磨礦的主要介質是鋼球和鋼棒,其中鋼球的應用比鋼棒更廣泛。 鋼耗高是球磨機能耗高的一個主要原因,據統計,1990年全國鋼球消耗量約為100萬/t,2000年全國鋼球消耗量已達到150萬t。鋼球的消耗引起了國內外、學者和工程技術人員的普遍關注,以提高鋼球質量、降低鋼球單耗為目標在磨球的材質、形狀等方面開展了大量的基礎研究和應用開發工作。 十多年前,我國磨球絕大多數是用低碳鋼材鍛(軋)、普通白口鑄鐵磨球和一定數量的中錳稀土鑄鐵磨球。屬于中高碳(低合金)鋼材質,其他合金白口鑄鐵材質的磨球數量很少。由于我國磨球材質差,導致耐磨性差、單耗高、用量多、浪費大,并且嚴重影響到磨礦效率。進入80年代中期,經過我國院所和生產企業的研究攻關,開發了許多新的磨球材質,有的己廣泛進入應用生產中,并取得了滿意的效果。新開發的磨球材質主要有兩大類七個品種,分別為中高碳鋼鍛球、貝氏體鍛鋼球,高鉻合金鑄球,中鉻合金鑄球,低鉻合金鑄球,貝氏體球墨鑄球,貝氏體、馬氏體復相球墨鑄鐵磨球。高鉻鑄鐵磨球硬度較高,是一種理想的耐磨材料。 但是,高鉻鑄鐵含鉻高,一般在百分之10~20之間,而且還需要加入足量的鉬、銅等貴重元素來提高其淬透性,所以高鉻鑄鐵的價格較高,從而限制了它的推廣。中鉻鑄鐵是一種含鉻量在百分之4一10之間的耐磨材料,其耐磨性和韌性介于高鉻鑄鐵和低鉻鑄鐵之間,由于價格和性能無明顯優勢，因此研究和生產較少。貝氏體球墨鑄鐵磨球和貝氏體/馬氏體復相球墨鑄鐵磨球力學性能很好,由于貝氏體組織比較難得到,難于進入大規模的生產應用中。高碳鍛鋼球的韌性很好,但由于硬度低,耐磨性與鑄鐵球相比還有一段差距。貝氏體鍛鋼球是利用一種新型中高碳貝氏體鋼及相應的專門工藝經鍛造或軋制加工而成的磨球,它有很好的力學性能,將硬度和韌性結合得很好。由于在大規模生產中質量不能,因此磨球目前應用還不廣泛。低鉻白口鑄鐵磨球是近年來發展較快的一種合金鑄鐵,其含鉻量在百分之5以下,由于其合金含量少,可以用沖天爐熔煉,通過簡單的熱處理就能它的性能,生產簡便,而且質量容易控制,價格低廉,并且磨耗也適中,在金屬礦山上使用有較高的性價比。 近年來以天然特種合金生鐵或廢渣合金生鐵為主要原料煉制的合金鑄鐵球具有資源綜合利用的特點,已開發除了含有Cr、V、Ti、Cu、B、Mo等廉價合金鑄鐵球，球的生產成本大大降低，其綜合性能與配料臺金低鉻球相當,具有良好的發展前景。而以昆明理工大學段希祥教授研究的新型細磨介質短截頭耐磨鑄鐵段,在云南、廣西、四川、甘肅等數百個廠礦應用表明,不僅生產效率高,過粉碎輕,而且產品單體解離度高,選別指標好,并能節省電耗與球耗,耐磨鑄鐵段在細磨應用前景良好。 介質的尺寸、形狀及材質對磨礦有著重大影響,對增產節能降耗有的作用。段希祥教授及指導的研究生們在球磨機介質的改進方面進行了大量的研究,并取得了的成果。他們通過對礦石力學性的研究,從確定礦石抗破碎強度研究入手,準確確定磨礦中所需的破碎力,分析影響鋼球尺寸的因素,然后利用球徑半理論公式確定所需的介質尺寸 云錫公司球徑后,磨機的磨礦細度提高8一9個百分點,二、三段磨的鋼球單耗分別下降百分之31.94及百分之28.87。在介質的形狀上,由于短柱形介質具有大的研磨面積,轉動性能好,作為細磨介質是適宜的,采用短柱形介質取代傳統的鋼球細磨的應用研究表明,短柱形介質的應用大幅度提高了細磨效率,而且取得了降低單位產品電耗達百分之20一40的效果。 國外也進行了對礦石可碎性的研究,研制了測試礦石的可碎性的專用裝置,根據壓碎礦石的破碎力的測定值估計出所需的功量。加拿大BongMining公司研制的“棒型球”介質, 用新介質對巴西的鐵礦石做對比磨碎試驗,磨了440萬噸礦石,與鋼球相比,磨機處理能力提高百分之8.3,單位能耗降低百分之7.5,若與鑄鐵球相比,磨機處理能力提高百分之15,單位能耗降低百分之12.1。利比亞邦格礦山公司對總重相同的三種磨礦介質(中30llnn的鑄鐵球、中25mm的鋼球和。28llnn、D=h的圓柱棒)進行了對比試驗。試驗結果表明,:圓柱棒介質的磨機生產率比鑄鐵球高百分之8.5,比鋼球高百分之8.3;用圓柱棒作為介質的磨機其單位功耗比鑄鐵球低百分之12.1,比鋼球低百分之7.5。