CN107185658A

CN107185658A - 一种以陶瓷球为介质的矿物细磨和超细磨磨矿方法

Info

Publication number: CN107185658A
Application number: CN201710437731.6A
Authority: CN
Inventors: 韩跃新; 郭旺; 李艳军; 高鹏
Original assignee: Northeastern University China
Current assignee: Liaoning Dongda Mining And Metallurgy Engineering Technology Co ltd
Priority date: 2017-06-12
Filing date: 2017-06-12
Publication date: 2017-09-22
Anticipated expiration: 2037-06-12
Also published as: CN107185658B

Abstract

一种以陶瓷球为介质的矿物细磨和超细磨磨矿方法，属于金属选矿技术领域，其特征是在中高速搅拌磨机进行磨碎，具体包括：选用莫氏硬度为大于等于9、密度为3.6g/cm³～4.5g/cm³、直径在1mm～4mm的陶瓷球作为磨矿介质，按物料粒度分布确定陶瓷球研磨介子大、小球比例，矿浆浓度为45％～65％，按磨矿筒有效容积选择适当比例装料，最终控制搅拌器边缘线速度6m/s～25m/s；可达到比较理想的研磨效果。在相同的设备与工艺条件下，与使用直径为20mm陶瓷球介子相比，其搅拌磨的电耗下降11％，搅拌处理量提高15％，效果显著。

Description

一种以陶瓷球为介质的矿物细磨和超细磨磨矿方法

技术领域

本发明属于磨矿技术领域，尤其是涉及一种以陶瓷球为磨矿介质并以中高速搅拌磨机为设备进行矿物细磨和超细磨的磨矿方法。

背景技术

磨矿的主要作用为了将矿石充分磨碎，在此基础上使矿石中的脉石和有用矿物得到充分解离，因此磨矿是有用矿物能够从矿石中被成功分选出来的关键工艺之一，因此在矿山企业的生产过程中占有重要地位。随着当前好采易选类矿石的逐渐减少，对于一些堪布粒度细，共生复杂的难选矿石，必须通过细磨或者超细磨才能真正将有用矿物解离出来，从而被分选。

矿物细磨和超细磨所追求的经济技术指标主要是在较低的能源费用和高的磨矿处理量下，获得所需的磨矿产品。中高速的搅拌磨与传统的球磨机有着不同的磨矿原理，具有磨矿效率高、处理量大等优点，因而得到广泛的应用。

搅拌磨目前存在的技术问题主要是所用磨矿介质的直径比较大，由此严重影响了该种设备的进一步使用，主要体现在：

(1)、使用直径比较大的磨矿介质，在磨矿设备的筒体内，矿浆和磨矿介质的流动性较差，搅拌磨的磨矿效率将有所降低；

(2)、直径比较大的磨矿介质，在中高转速的搅拌磨中，由于搅拌器的冲击力大，导致磨矿介质的碎球率和磨损率较高，磨矿介质消耗量大；

(3)、被研磨物料从磨矿介质间隙穿过，由于磨矿介质球的直径大，间隙更大，对于大颗粒的被研磨物料可以容易通过介质间隙，使得被研磨物料不能被充分研磨。

(4)、相同质量的研磨介质，大直径研磨介质不如小直径研磨介质比的表面积大，研磨介质与被研磨物料的接触面积相对较小，影响研磨速度。

发明内容

为了克服上述现有技术之不足，本发明的目的是采用一种硬度高、耐磨性好的其直径≤4mm的小直径陶瓷球，以此解决直径过大的磨矿介质在中高速搅拌磨机的几乎所有不足，并能够达到提高磨矿效率、降低磨矿能耗和介质消耗的磨矿方法。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现：

陶瓷球作为密封中高速搅拌磨机磨矿介质的一种细磨和超细磨的磨矿方法，磨矿方法是选用莫氏硬度为大于等于9、密度为3.6g/cm³～4.5g/cm³、直径在1mm～4mm的陶瓷球作为磨矿介质，充填在密封的中高速搅拌磨机中对被研磨物料进行磨碎。

其首次填充中高速搅拌磨筒体中的陶瓷球的尺寸规格根据给料的粒度不同确定，其中向搅拌磨筒体内充填不同尺寸陶瓷球的配球规则如下：

在被研磨物料的总质量中，被研磨物料粒度-74μm占被研磨物料总质量80±10％时，直径为2mm～4mm的陶瓷球其质量占添加陶瓷球总质量的70％～80％，直径为1mm～2mm的陶瓷球其质量占添加陶瓷球总质量的20％～30％；

在被研磨物料的总质量中，被研磨物料粒度-45μm占研磨被研磨物料总质量80±10％时，直径为2mm～4mm的陶瓷球其质量占添加陶瓷球总质量的60％～70％，直径为1mm～2mm的陶瓷球其质量占添加陶瓷球总质量的30％～40％；

在被研磨物料的总质量中，被研磨物料粒度-38μm占研磨被研磨物料总质量80±10％时，直径为2mm～4mm的陶瓷球其质量占添加陶瓷球总质量的50％～60％，直径为1mm～2mm的陶瓷球其质量占添加陶瓷球总质量的40％～50％。

所述陶瓷球的松散体积占在搅拌磨筒体有效体积百分数为55％～70％。

所述物料和水在一个搅拌箱混合均匀，被研磨物料占矿浆质量百分数控制在45％～65％，由渣浆泵一起送入搅拌磨机筒体内。矿浆的初始装入量按照搅拌磨机筒体内被研磨物料的松散体积应占陶瓷球之间间隙体积的60％～80％进行计算与操作。

所述搅拌磨的搅拌器的边缘线速度为6m/s～25m/s。

所述搅拌磨的搅拌器可以是螺旋搅拌器、圆盘搅拌器、棒销式搅拌器。

所述陶瓷球按照不同尺寸的配球规则配好之后，首先添加至搅拌磨筒体内。

所述被研磨物料与水在搅拌箱混合均匀之后，由渣浆泵打入搅拌磨机筒体内。

与现有技术相比，本发明采用小直径、高硬度、高耐磨性的陶瓷球应用在中高转速的搅拌磨作为磨矿介质，具有如下优点：

(1)可增加搅拌磨筒体内被研磨物料和研磨介质的流动性，可减少作用在搅拌器上的作用力，减少搅拌器筒体的磨损，延长设备的使用寿命；

(2)减少磨矿介质的破碎率和磨损率，小直径的陶瓷球间隙小，能阻止大颗粒的被研磨通过，起到选择性研磨的作用；

(3)相同质量的磨矿介质，小直径的磨矿介质能有效的增加介质与被研磨物料的接触面积，能够使得各种矿物之间充分解离，进而可以明显提高磨矿效率，减少磨矿时间，降低磨矿能耗。

具体实施方式

按照本发明提供的一种以陶瓷球为介质的矿物细磨和超细磨磨矿方法，该磨矿方法在密封的中高速搅拌磨机中对被研磨物料进行磨碎，具体包括如下步骤：

1)选择磨矿介子：选用莫氏硬度为大于等于9、密度为3.6g/cm³～4.5g/cm³、直径在1mm～4mm的陶瓷球作为磨矿介质，并根据给料的粒度范围将不同尺寸的陶瓷球按一定比例均匀混合在一起形成陶瓷球研磨介子；

陶瓷球研磨介子中各种直径的陶瓷球所占陶瓷球研磨介子总质量百分比按矿物一定粒度范围内的研磨物料质量占被研磨物料总质量的百分数量进行计算，其中：

在被研磨物料的总质量中，矿物粒度-74μm占被研磨物料总质量达到80±10％时，直径为2mm～4mm的陶瓷球其质量占添加陶瓷球研磨介子总质量的70％～80％，直径为1mm～2mm的陶瓷球其质量占添加陶瓷球研磨介子总质量的20％～30％；

在被研磨物料的总质量中，矿物粒度-45μm占被研磨物料总质量80±10％时，直径为2mm～4mm的陶瓷球其质量占添加陶瓷球研磨介子总质量的60％～70％，直径为1mm～2mm的陶瓷球其质量占添加陶瓷球研磨介子总质量的30％～40％；

在被研磨物料的总质量中，矿物粒度-38μm占被研磨物料总质量80±10％时，直径为2mm～4mm的陶瓷球其质量占添加陶瓷球研磨介子总质量的50％～60％，直径为1mm～2mm的陶瓷球其质量占添加陶瓷球研磨介子总质量的40％～50％；

2)配制矿浆：配置由被研磨物料和水构成的矿浆，考虑到不同矿物在相同粒度分布时的粘度不同以及矿浆和陶瓷球在一起的流动性，还有矿浆从搅拌磨筒体中分离出来时的难易程度，确定被研磨物料占矿浆质量百分数为45％～65％，被研磨物料和水加入同一搅拌箱后均匀混合；

3)装料：首先将按前述比例配好的陶瓷球研磨介子添加至搅拌磨筒体中，其陶瓷球研磨介子的初始加入量为陶瓷球研磨介子的松散体积占在搅拌磨筒体有效体积百分数为55％～70％；其次将均匀混合的矿浆通过矿浆泵一起打入搅拌磨筒体中，初始时搅拌磨机筒体内被研磨物料的松散体积应占陶瓷球之间间隙体积的60％～80％，即矿浆的初始装入量按照搅拌磨机筒体内被研磨物料的松散体积应占陶瓷球之间间隙体积的60％～80％进行计算与操作；

4)搅拌研磨：启动搅拌磨，调整搅拌磨的转速，搅拌器的边缘线速度由低速逐渐提高，最终使搅拌器边缘的线速度达到6m/s～25m/s，由于本发明使用的陶瓷球直径小、密度低，可以通过搅拌器的高转速提高离心力来增加介质之间的作用力，从而达到比较理想的研磨效果；

5)不合格物料处理：研磨物料从搅拌磨筒体的一端给入，研磨过的物料从另一端排出，排料口设有分离研磨球和被研磨物料的装置，使陶瓷球不被排出搅拌磨筒体外，被研磨过的物料给入水力旋流器，合格的物料从水力旋流器的溢流口进入下一个阶段，而不合格的物料从旋流器的沉砂口底部返回搅拌箱，和没有被研磨过的物料、水混合均匀后，通过矿浆泵再次打入搅拌磨筒体中继续研磨。

实施例：

选择以300L中高速搅拌磨机为设备中进行铜矿粗精矿磨的对比试验，铜粗精矿中被研磨物料粒度-38μm占80％，因此确定磨矿介质时，选择直径为2mm～4mm的陶瓷球，其质量占陶瓷球总质量的60％，再选择直径为1mm～2mm的陶瓷球，其质量占陶瓷球总质量的40％，进行添加，与选择直径全部为20mm陶瓷球为研磨介质进行对比试验；两种方案的研磨介质的充填率相同，均为60％。铜粗精矿的松散体积占陶瓷球之间间隙体积的75％；搅拌器的边缘线速度为7.5m/s时。

水和铜粗精矿在一个搅拌箱混合均匀，被铜粗精矿占矿浆质量百分数控制在55％，一起由渣浆泵送入搅拌磨筒体中进行研磨。

矿浆从搅拌磨筒体的一端给入，从另一端排出，排料口分离研磨球和铜粗精矿，使陶瓷球不被排出搅拌磨筒体外，排出的铜粗精矿给入水力旋流器，-20μm从旋流器的溢流口进入下一个阶段进行处理，而+20μm物料从旋流器的沉砂口底部返回搅拌箱，和铜粗精矿、水混合均匀后，返回搅拌磨筒体中再次研磨。

研磨一小时后，对比两组试验的结果，其中直径为20mm陶瓷球的破损率达到了10％，采用小直径的陶瓷球破损率几乎为零，同时，采用小直径的陶瓷球使搅拌磨的搅拌器主轴上的扭矩下降了10％左右，搅拌磨的电机耗电量下降了11％左右，搅拌磨的处理量提高了15％左右。

以上所述者，仅为本发明的较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即大凡依本发明申请专利范围及发明说明内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明专利涵盖的范围内。

Claims

1.一种以陶瓷球为介质的矿物细磨和超细磨磨矿方法，该磨矿方法在密封的中高速搅拌磨机中对被研磨物料进行磨碎，其特征是该方法具体包括如下步骤：

(1)选用莫氏硬度为大于等于9、密度为3.6g/cm³～4.5g/cm³、直径为1mm～4mm的陶瓷球作为磨矿介质，并根据给料的粒度范围将不同尺寸的陶瓷球按一定比例均匀混合在一起形成陶瓷球研磨介子；

(2)配制矿浆：配置由被研磨物料和水构成的矿浆，考虑到不同矿物在相同粒度分布时的粘度不同以及矿浆和陶瓷球在一起的流动性，还有矿浆从搅拌磨筒体中分离出来时的难易程度，确定被研磨物料占矿浆质量百分数为45％～65％，被研磨物料和水加入同一搅拌箱后均匀混合；

(3)装料：首先将按前述比例配好的陶瓷球研磨介子添加至搅拌磨筒体中，陶瓷球研磨介子的初始加入量为陶瓷球研磨介子的松散体积占在搅拌磨筒体有效体积百分数为55％～70％；其次将均匀混合的矿浆通过矿浆泵一起打入搅拌磨筒体中，初始时搅拌磨机筒体内被研磨物料的松散体积应占陶瓷球之间间隙体积的60％～80％，即矿浆的初始装入量按照搅拌磨机筒体内被研磨物料的松散体积应占陶瓷球之间间隙体积的60％～80％进行计算与操作；

(4)搅拌研磨：启动搅拌磨，调整搅拌磨的转速，搅拌器的边缘线速度由低速逐渐提高，最终使搅拌器边缘的线速度达到6m/s～25m/s；由于本发明使用的陶瓷球直径小、密度低，通过搅拌器的高转速提高离心力来增加介质之间的作用力，从而达到比较理想的研磨效果；

(5)不合格物料处理：研磨物料从搅拌磨筒体的一端给入，研磨过的物料从另一端排出，排料口设有分离研磨球和被研磨物料的装置，使陶瓷球不被排出搅拌磨筒体外，被研磨过的物料给入水力旋流器，合格的物料从水力旋流器的溢流口进入下一个阶段，而不合格的物料从旋流器的沉砂口底部返回搅拌箱，和没有被研磨过的物料、水混合均匀后，通过矿浆泵再次打入搅拌磨筒体中继续研磨。

2.根据权利要求1所述的一种以陶瓷球为介质的矿物细磨和超细磨磨矿方法，其特征是方法中使用的陶瓷球研磨介子中各种直径的陶瓷球所占陶瓷球研磨介子总质量百分比按矿物一定粒度范围内的研磨物料质量占被研磨物料总质量的百分数量进行计算，其中：

(1)在被研磨物料的总质量中，矿物粒度-74μm占被研磨物料总质量80±10％时，直径为2mm～4mm的陶瓷球其质量占添加陶瓷球总质量的70％～80％，直径为1mm～2mm的陶瓷球其质量占添加陶瓷球总质量的20％～30％；

(2)在被研磨物料的总质量中，矿物粒度-45μm占被研磨物料总质量80±10％时，直径为2mm～4mm的陶瓷球其质量占添加陶瓷球总质量的60％～70％，直径为1mm～2mm的陶瓷球其质量占添加陶瓷球总质量的30％～40％；

(3)在被研磨物料的总质量中，矿物粒度-38μm占被研磨物料总质量80±10％时，直径为2mm～4mm的陶瓷球其质量占添加陶瓷球总质量的50％～60％，直径为1mm～2mm的陶瓷球其质量占添加陶瓷球总质量的40％～50％。