洛钼一公司磨矿介质配比优化研究

宋念平，肖庆飞，杨 芳，王国强

(1.洛阳栾川钼业集团股份有限公司，河南 栾川 471500)(2.昆明理工大学国土资源工程学院，云南 昆明 650093)



洛钼一公司磨矿介质配比优化研究

宋念平1，肖庆飞2，杨 芳2，王国强2

(1.洛阳栾川钼业集团股份有限公司，河南 栾川 471500)(2.昆明理工大学国土资源工程学院，云南 昆明 650093)

对河南洛钼一公司原矿进行粒度分析、优化磨矿介质、改善磨矿产品的试验研究。研究结果表明：该矿石属于中等偏硬且韧性较高的矿石。经对比试验证明返砂比100%时最佳的初装球方案是：φ100∶φ90∶φ70∶φ50∶φ40=25∶25∶15∶25∶10，可以得到中间易选级别0.10～0.038 mm含量比现厂方案提高了7.5个百分点，-200目产率比现厂方案提高了7个百分点，粗粒含量比现厂方案降低7个百分点的明显效果。

球磨机；球介质配比；钼矿

0 引 言

钼是一种很重要的高熔点稀有金属，被广泛应用于电子、航空航天、原子能、化工、机械制造等领域[1,2]。我国钼资源丰富，已探明总储量840万 t，居全球第二，总产量占全球的25%，位居第三。我国钼矿具有资源分布集中，大中型矿床多，伴生有价组分多，富矿少、贫矿多的特点。钼矿石中钼含量很低，0.20% 以上即为富矿[3-5]。矿石中的辉钼矿分布呈叶片状、星散状或细脉状分布，叶片状和星散状分布的辉钼矿嵌布粒度一般均小于0．074 mm，呈叶片状分布的辉钼矿，叶片之间散布有粒状黄铁矿和磁黄铁矿，三者为共生关系[6]。因为钼含量低且嵌布粒度细，所以精确的磨矿能减少过粉碎及能量浪费，增加易选别粒级含量及磨机处理能力，从而高效节能地回收目的矿物[7,8]。本文针对河南洛钼一公司目前磨机处理量和细度偏低的问题，在不改变碎磨设备及工艺流程的前提下，优化磨矿介质的工作制度，从而改善磨矿产品粒度组成，提高-200目含量，减少过粗及过粉碎粒级含量，增加中间易选粒级含量，改善磨矿产品质量。

1 原矿性质

表1 矿块的单轴抗压强度及脆性测定结果

由表1可知：(1)矿石平均普氏硬度系数f最小为5.7，最大为11，分布极不均匀，致密黑色矿块硬度较大，属于中等偏硬矿块；浅白色矿块硬度较小，属于中等偏软矿块。矿块平均硬度系数8.36，属于中等偏硬矿石。(2)浅白色矿块泊松比平均值为0.26，致密黑色矿块泊松比平均值为0.44，矿块总体平均泊松比为0.35，属于韧性较大的矿石。(3)因此矿石不仅较硬而且韧性大，对于高韧性矿石的破碎，需要加强磨剥力，但较硬矿石需足够的冲击力才能将其破碎。在实验室确定球径时，要同时考虑两方面的影响，才能正确地确定磨机所需要的球径及球比。

2 试验研究

2.1 试验方法

对比试验在D×L450×450 mm的实验室不连续球磨机中，装球100 kg，磨矿试验样返砂比根据现厂旋流器产品及磨矿产品计算后按100%进行配矿，每份试样13 kg，保证磨矿产品细度-200目与现厂65%相同，磨机转速率设置与现厂75%相当，磨矿时间经探索试验确定为40 min。在上述相同的磨矿条件下，分别对设计方案进行磨矿试验，各方案的磨矿产品进行缩分，取样1 kg，然后进行筛析及水析，最后整理数据并绘制图形。(实验结果采用如下评判指标：(1)+0.2 mm粗粒含量判明磨碎粗粒能力；(2)0.10～0.038 mm产率判明中间易选级别的生成情况；(3)-10 μm判明过粉碎情况；(4)-0.074 mm产率判明磨碎能力)。

2.2 给矿粒度组成

由图1可知：(1)原矿给矿95%过筛的最大粒度约13.34 mm，粒度偏粗；(2)新给矿中-200目为6.85%，粉矿较少，说明矿石不仅较硬而且韧性大；(3)8～0.45 mm的中间粒级产率高达49.46%，配球时应保证该粒级能大量进入细粒级别，即应强化中间粒级的磨碎。

图1 原矿负累积粒度特性半对数曲线图

2.3 旋流器沉砂粒度组成

由图2可知：沉砂95%过筛的最大粒度为2.32 mm，沉砂的粒度偏细。一段球磨要求的磨矿细度为-200目65%左右，相当于磨矿粒度-0.20 mm。沉砂中-0.20 mm的含量高达50.14%，说明一段球磨的闭路旋流器分级效率过低，提高分级效率可以有效地避免过粉碎。

图2 旋流器沉砂负累积粒度特性半对数曲线图

2.4 旋流器溢流粒度组成

由图3可知：从数据可看出磨矿产品溢流中+0.1 mm磨不细的含量高达22.05%，产品中-0.019 mm含量23.29%占-200目的43.30%，特别是-10 μm含量14.97%占整个磨矿-200目产品的27.83%，产品中过粗粒级和过粉碎粒级含量比例偏大，也说明一段球磨的闭路旋流器分级效率过低。

图3 旋流器溢流负累积粒度特性半对数曲线图

2.5 球径计算

目前国内外能精确确定球径的球径公式首推球径半理论公式[9]：

式中：Db—特定磨矿条件下给矿粒度d所需的精确球径(cm)；Kc—综合经验修正系数；ψ—磨机转速率(%)；σ压—岩矿单轴抗压强度(kg/cm2)；ρe—钢球在矿浆中的有效密度(g/cm3)；D0—磨内钢球“中间缩聚层”直径；df-磨机给矿95%过筛粒度(cm)。

本研究采用该公式来确定φ2.7×3.6 m球磨机磨碎12 mm给矿所需的精确球径。按公式规定的意义，df=1.2cm；KC=1.12；由ρt=3.2及磨矿浓度R=70%求得ρn=2.222，ρe=5.578；考虑矿石力学性质极不均匀且为高韧性的影响，按最大抗压强度及修正系数计算可求得Db=97.6mm，取100mm作为最终确定的最大球径，结合试验磨机给矿的粒度组成来计算最佳初装球配比，试验要求磨矿产品-200目含量达65%，相当于-0.2mm粒级为不许再磨碎粒级，扣除-0.2mm粒级后含量为待磨粒级含量，将待磨粒级分为5个级别，返砂比100%初装球推荐球径配比为φ100∶φ90∶φ70∶φ50∶φ40=25∶25∶15∶25∶10，计算过程列于表2。

表2 球磨机初装球比计算表

2.6 试验方案

初装球比推荐方案为φ100∶φ90∶φ70∶φ50∶φ90=25∶25∶15∶25∶10。此球比是否最佳，有待磨矿试验验证。为了进行充分的比较选择，选用现厂方案及偏大和偏小几组球比进行试验比较，具体方案列于表3。

表3 球磨机初装球方案

2.7 磨矿试验结果

按照试验方法对5个方案进行对比试验，得到结果整理于表4。

表4 初装球各种方案磨矿效果综合比较

表4结果说明：(1)从+0.20 mm粗级别产率含量可以看出，现厂方案球径过大，夹存钢球间隙里的颗粒不受冲击，造成粗粒级含量较高。(2)从中间易选级别0.10～0.038 mm产率含量可以看出，现厂方案易选级别含量最低，因磨矿介质尺寸过大，产生冲击力使受到冲击的矿石直接过粉碎，造成中间粒级含量较低。(3)从-200目含量看，因为现厂方案球径大，颗粒夹存在钢球间隙里，能量浪费在钢球与钢球和钢球与衬板碰撞，而不能传递到待破碎颗粒，磨矿效率低，所以现厂方案的生产能力也是最低的。(4)从推荐方案与偏大、偏小方案的对比，推荐方案除过粉碎含量略高，可选级别含量、易选级别含量、生产效率及过粗级别含量均为最优的，因此，磨机的最终初装球方案是：φ100∶φ90∶φ70∶φ50∶φ40=25∶25∶15∶25∶10。

3 结 论

(1)试验所用矿石普氏硬度分布极不均匀，总体矿块平均硬度系数8.36，说明矿石属于中等偏硬矿石；总体矿块平均泊松比为0.35，说明矿石属于韧性较大的矿石。由于矿石硬且韧性较大，精确的球配比才会有好的磨矿效果。

(2)按返砂比100%进行配矿的对比试验证实，磨机最佳的初装球方案是：φ100∶φ90∶φ70∶φ50∶φ40=25∶25∶15∶25∶10，按此推荐方案可得到中间易选级别0.10～0.038 mm含量比现厂方案提高了7.5个百分点，-200目产率也比现厂方案提高了7个百分点，粗粒含量比现厂方案降低7个百分点的效果。

[1] 杨俊彦，叶雪均，秦华伟，等.从钨钼矿中回收辉钼矿的浮选工艺试验研究[J].稀有金属与硬质合金，2014(2):5-8.

[2] 邵 坤，周 南.辽宁某硫化钼矿选矿试验[J].金属矿山，2014，(11):84-87.

[3] 刘 浩，孙 伟.广西某钼矿石选矿试验[J].金属矿山，2013，(7):83-85.

[4] 沈传刚,肖庆飞,宋念平，等.优化介质制度提高磨矿产品粒度均匀性[J].矿山机械,2016,(4):34-37.

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[6] 张宝元，钟 宏.辉钼矿的浮选及其捕收剂的研究进展[J].矿产保护与利用，2010，(3):51-54.

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[8] 符义稳，彭会清，秦 磊，等.陕西某钼矿石选矿新工艺研究[J].金属矿山，2013，(9):88-90.

[9] 段希祥.周 平.潘新潮，等.球磨机精确化装补球方法[J].有色金属，2004,56(3):55-57.

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

国家自然科学地区基金项目(51564028)

宋念平(1969—)，男，选矿工程师，洛钼集团选矿一公司总经理。E-mail:13515877@qq.com

肖庆飞(1980—)，男，副教授，博士，主要研究方向为碎磨理论与工艺。

10.13384/j.cnki.cmi.1006-2602.2017.01.005

TD954

A

1006-2602(2017)01-0018-04