洛鉬一公司磨礦介質配比優化研究

宋念平，肖慶飛，楊 芳，王國強

(1.洛陽欒川鉬業集團股份有限公司，河南 欒川 471500)(2.昆明理工大學國土資源工程學院，云南 昆明 650093)

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洛鉬一公司磨礦介質配比優化研究

宋念平1，肖慶飛2，楊 芳2，王國強2

(1.洛陽欒川鉬業集團股份有限公司，河南 欒川 471500)(2.昆明理工大學國土資源工程學院，云南 昆明 650093)

對河南洛鉬一公司原礦進行粒度分析、優化磨礦介質、改善磨礦產品的試驗研究。研究結果表明：該礦石屬于中等偏硬且韌性較高的礦石。經對比試驗證明返砂比100%時最佳的初裝球方案是：φ100∶φ90∶φ70∶φ50∶φ40=25∶25∶15∶25∶10，可以得到中間易選級別0.10～0.038 mm含量比現廠方案提高了7.5個百分點，-200目產率比現廠方案提高了7個百分點，粗粒含量比現廠方案降低7個百分點的明顯效果。

球磨機；球介質配比；鉬礦

0 引 言

鉬是一種很重要的高熔點稀有金屬，被廣泛應用于電子、航空航天、原子能、化工、機械制造等領域[1,2]。我國鉬資源豐富，已探明總儲量840萬 t，居全球第二，總產量占全球的25%，位居第三。我國鉬礦具有資源分布集中，大中型礦床多，伴生有價組分多，富礦少、貧礦多的特點。鉬礦石中鉬含量很低，0.20% 以上即為富礦[3-5]。礦石中的輝鉬礦分布呈葉片狀、星散狀或細脈狀分布，葉片狀和星散狀分布的輝鉬礦嵌布粒度一般均小于0．074 mm，呈葉片狀分布的輝鉬礦，葉片之間散布有粒狀黃鐵礦和磁黃鐵礦，三者為共生關系[6]。因為鉬含量低且嵌布粒度細，所以精確的磨礦能減少過粉碎及能量浪費，增加易選別粒級含量及磨機處理能力，從而高效節能地回收目的礦物[7,8]。本文針對河南洛鉬一公司目前磨機處理量和細度偏低的問題，在不改變碎磨設備及工藝流程的前提下，優化磨礦介質的工作制度，從而改善磨礦產品粒度組成，提高-200目含量，減少過粗及過粉碎粒級含量，增加中間易選粒級含量，改善磨礦產品質量。

1 原礦性質

表1 礦塊的單軸抗壓強度及脆性測定結果

由表1可知：(1)礦石平均普氏硬度系數f最小為5.7，最大為11，分布極不均勻，致密黑色礦塊硬度較大，屬于中等偏硬礦塊；淺白色礦塊硬度較小，屬于中等偏軟礦塊。礦塊平均硬度系數8.36，屬于中等偏硬礦石。(2)淺白色礦塊泊松比平均值為0.26，致密黑色礦塊泊松比平均值為0.44，礦塊總體平均泊松比為0.35，屬于韌性較大的礦石。(3)因此礦石不僅較硬而且韌性大，對于高韌性礦石的破碎，需要加強磨剝力，但較硬礦石需足夠的沖擊力才能將其破碎。在實驗室確定球徑時，要同時考慮兩方面的影響，才能正確地確定磨機所需要的球徑及球比。

2 試驗研究

2.1 試驗方法

對比試驗在D×L450×450 mm的實驗室不連續球磨機中，裝球100 kg，磨礦試驗樣返砂比根據現廠旋流器產品及磨礦產品計算后按100%進行配礦，每份試樣13 kg，保證磨礦產品細度-200目與現廠65%相同，磨機轉速率設置與現廠75%相當，磨礦時間經探索試驗確定為40 min。在上述相同的磨礦條件下，分別對設計方案進行磨礦試驗，各方案的磨礦產品進行縮分，取樣1 kg，然后進行篩析及水析，最后整理數據并繪制圖形。(實驗結果采用如下評判指標：(1)+0.2 mm粗粒含量判明磨碎粗粒能力；(2)0.10～0.038 mm產率判明中間易選級別的生成情況；(3)-10 μm判明過粉碎情況；(4)-0.074 mm產率判明磨碎能力)。

2.2 給礦粒度組成

由圖1可知：(1)原礦給礦95%過篩的最大粒度約13.34 mm，粒度偏粗；(2)新給礦中-200目為6.85%，粉礦較少，說明礦石不僅較硬而且韌性大；(3)8～0.45 mm的中間粒級產率高達49.46%，配球時應保證該粒級能大量進入細粒級別，即應強化中間粒級的磨碎。

圖1 原礦負累積粒度特性半對數曲線圖

2.3 旋流器沉砂粒度組成

由圖2可知：沉砂95%過篩的最大粒度為2.32 mm，沉砂的粒度偏細。一段球磨要求的磨礦細度為-200目65%左右，相當于磨礦粒度-0.20 mm。沉砂中-0.20 mm的含量高達50.14%，說明一段球磨的閉路旋流器分級效率過低，提高分級效率可以有效地避免過粉碎。

圖2 旋流器沉砂負累積粒度特性半對數曲線圖

2.4 旋流器溢流粒度組成

由圖3可知：從數據可看出磨礦產品溢流中+0.1 mm磨不細的含量高達22.05%，產品中-0.019 mm含量23.29%占-200目的43.30%，特別是-10 μm含量14.97%占整個磨礦-200目產品的27.83%，產品中過粗粒級和過粉碎粒級含量比例偏大，也說明一段球磨的閉路旋流器分級效率過低。

圖3 旋流器溢流負累積粒度特性半對數曲線圖

2.5 球徑計算

目前國內外能精確確定球徑的球徑公式首推球徑半理論公式[9]：

式中：Db—特定磨礦條件下給礦粒度d所需的精確球徑(cm)；Kc—綜合經驗修正系數；ψ—磨機轉速率(%)；σ壓—巖礦單軸抗壓強度(kg/cm2)；ρe—鋼球在礦漿中的有效密度(g/cm3)；D0—磨內鋼球“中間縮聚層”直徑；df-磨機給礦95%過篩粒度(cm)。

本研究采用該公式來確定φ2.7×3.6 m球磨機磨碎12 mm給礦所需的精確球徑。按公式規定的意義，df=1.2cm；KC=1.12；由ρt=3.2及磨礦濃度R=70%求得ρn=2.222，ρe=5.578；考慮礦石力學性質極不均勻且為高韌性的影響，按最大抗壓強度及修正系數計算可求得Db=97.6mm，取100mm作為最終確定的最大球徑，結合試驗磨機給礦的粒度組成來計算最佳初裝球配比，試驗要求磨礦產品-200目含量達65%，相當于-0.2mm粒級為不許再磨碎粒級，扣除-0.2mm粒級后含量為待磨粒級含量，將待磨粒級分為5個級別，返砂比100%初裝球推薦球徑配比為φ100∶φ90∶φ70∶φ50∶φ40=25∶25∶15∶25∶10，計算過程列于表2。

表2 球磨機初裝球比計算表

2.6 試驗方案

初裝球比推薦方案為φ100∶φ90∶φ70∶φ50∶φ90=25∶25∶15∶25∶10。此球比是否最佳，有待磨礦試驗驗證。為了進行充分的比較選擇，選用現廠方案及偏大和偏小幾組球比進行試驗比較，具體方案列于表3。

表3 球磨機初裝球方案

2.7 磨礦試驗結果

按照試驗方法對5個方案進行對比試驗，得到結果整理于表4。

表4 初裝球各種方案磨礦效果綜合比較

表4結果說明：(1)從+0.20 mm粗級別產率含量可以看出，現廠方案球徑過大，夾存鋼球間隙里的顆粒不受沖擊，造成粗粒級含量較高。(2)從中間易選級別0.10～0.038 mm產率含量可以看出，現廠方案易選級別含量最低，因磨礦介質尺寸過大，產生沖擊力使受到沖擊的礦石直接過粉碎，造成中間粒級含量較低。(3)從-200目含量看，因為現廠方案球徑大，顆粒夾存在鋼球間隙里，能量浪費在鋼球與鋼球和鋼球與襯板碰撞，而不能傳遞到待破碎顆粒，磨礦效率低，所以現廠方案的生產能力也是最低的。(4)從推薦方案與偏大、偏小方案的對比，推薦方案除過粉碎含量略高，可選級別含量、易選級別含量、生產效率及過粗級別含量均為最優的，因此，磨機的最終初裝球方案是：φ100∶φ90∶φ70∶φ50∶φ40=25∶25∶15∶25∶10。

3 結 論

(1)試驗所用礦石普氏硬度分布極不均勻，總體礦塊平均硬度系數8.36，說明礦石屬于中等偏硬礦石；總體礦塊平均泊松比為0.35，說明礦石屬于韌性較大的礦石。由于礦石硬且韌性較大，精確的球配比才會有好的磨礦效果。

(2)按返砂比100%進行配礦的對比試驗證實，磨機最佳的初裝球方案是：φ100∶φ90∶φ70∶φ50∶φ40=25∶25∶15∶25∶10，按此推薦方案可得到中間易選級別0.10～0.038 mm含量比現廠方案提高了7.5個百分點，-200目產率也比現廠方案提高了7個百分點，粗粒含量比現廠方案降低7個百分點的效果。

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[3] 劉 浩，孫 偉.廣西某鉬礦石選礦試驗[J].金屬礦山，2013，(7):83-85.

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STUDY ON PROPORTION OPTIMIZATION OF GRINDING MEDIUM IN LUOYANG MOLYBDENUM CO., LTD.

SONG Nian-ping1, XIAO Qing-fei2, YANG Fang2, WANG Guo-qiang2

(1.Luoyang Luanchuan Molybdenum Group Co., Ltd., Luanchuan 471500,Henan,China)(2.College of Land Resources Engineering, Kunming University of Science and Technology,Kunming 650093，Yunnan,China)

Experimental study on size composition, grinding medium optimization, grinding products improvement was conducted in a molybdenum company in Luoyang.The results show that: the ores are medium hard minerals with high toughness.By contrast test, it was improved that with 100% underflow ratio,φ100∶φ90∶φ70∶φ50∶φ40=25:25:15:25:10 is the best project of initial milling medium, compared with before, for 0.01～0.038 mm,a 7.5 percentage increase was gotten , for -200 mesh, a 7 percentage increase was gained, for coarse fraction,a 7 percentage reduction was gotten.

ball mill;proportion of milling medium;molybdenum

2017-01-03；

2017-01-16

國家自然科學地區基金項目(51564028)

宋念平(1969—)，男，選礦工程師，洛鉬集團選礦一公司總經理。E-mail:13515877@qq.com

肖慶飛(1980—)，男，副教授，博士，主要研究方向為碎磨理論與工藝。

10.13384/j.cnki.cmi.1006-2602.2017.01.005

TD954

A

1006-2602(2017)01-0018-04