自磨机是以被粉碎物料本身作为磨矿介质的磨矿。砾磨机系以砾石作为磨矿介质 的磨矿，砾石一般取自磨矿前某一适当粒级的破碎产物，也可用前段自磨机排出的砾 石或采用卵石。
砾磨的优点是经济，并可在较粗粒级解离而泥化少，有取代第二段球磨的趋势。
自磨机有干式（气落式）和湿式（瀑落式）两种。其发展情况是，早期以干式自 磨为主，近期则以湿式占优势。自磨机的应用范围，已由处理非金属矿石扩展到黑色 金属，有色金属铜矿、钼矿、铅锌矿和稀有金属矿石等方面。预计随着自磨技术的不 断完善，应用范围将会进一步扩大。目前生产上采用的自磨机最大规格已达妇0.98 & 4.56米（36&15英尺），有的计划用妇2.19米（40英尺）的湿式自磨机。据报导，有 的国家已能制造妇5.24米（50英尺）的自磨机，它的驱动功率将为25000 - 27000马力。
―、干式自磨机的结构特点
干式自磨机，如图3-6-1所示。由给矿漏斗部、筒体部、传动部、排矿漏斗部、基础部及润滑装置等组成。
图3-6-1饵000x 1400干式自磨机结构示意图
1—给矿漏斗部；2一筒体部；3一排矿漏斗部；4—传动部
干式自磨机和球（棒）磨机比较其结构特点是：
（1）筒体的径长比大、筒体短、中空轴颈短。通常筒体直径为其长度的三倍左右。 这样可使物料容易给入和易于分级，缩短物料在磨机中滞留的时间，并抑制其轴向析 离现象（即大块集中在给矿端，小块集中在排料端的现象）的产生，从而提高磨机的 生产能力和强化磨碎过程的选择性。
筒体直径!与筒体长度"之间两者的比值!/L直接影响着磨机的生产率，据试验 发现D/L =3时生产率最高，但现各国的自磨机D/L值不一，范围很宽，介于2 + 4.66之间。且D/L值随筒径的增大而加大，例如，当D <3.6米，D/L <3，当D > 3米时，D/L >3，从平均数值看，干式自磨机D/L.3。
（2） 端盖与筒体垂直，其上有两圈环状的波峰衬板。实践证明，装不装波峰衬板 差别很显著，装有波峰衬板时，磨机生产率可以提高，而能量消耗大幅度降低，同时 产品粒度较细，也没有偏析现象产生。波峰衬板为三角形断面。为了使波峰衬板对矿 石产生足够的侧向反击作用，两端盖上波峰衬板顶端间的距离不应大于0.8 L。
（3） 筒体上除敷有平衬板外，还每隔一定距离敷有一定高度的丁字形提升衬板, 它的主要作用是在筒体转动时把物料提升到一定高度而抛落，从而使被粉碎物料获得 足够的、比球磨机大得多的能量产生冲击作用，使大块物料被粉碎。提升衬板的高度 和间距对物料的运动轨迹有很大的影响。试验表明，提升板高度在一定范围（127毫 米）以内时，随着提升板高度的增加，磨机生产率逐渐增加而功率消耗明显下降，合 适高度的提升板与没提升板的情况下，两者的功耗相差将近一倍。而且提升板的间距 与提升板的高度两者的比值在4左右时，才能获得最高的生产能力和最低的能量消耗。
二、干式自磨原理
伟斯顿对干式自磨过程的理论进行了较长时间的研究。他对干式自磨机中矿石粉 碎过程的运动情况作了如下的描述：
在干式自磨机中使矿石粉碎的主要原因有三方面：（1）自由落下时的冲击力；（2） 由压力状态突然改变至张力状态的瞬时应力；（3）颗粒之间的相互摩擦。
如图3-6-2所示，新给矿中的小粒，由给料端进入，沿！面均匀地落于筒体底 部中心，然后向两侧扩散。大块具有较大的动能，总是趋向较远的一侧，但其中有一 部分必然要和AB面相碰，然后向另一侧返回，因之，也使大块得到均匀分布。！一 !、B-B在这里的作用是防止给入物料有害的偏析。自排矿端沿下面返回的颗粒如同 新给料中的细粒一样，均匀地落于筒体底部的中心，然后向两边扩散。大块和细粒在 筒体底部沿轴向运动，方向正好相反，于是产生磨剥作用。
提升板C— C和波峰衬板B—B，有楔住矿石的作用，又称为楔形衬板。如图3- 6-3均匀分布在筒体底部的矿石，在"真趾区"集中，这里的重力和离心力最大。由 于筒体的转动和筒体很短，矿石首先在C— C处楔住，而且沿轴向挤成"拱形”，使在”真趾区”的所有矿石均处于压力状态之下。然后逐渐向上发展，在B—B之间形成 ”拱形”，使其间的矿石也同样处于受压状态。
矿石随磨机转动，位置迅速提高，矿石很快由压力状态转入张力状态。当重力克 服离心力时就脱离筒体，在磨机内循环运动，粗粒除自转外还向磨机中心处移动，对 小颗粒产生磨剥作用。
物料通过压力区后，各粒级的循环路径是不同的。大粒级在内层，运动途径较短， 较快地回至破碎区。大于25毫米的颗粒向磨机中心移动，借重力泻落于"真趾区"之 前，较大粒成内层，而较小粒居于外。新给矿落在泻落物料的前面，部分落在"假趾 区"后面，和向前转动着的提升板c一"冲击后，反弹回泻落区。弹到处如同颚式破 碎机的定颚一洋，不同的是这里的"定颚"，除了破碎物料之外，它本身也遭到破坏。
只有小于25毫米的颗粒，才通过自由落下区或"瀑落区"，在泻落区的前面沿筒 壁铺成一层。进入破碎区时，即遭遇最大压力。而于通过磨剥区时，又受到较粗粒转 动时造成的最重的磨剥作用。
伟斯顿在研究自磨机之前，曾将被粉碎物料放入高压蒸汽箱中，然后突然除去压 力，使矿石在瞬时内由受压状态转变至张力状态而粉碎。在显微镜下观察这些颗粒的 粉碎特性，发现大部份颗粒都是沿晶界面粉碎的，只有少数颗粒的结晶遭到破坏。伟 斯顿据此得到两点结论：（1）使物料从受压状态突然转变至张力状态，可使物料沿晶 粒界面破裂而很少过粉碎及连生粒；（2）类似状态也发生在干式自磨机中，而且是干 式自磨机中粉碎矿石的重要原因之一。
但是，伟斯顿对干式自磨粉碎过程的具体叙述中，并没有对上述结论予以论证， 看不出"突变"对粉碎所起的作用。而且从现象分析，磨机的线速度是不大的，作用 在物料上的压力是逐渐消除的，并不存在"突变"。因此，伟斯顿的第二点结论还有待 进一步研究。
的，并不存在"突变"。因此，伟斯顿的第二点结论还有待 进一步研究。
三、干式自磨系统
干式自磨系统由干式自磨机、风力运输、风力分级，气流净化设备等组成。风力 运输、风力分级及气流净化设备构成风路系统。风路系统的作用是将磨机内磨碎到已 达粒级要求的物料用风力排出，进行分级和收集，并将排出系统外的气流进行净化。
1.风路系统的分类
按风路系统内的工作压力不同，可分正压式风路系统和负压式风路系统。正压式 系统中，自磨机和分级机等是处在正压条件下工作，设备和管道的密闭困难，粉尘易 溢入室内漫延，目前很少应用。负压式系统中自磨机和分级机等在负压条件下工作，密闭容易，粉尘浓度小，工作环境卫生条件好，目前被广泛应用。
按对粗粒级分级设备中所分出的粗粒级物料的处理方法不同，可分为带返矿设施 系统和不带返矿设施系统。如果所分出的粗粒级物料不返回自磨机，送第二段磨矿处 理或加以利用，此种情况下，磨矿效率高、生产能力大，但工艺流程复杂，设备多、 投资大，只适于粗磨及大型厂矿釆用。粗粒分级设备排出的物料返回自磨机再磨时, 工艺流程简单，投资少，但生产效率低，适于中小型厂矿釆用。
若按对矿石是否进行干燥，可分为自然吸气系统和热风干燥系统。自然吸气时, 风路系统自然吸入室内的空气，物料中的水分靠在磨矿过程中产生的摩擦热而蒸发。 根据我国实践证明，原矿中的含水量小于6%时，系统中各设备能正常工作。此种情况 下，不用加热设备，投资少，维护费用少，但矿石含水量高时，磨矿效率低，分级没 备排料困难，容易堵塞，在雨季时影响正常生产。釆用专门的加热设备向自磨系统供 给热风，物料中的水分靠热风进行干燥。此时，自磨机的生产率高，矿石含水高时亦 能得到较好的生产指标，雨季也能正常生产，但加热设备投资大，燃料消耗大，故只 在处理含水量高的矿石时才釆用。
按风路系统中气流的运动方式不同，可分为开路式系统和闭路式系统。闭路式系 统中运送物料的气流循环使用，为保证系统正常工作，另用一单独的净化装置将其中 一部分气流净化后排入大气。而开路式系统中气流不返回，全部气流经净化后排入大气。
图3-6-4闭路干式自磨系统
1、4—皮带运输机；2—矿仓；3—电磁振动给 矿机；5—干式自磨机；6—沉降箱；7—旋风分 离器；
8—锁气器；9—粉矿仓；10—主风机；11—文氏管；12—洗涤器；13—辅风机
2.闭路干式自磨系统
北京某矿有我国第一座釆用闭路干式自磨、干式磁选工艺的选矿厂。闭路干式自 磨系统如图3-6-4所示。
原矿经粗碎到300-0毫米后，由皮带运输机1运至中间矿仓2,借矿石在皮带运 输上卸落过程中惯性力的作用，粗细矿石产生一定程度的分级，将其分开贮存。然后 用电振给矿机3把分别贮存在两个矿仓中的矿块按一定比例搭配（即偏析配比），给入 自磨机5进行磨碎。被粉碎的物料在主风机10 （主风机的作用是使调节好的空气流在 自磨机和分级机内循环并运输物料）造成的强大风力作用下被连续排出，沿着管道进 入沉降箱6进行第一次分级，较粗的颗粒便沉降下来。细小的物料继续进入旋风分离 器7,进行第二次分级，这时绝大部分细小物料都沉降。已在沉降箱和旋风分离器中沉 降的物料靠锁气器8间断排出。贮存在粉矿仓9中，以便进行干式磁选。未被收集的 微细物料在闭路风路系统中循环。闭路系统中主风机出口至磨机入口段，其静压值有 部分为正压，粉尘易从这一段逸出。为使主风路系统在负压条件下工作，防止灰尘溢 入室内漫延，减少微细物料和水分在主风路系统中造成恶性循环，设有副风路系统。 副风路系统设在主风机与自磨机之间，由文氏管11洗涤器12及辅风机13组成。经副 风路系统净化后的气流排于大气中。
图3-6-5开路干式自磨系统图
1—贮矿槽；2—电振给矿机；3—皮带运输机；4—干式自磨机;
5—沉降箱；6—四管旋风分离器；7—文氏管；8—水浴除尘器;
9—主风机；10—螺旋分级机；11—球磨机
3-开路干式自磨系统
沈阳某铁矿有我国第一座釆用开路干式自磨系统的选矿厂。
该矿所釆用的开路干式自磨系统，如图3-6-5所示。
粒度为500-0毫米的原矿，存于贮矿槽1内，由电振给矿机2和皮带运输机3直 接给入自磨机4内磨碎，被粉碎产物由主风机先抽至沉降箱5和四管旋风分离器6,进 行两段分级。较粗和较细物料分别被沉降下来，靠重锤锁气器间断排出流入水槽。微 细物料顺着管道被抽入双文氏管7和水浴除尘器8进行净化，经净化后的气流全部排入大气中。在沉降箱、旋风分离器及文氏管、水浴除尘器中沉降的物料，合并给入第 二段磨矿，第二段磨矿为带预检分级的湿式球磨机，所用分级为螺旋分级机，经磨矿 分级后的合格产物入湿式磁选。
综上所述，开路系统中，除了风机出口处为正压外，其余均为负压，即使管道密 封差些也不易溢出粉尘，故开路系统室内粉尘较易解决。开路系统中主风机之前没有 气流净化设施，在相同原始粉尘浓度下，进入风机的粉尘浓度要比闭路系统低，对风 机的磨损会有所改善，使用寿命较长。此外，开路系统无付风路系统，设备少，简化 了管道，配置紧凑。但开路系统中气流不循环，如果全部进气量来自室内，则将显著 影响室温的变化。为解决这一问题，需将进风管道接至室外。且全部气流需净化，净 化设备要大些，相应消耗的功率也较多。故对于大型干式自磨系统，为节省能耗起见, 宜采用闭路式风路系统。对于！4.0米以下的中小型干式自磨系统，因需风量不大，净 化气流也较小，以采用开路式风路系统较为合理。
4.热风干燥干式自磨系统
某水泥厂为我国第一座采用热风干燥干式自磨系统的厂，也是我国首先采用自磨 粉磨水泥生料的水泥厂。该厂所采用的热风干燥干式自磨系统，如图3-6-6所示。
图3-6-6热风干燥干式自磨系统图
1—原矿仓；（一板式给矿机；3一皮带运输机；
4一干式自磨机；5一沉降器；6―一级旋风分离
器；7—二级旋风分离器；+—主风机；9—旋风
集尘器；10—辅风机；11—热风炉；12一斗式
提升机；13一选粉机；14一螺旋运输机；15—管磨机；16一螺旋运输机
粒度为300-0毫米（个别大块达500毫米）的原矿，先贮于矿仓1中，由板式给 矿机2和皮带运输机3给入自磨机4。自磨机与主风机8构成闭路，同样设有副风路系 统。被磨碎物料沿管道进入一级旋风分离器6和二级旋风分离器7。进行两段分级时, 个别粗颗粒在沉降器5处沉降，并返回自磨机。热风炉11设在自磨机进料端，由于自磨机中为负压，热风被吸入自磨机内，对磨料进行干燥，挥发的水分由副风路系统排 出。
第二段磨矿为管磨机15与选粉机13组成的闭路循环。一级旋风分离器6、二级旋 风分离器7及旋风除尘器9所收集的产物，全部卸入斗式提升机12给至选粉机13。选 粉机分出均不合格物料，由螺旋输送机16送至管磨机15磨碎，并同时加入粘土及铁 粉。管磨产物经螺旋运输机16和提升机12又给至选粉机13,选粉机选出的合格产物 即为水泥生产过程中的合格生料。
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