改革开放以来，我国国民经济快速发展，综合国力逐步提升，基础设施和安居工程建设达到空前的规模，对金属冶炼和矿石开采造成了巨大的刚性需求。中国金属矿山的矿石开采量居世界首位。每个矿山选矿厂用于矿石加工的大中型球磨机有数千台。衬板是磨机的主要易损部件。这些工厂每年消耗超过10万吨衬板，耗资数亿美元。

磁性衬板是利用磁力在衬板工作面上吸附一层磁性材料，形成保护层，从而减少衬板工作面与运动介质和材料的直接接触，从而达到减少磨损，延长衬板使用寿命的目的。对于磁性矿物，磁性衬板的使用寿命一般是高锰钢衬板的4 ~ 6倍，并能增加磨机体积，提高处理能力，降低磨机负荷，降低电耗，不需维护，大大提高磨机作业率。用磁性衬板代替高锰钢衬板，每年可带来上亿元的直接效益，节约钢材数万吨。从而可以节约大量的基础能源材料，实现以保护环境、节约资源、节能降耗为重点的矿山综合开发战略目标。

因此，十多年来，国内外许多单位都在进行磁性衬板的应用研究，以替代高消耗的钢质衬板。目前，北京矿冶研究总院研制的HM大型磨机磁性衬板已成功应用于包钢、鞍钢、中钢等大型铁矿，为铁矿选矿厂节能降耗、设备改进、降低劳动强度做出了巨大贡献。近年来，北京矿冶研究总院根据非磁性矿石不同于磁铁矿的特点，研究了吸附层的成分和吸附条件，使磁性衬板在非磁性矿石中得到广泛应用。磁性衬板应用于不含磁性矿物的铜选矿厂。根据使用情况，磁性衬板的使用寿命是锰钢衬板的3 ~ 4倍，低于磁铁矿。可以提高磨机的处理能力，大大提高磨机的作业率；易于拆卸，降低工人的劳动强度；降低噪声，改善选矿厂的环境条件。因此，磁性衬板在某非磁性矿物选矿厂的成功应用，为磁性衬板在同类无磁性矿物矿山的应用提供了成功范例，对提高此类矿山的装备水平和技术水平，节能降耗，提高资源利用率具有一定的现实意义，可带来巨大的经济效益和社会效益。

一、国内外概况

20世纪70年代，国外提出了用磁性衬板保护球磨机筒体和溜槽的设想。1980年，瑞典Skega公司橡胶衬板的创始人Bertil Brandt在其专利中提出了八种实用的橡胶磁性衬板结构。这些结构的磁路设计基本相同，主要区别在于衬垫的形状。

1983年1月，加拿大第15届矿物加工会议介绍了磁磨机衬板在诺兰达矿业有限公司家庭选矿厂的试验和应用情况。1981年10月，该厂在一台φ2.1m×3.66m两段炼铜矿渣磨机的局部筒体中安装了一个轻质橡胶磁衬板。磨机运行第一个月，发现所有部件都被细渣和研磨介质覆盖，使用起来很理想。后来，进行了更广泛的实验。

瑞典Trelleborg橡胶制品公司于1981年在LKAB基拉那选矿厂φ5.9m×7.7m两级磨机中进行了磁性衬板试验。结果，能耗降低了11.4%，砾石用量降低了30%，运行5 000小时后无明显磨损。据悉，1987年，这个选矿厂的三台砾石磨全部安装了橡胶磁性衬板，当磨机转速提高到86.2%时，处理能力提高了4%。1986年，该公司的样品在国际采矿设备展览会上展出。

前苏联黑色金属选矿研究设计院研制的磁性衬板类似于Trellebor磁性衬板，用于磨介不大于40 mm的磨机，可延长使用寿命1.7倍，节电1.4% ~ 4.4%，节省磨介2.7% ~ 4%。

20世纪90年代初，国外开始在北欧、加拿大、美国、南美、非洲等一些国家推广应用磁性衬板。

我国磁性衬板的研发始于20世纪80年代末。北京矿冶研究总院于1987年开始磁性衬板的研究，研制的橡胶金属磁性衬板于1992年通过中国有色金属工业总公司鉴定。1997年，包钢选矿厂为φ3.6m×6.0m溢流球磨机研制成功了全套重介质磁性衬板，实现了磁性衬板在矿山应用的突破，首次实现了磨机衬板的全磁化，通过了中国有色金属工业协会的鉴定，被评为国家重点推广产品。

此外，沈阳光大科技学院、长沙矿冶研究院、鞍山钢铁冶金矿山设计研究院等单位也进行了这样的研究。

目前，国产磁性衬板在铁矿石二次磨机中的应用正处于黄金推广期，因为第一批磁性衬板的使用周期已于上世纪90年代末结束，其优异的性能和应用效果得到了矿山的充分认可，目前正在批量替代锰钢衬板。

二。矿用HM型无磁磁性衬板的特点

(1)无磁矿用磁性衬板工作条件分析

普通磁性衬板不能成功应用于非磁性矿物的原因在于，研磨时难以在衬板工作面上形成稳定的保护层，导致保护磁性材料的衬板表层快速磨损，导致磁性材料破坏，衬板失效。典型的例子是云南的一个矿，用了东北两家企业的磁性衬板。端衬板只用了半年，筒衬板只用了不到两年。原因是适合铁矿的磁性衬板结构不适合这个矿，因为这个矿含铁磁性矿物少，磨机规格大，研磨介质大，几乎不能形成稳定的保护层，使得磁性衬板薄薄的保护壳很快被磨穿。磁性材料一旦失去了保护壳，在研磨介质的冲击下几乎无法承受。

这种情况和保护层的成分和结构有很大关系。磁性衬板用于磁性矿物时，由介质和磁性矿物形成的致密保护层吸附在衬板表面。保护层的骨架由中、中碎组成，中间填充磁性矿物，使保护层非常坚固、致密。介质碎片越多，介质越扁平，保护层越强，越难流动。保护层骨架之间填充的磁性矿物粉末起到了很大的作用。没有磁性矿粉，被吸附的介质容易滑动，衬板表面的磁力线难以闭合，进一步增加了保护层的不稳定性。即使人工添加磁性矿物质，保护层稳定形成的周期也比较长。

(2)无磁矿用磁性衬板的技术特性

普通磁性衬板的结构显然不适合非磁性矿物的吸附条件，需要增加人工干预的部件。除了添加磁性矿物的工序外，关键是改进磁性衬板的结构。吸附在磁性衬板表面的保护层在磨机运行过程中不易流失。毕竟通过不断添加磁性矿物来保持衬板寿命是用户无法接受的，在磨机现场连续运转的情况下也不太可能实现。一般磁性衬垫形成稳定的保护层需要两到三个月的时间，在处理磁性矿物的前提下相对可以接受。但对于非磁性矿物，连续添加磁性矿物和破碎介质显然是不可接受的。为了缩短这个周期，我院研制了非磁性矿物磁性衬板。其独特的磁系结构和外部结构设计，使衬板在短时间内形成稳定的保护层，在衬板使用期内添加磁性矿物质的外部干预尽可能少，这样才会被用户接受。

与普通磁性衬板相比，吸附层的稳定性不仅可以通过增加磁场强度来实现，还必须根据磨机的特点进行磁系结构的优化设计，如增加磁系的极距和宽度，优化磁场的均匀性，增加磁场的深度，在外观上增加阻隔带减少保护层的流动。实践证明，该衬板在该铜矿得到了应用，取得了良好的效果。目前，这种衬板已用于一次修整后的两段磨矿和再磨，取得了良好的效果。