的合金铸铁球具有资源综合利用的特点,已开发除了含有Cr、V、Ti、Cu、B、Mo等廉价合金铸铁球，球的生产成本大大降低，其综合性能与配料台金低铬球相当,具有良好的发展前景。而以昆明理工大学段希祥教授研究的新型细磨介质短截头耐磨铸铁段,在云南、广西、四川、甘肃等数百个厂矿应用表明,不仅生产效率高,过粉碎轻,而且产品单体解离度高,选别指标好,并能节省电耗与球耗,耐磨铸铁段在细磨应用前景良好。 介质的尺寸、形状及材质对磨矿有着重大影响,对增产节能降耗有的作用。段希祥教授及指导的研究生们在球磨机介质的改进方面进行了大量的研究,并取得了的成果。他们通过对矿石力学性的研究,从确定矿石抗破碎强度研究入手,准确确定磨矿中所需的破碎力,分析影响钢球尺寸的因素,然后利用球径半理论公式确定所需的介质尺寸 云锡公司球径后,磨机的磨矿细度提高8一9个百分点,二、三段磨的钢球单耗分别下降百分之31.94及百分之28.87。在介质的形状上,由于短柱形介质具有大的研磨面积,转动性能好,作为细磨介质是适宜的,采用短柱形介质取代传统的钢球细磨的应用研究表明,短柱形介质的应用大幅度提高了细磨效率,而且取得了降低单位产品电耗达百分之20一40的效果。 国外也进行了对矿石可碎性的研究,研制了测试矿石的可碎性的专用装置,根据压碎矿石的破碎力的测定值估计出所需的功量。加拿大BongMining公司研制的“棒型球”介质, 用新介质对巴西的铁矿石做对比磨碎试验,磨了440万吨矿石,与钢球相比,磨机处理能力提高百分之8.3,单位能耗降低百分之7.5,若与铸铁球相比,磨机处理能力提高百分之15,单位能耗降低百分之12.1。利比亚邦格矿山公司对总重相同的三种磨矿介质(中30llnn的铸铁球、中25mm的钢球和。28llnn、D=h的圆柱棒)进行了对比试验。试验结果表明,:圆柱棒介质的磨机生产率比铸铁球高百分之8.5,比钢球高百分之8.3;用圆柱棒作为介质的磨机其单位功耗比铸铁球低百分之12.1,比钢球低百分之7.5。