破碎方式對邦鋪鉬銅礦石可磨性及鉬浮選的影響*

印萬忠 侯 英 丁亞卓 姚 金 王余蓮 羅溪梅 孫大勇

(1.福州大學紫金礦業學院;2.東北大學資源與土木工程學院;3.成都利君實業股份有限公司)

磨礦作業能耗占整個碎磨作業能耗的80%以上，降低磨礦能耗最有效的途徑是降低入磨礦石的粒度［1］。高壓輥磨機是一種新型高效的破碎設備，具有單位破碎能耗和鋼耗低、處理能力大、占地面積少等特點。經高壓輥磨機破碎的產品粒度細且分布均勻［2-4］，顆粒內部可產生大量微裂紋，能有效降低Bond球磨功指數，節能效果明顯［5-6］，并可提高磨礦過程中礦物的單體解離度。

本研究對西藏墨竹工卡縣邦鋪鉬銅礦礦石進行高壓輥磨—球磨—鉬浮選試驗和傳統破碎—球磨—鉬浮選試驗，分析兩種破碎方式所得產品的粒度特性差異，測定兩種破碎方式所得產品在不同目標粒度(0.45、0.18、0.105和0.074 mm)下的Bond球磨功指數，考察兩種破碎方式對后續浮鉬效果的影響。

1 礦樣性質

試驗礦樣是邦鋪鉬銅礦提供的－200 mm塊礦，將其破碎加工后取樣進行X射線衍射(XRD)分析、化學多元素分析及鉬和銅的物相分析，結果見圖1和表1～表3。

圖1 礦樣XRD分析結果

表1 礦樣化學多元素分析結果 %

表2 礦樣鉬物相分析結果 %

表3 礦樣銅物相分析結果 %

由圖1可知，礦石中有用礦物主要為輝鉬礦、鉬華、黃銅礦、輝銅礦、銅藍和黃鐵礦，脈石礦物主要為石英。

由表1可知，礦石中可以選礦回收的元素只有鉬和銅。

表2表明，礦石中的鉬基本以硫化物形式存在，硫化鉬占總鉬的98.95%，這對選鉬有利。

從表3可以看出，礦石中的銅大部分為硫化銅，但次生硫化銅分布率達46.69%，且有15.86%的銅被氧化，這將對選銅造成一定影響。

2 試驗方法

按圖2所示流程對原礦樣分別進行高壓輥磨破碎和傳統破碎，然后對兩種破碎產品進行篩析和Bond球磨功指數測定，并按圖3所示流程進行球磨—鉬浮選試驗，以比較兩種破碎產品的粒度特性及可磨性和可選性。

圖2 破碎流程

圖3 球磨—鉬浮選試驗流程

粗碎采用重慶市龍建機械制造有限公司生產的PEX－150×250型顎式破碎機，調排礦口大小為75 mm。

中碎采用南昌海峰礦機設備有限公司生產的XPC－60×100型顎式破碎機，調排礦口大小為20 mm。

細碎分別采用成都利君實業股份有限公司生產的CLM－25－10型高壓輥磨機和武漢洛克粉磨設備制造有限公司生產的RK/PEF－60×100型顎式破碎機，前者的輥間距和后者的排礦口大小均調為3 mm。

浮選在吉林探礦機械廠生產的的XFD型1.5 L單槽浮選機中進行，每次給礦量500 g，粗選濃度33%。所用捕收劑煤油和柴油及起泡劑2號油均為四川省溫江天府化學助劑廠生產的工業純制品。

3 試驗結果和討論

3.1 兩種破碎產品粒度特性對比

兩種破碎產品的粒度篩析結果如表4所示。

表4 兩種破碎產品的粒度分布

羅辛－拉姆勒方程(R－R方程)是一種描述物料粒度特性的經驗模型，其具體形式為［7-8］

式中，R為粒度大于x的顆粒的正累計產率，%;x為篩孔孔徑，μm;b為與物料粒度相關的參數;n為均勻性系數，表示粒度分布的均勻程度，n越小，粒度分布越均勻。

將表4中的正累計產率數據用R－R方程進行回歸，結果如表5所示。可見，R－R方程可以很好地描述兩種破碎產品的粒度特性。

表5 破碎產品正累計產率的R－R方程回歸結果

由表4和表5可知，高壓輥磨產品較傳統破碎產品的粒度更細(－0.074 mm粒級含量高7.00個百分點)，且粒度分布更均勻(均勻性系數n較小)。

3.2 兩種破碎產品Bond球磨功指數對比

Bond球磨功指數的計算公式為

式中，Wib為Bond球磨功指數，kWh/t;P1為試驗篩孔尺寸(即目標粒度)，μm;Gbp為磨礦平衡時球磨機每轉1轉所新生成的粒度小于P1的物料量，g/r; P80為產品的d80(80%物料成為篩下的篩分粒度)，μm;F80為給料的d80，μm。

按目標粒度分別為0.45、0.18、0.105和0.074 mm對高壓輥磨產品和傳統破碎產品進行Bond球磨功指數試驗，由上式計算相應的Bond球磨功指數，結果如表6所示。

表6 不同目標粒度下兩種破碎產品的W ib

由表6可以看出:高壓輥磨產品的Bond球磨功指數在目標粒度由0.45 mm降低到0.18 mm時變化比較平緩，在目標粒度由0.18 mm降低到0.074 mm時快速上升;傳統破碎產品的Bond球磨功指數在目標粒度由0.45 mm降低到0.105 mm時變化比較平緩，在目標粒度由0.105 mm降低到0.074 mm時快速上升。在所有目標粒度下，高壓輥磨產品的Bond球磨功指數均低于傳統破碎產品的Bond球磨功指數，但隨著目標粒度變細，高壓輥磨產品Bond球磨功指數的降低幅度呈減小趨勢——目標粒度為0.45、0.18、0.105和0.074 mm時，高壓輥磨產品Bond球磨功指數的降低幅度依次為 16.05%、15.38%、9.05%和9.23%。

3.3 球磨—鉬浮選試驗

按圖3流程，將兩種破碎產品用錐形球磨機磨至不同細度進行鉬浮選試驗，結果如圖4所示。

圖4 磨礦細度對兩種破碎產品浮鉬效果的影響

由圖4可以看出，高壓輥磨產品浮選鉬的最佳磨礦細度為－0.074 mm占65%，而傳統破碎產品浮選鉬的最佳磨礦細度為－0.074 mm占75%，表明高壓輥磨產品中的鉬礦物更容易單體解離。

表7給出了高壓輥磨產品和傳統破碎產品在不同目標粒度下進行Bond球磨功指數試驗時產品中－0.074 mm粒級的含量。根據表7用Origin 8.0軟件繪制Bond球磨功指數試驗產品－0.074 mm含量與目標粒度的關系曲線并輸出為AutoCAD圖形，在該圖中可以查出:高壓輥磨產品在最佳浮鉬磨礦細度(－0.074 mm占65%)下的Bond球磨功指數目標粒度為128μm，傳統破碎產品在最佳浮鉬磨礦細度(－0.074 mm占75%)下的Bond球磨功指數目標粒度為104μm。

表7 Bond功指數試驗產品－0.074 mm含量

進一步根據圖4用Origin 8.0軟件繪制Bond球磨功指數與目標粒度的關系曲線并輸出為Auto-CAD圖形，在該圖中可以查出:高壓輥磨產品在最佳浮鉬磨礦細度(Bond球磨功指數目標粒度為128 μm)下的Bond球磨功指數為9.68 kWh/t，傳統破碎產品在最佳浮鉬磨礦細度(Bond球磨功指數目標粒度為104μm)下的Bond球磨功指數為10.86 kWh/t。兩者相比，前者低10.87%。

在各自的最佳磨礦細度下，高壓輥磨產品的浮鉬回收率為85.38%，傳統破碎產品的浮鉬回收率為87.70%，前者低2.32個百分點。分析其原因，可能是高壓輥磨產品較傳統破碎產品粒度更細，球磨時鉬礦物容易過磨，從而使整體鉬回收率受到影響。

4 結論

(1)在相同的－3.2 mm破碎粒度下，高壓輥磨產品較傳統破碎產品－0.074 mm粒級含量高7.00個百分點，且粒度分布更均勻。

(2)目標粒度為0.45、0.18、0.105和0.074 mm時，高壓輥磨產品的Bond球磨功指數比傳統破碎產品分別降低16.05%、15.38%、9.05%和9.23%，降低幅度隨目標粒度下降呈減小趨勢。

(3)高壓輥磨產品浮選鉬的最佳磨礦細度為－0.074 mm占65%，傳統破碎產品浮選鉬的最佳磨礦細度為－0.074 mm占75%，相應的Bond球磨功指數分別為9.68 kWh/t和10.86 kWh/t，前者比后者降低10.87%，節能效果顯著。

(4)在各自的最佳磨礦細度下，高壓輥磨產品和傳統破碎產品的浮鉬回收率分別為85.38%和87.70%，前者低2.32個百分點。

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