CN112844649A

CN112844649A - 一种微细粒石英砂岩矿物磨矿方法

Info

Publication number: CN112844649A
Application number: CN202011541864.6A
Authority: CN
Inventors: 钱潜; 吴建新; 李佳; 张乾伟; 周新军
Original assignee: CNBM Bengbu Design and Research Institute for Glass Industry Co Ltd
Current assignee: CNBM Bengbu Design and Research Institute for Glass Industry Co Ltd
Priority date: 2020-12-23
Filing date: 2020-12-23
Publication date: 2021-05-28
Anticipated expiration: 2040-12-23
Also published as: CN112844649B

Abstract

本发明涉及一种微细粒石英砂岩矿物磨矿方法，微细粒石英砂岩矿经破碎、筛分制备入磨料，采用“预先筛分‑砾石磨矿”工艺、以圆度（X）：0.5＜X＜0.9、球度（Y）：0.5＜Y＜0.9的优质脉石英砾石作为磨介，经变频湿法溢流磨磨矿；控制矿浆浓度为40%～70%，入磨料与磨介比为0.1～0.30：1，磨矿时间为40‑300s，磨机装填率为35～47%进行磨矿作业，实现对石英砂岩矿石的磨细。本发明的有益效果是采用不规则形状的优质脉石英砾石作为湿式磨矿作业磨介，大大提高微细粒石英砂岩磨矿效率及生产率，降低了钢棒消耗及潜在铁质污染，节约了生产成本，提高了产品质量。

Description

一种微细粒石英砂岩矿物磨矿方法

技术领域

本发明涉及矿物加工领域，具体涉及石英砂岩矿物磨矿方法，尤其涉及一种微细粒石英砂岩矿物磨矿方法。

背景技术

中国矿产资源种类丰富，包括石英岩、石英砂岩、天然石英砂及脉石英等，分布在江苏、安徽、河北、四川、广西、湖南等地，占全国市场的80%以上。而石英砂岩矿物多分布在四川、广西、湖南等地，其中四川境内石英砂岩资源储量0.4亿吨，湖南溆浦县储量10～20亿吨，市场应用前景广阔。

石英砂岩矿物是由石英颗粒经粘土、硅质胶结质等外部胶结物胶结、固化而形成的一种沉积类岩石。在石英砂岩的开发利用中，细粒石英砂岩分布较广，由于石英颗粒独特的粒度特性，属于“易破难磨”矿物，选矿厂超过50%能耗消耗在磨矿上，且产量较低，影响生产效率。

石英砂岩在沉积变质前，是由石英颗粒经过长期地质搬运作用形成外表形貌光滑、近球形结构。在磨矿中，硅质胶结物析出并部分泥化，且由于球状石英颗粒的滚动润滑作用，采用钢棒等常规磨介易造成磨介在磨机筒体内滑动、磨介无法跟随筒体带起达到破碎、磨矿作用，造成能耗增加、磨矿效率低。

发明内容

本发明目的就是为解决现有技术存在的对微细粒石英砂岩矿物磨矿效率低、能耗高的问题，提供的一种微细粒石英砂岩矿物磨矿方法。

本发明采用了以下技术方案：

一种微细粒石英砂岩矿物磨矿方法，其特征在于包括以下步骤：

a.天然石英砂岩解离断面在显微镜下观察，颗粒尺寸在0.125mm～0.3mm的微细石英颗粒＞40%时，即为微细粒石英砂岩矿物；

b.微细粒石英砂岩矿物经过破碎、预先筛分作业，制备最大颗粒尺寸在60mm或以下的入磨料；

c.根据石英砂产品的目标粒级上限0.5、0.6或0.71mm确定预先筛分粒级，对入磨料进行预先筛分制备磨矿试样；

d.采用变频湿法溢流球磨设备，使用10~120mm脉石英砾石作磨介，对入磨料进行湿法磨矿，分别出制备石英砂粒级小于目标粒级0.5、0.6或0.71mm的石英砂。

进一步的，步骤d湿法磨矿中，控制矿浆浓度为40%～70%，入磨料与磨介重量比为0.1～0.3：1，磨矿时间为40-300s，控制磨机装填率为35～47%，实现对石英砂岩矿石的磨细。

进一步的，所述的磨介选择以优质脉石英矿物制备不规则形状的、具有一定圆度X及球度Y的脉石英砾石，脉石英砾石的圆度X为 0.5—0.9、球度Y为 0.5—0.9。可参考行业标准SY/T 5108-2014《水力压裂和砾石填充作业用支撑剂性能测试方法》。

进一步的，在所述脉石英砾石磨介中，加入10%～30%体积比的高铝耐磨砾石，高铝耐磨砾石Al₂O₃含量≥92%，高铝耐磨砾石的圆度X为 0.5—0.9、球度Y为 0.5—0.9，以增大磨矿效率。减弱砾石碎块对生产环境的恶化。

本发明的基本特点是：细粒石英砂岩矿物是由具有一定球形度的、窄粒级细小石英颗粒经长期地质作用而形成的沉积岩矿物，其中0.125～0.3mm粒级含量超过40%，粒度极为集中。经细粒石英砂岩矿物“破碎-磨矿”解离后，石英颗粒部分恢复其粒度特性，造成棒磨时钢棒与筒体间形成滚动润滑，钢棒无法有效带起、抛落，造成磨机空转，影响磨矿效率。采用砾磨因砾石球形度低，且砾石密度为1.6～1.7 g/cm³接近细粒石英砂岩矿物（ρ=1.2～1.5 g/cm³），增大了摩擦力的同时，减弱了滚动润滑的影响，能够将磨介随筒体带起抛落，起到冲击破碎和研磨作用，若替代添加10%～30%的高铝耐磨砾石进一步提升了磨矿效率，采用本发明砾石磨矿方式大大提高了细粒石英砂岩矿物的磨矿效率。

本发明的有益效果是：采用优质脉石英砾石作为磨介，选择湿式砾磨作业方式，大大提高磨矿效率，降低了钢棒消耗及潜在铁质污染；砾石磨细产生石英碎屑有助于提高微细粒石英砂岩矿物的理化指标。在此基础上大大降低了生产磨耗及能耗，节约了生产成本，提高了产品质量。

附图说明

图1是本发明的一种微细粒石英砂岩矿物磨矿方法流程图；

图2是本发明的一种微细粒石英砂岩矿物磨矿方法实施例的磨矿试样制备流程图。

具体实施方式

实施例一

1.以四川某地石英砂岩矿物为例经人工锤破，天然石英砂岩解离断面在显微镜下观察，颗粒尺寸在0.125mm～0.3mm的微细石英颗粒＞55.02%，为微细粒石英砂岩矿物；

2.微细粒石英砂岩矿物经过破碎-筛分作业制备3.2mm以细的入磨料，入磨料粒度筛析结果见表1；

入磨料（-3.2mm试样）中（-3.2+0.5）mm粒级含量为17.48%，

依据本发明，磨矿作业前需预先筛分，因此采用图2流程预先筛分出-0.5mm石英砂产品，剩下磨矿试样的尺寸为-3.2+0.5mm。

3）磨矿试样（-3.2+0.5mm）在XMB-Ф200×240mm湿式磨矿机进行磨矿，以脉石英砾石作磨介，制备石英砂目标粒级小于0.5mm石英砂。所述的磨介选择以10~35mm优质脉石英矿物制备不规则形状的、具有一定圆度X及球度Y的砾石，脉石英砾石的圆度及球度分别为磨介圆度（X）：0.7＜X＜0.85、球度（Y）：0.5＜Y＜0.7；在所述脉石英砾石磨介中，未添加高铝耐磨砾石。

湿法磨矿中，控制矿浆浓度为50%，入磨料（即磨矿试样）与磨介重量比为0.17：1，磨矿时间为150s，控制磨机装填率为43%，实现对石英砂岩矿石的磨细。结果见表2。

实施例二（球磨对比列）

本实施例磨介采用常规球形高铝球，不同于本发明。为便于对比本发明实施效果，采用实施例一制备的磨矿试样，在XMB-Ф200×240mm湿式磨矿机进行球磨。

湿法磨矿中，控制矿浆浓度为50%，入磨料与磨介重量比为0.125：1，磨矿时间为180s，控制磨机装填率为43%，实现对石英砂岩矿石的磨细。

所述的磨介选择是高铝球，高铝球圆度及球度分别为磨介圆度（X）=1、球度（Y）=1。（参考行业标准SY/T 5108-2014《水力压裂和砾石填充作业用支撑剂性能测试方法》）；结果参见表2.

实施例三（棒磨对比列）

本实施例磨介采用常规耐磨钢棒进行棒磨，不同于本发明；为便于对比本发明实施效果，入磨试样仍采用实施例一制备的磨矿试样（-3.2+0.5mm）在XMB-Ф200×240mm湿式磨矿机进行棒磨。

步骤2) 湿法磨矿中，控制矿浆浓度为50%，入磨料与磨介重量比为0.089：1，磨矿时间为180s，控制磨机装填率为43%，实现对石英砂岩矿石的磨细。

本发明（实施例一）与实施例二（球磨）、实施例三（棒磨）的对比试验结果见表2。

备注：磨矿效率ξ指单位时间内产出合格粒级占入磨料的百分比，下同；

磨矿效率Ψ指单位时间单位质量磨介产出合格粒级占入磨料的百分比，下同。

结果表明，本发明磨矿效果明显高于棒磨及球磨作业。

实施例四

为优化本发明在四川某地石英砂岩矿物实际应用效果，磨矿试样采用实施例一制备的、在XMB-Ф200×240mm湿式磨矿机进行。采用本发明规定磨介，探索入磨料与磨介重量比为对试验结果的影响。

步骤2) 湿法磨矿中，控制矿浆浓度为50%，磨矿时间为150s，控制磨介在磨机装填率为35.42%，实现对石英砂岩矿石的磨细。

步骤2）～3）所述的磨介选择以优质脉石英矿物制备不规则形状的、具有一定圆度X及球度Y的砾石，脉石英砾石的圆度及球度分别为磨介圆度（X）：0.7＜X＜0.85、球度（Y）：0.5＜Y＜0.7。（参考行业标准SY/T 5108-2014《水力压裂和砾石填充作业用支撑剂性能测试方法》）；

步骤3）中在所述脉石英砾石磨介中，未采用添加高铝耐磨砾石。

入磨料量与磨介重量比对磨矿效率的影响结果见表3。

试验结果表明，料介配比为0.17:1时，磨矿效率ξ达到37.97%/min、Ψ达到7.994%/(min·kg)，采用本发明方法对该类矿物进行磨矿，其效率远高于同类湿式棒磨作业(ξ=14.69%/min、Ψ=1.3112%/(min·kg))，实践效果佳。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。本领域的技术人员利用上述揭示的方法和技术内容进行可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例，仍属于本发明技术方案保护范围。

Claims

1.一种微细粒石英砂岩矿物磨矿方法，其特征在于包括以下步骤：

天然石英砂岩解离断面在显微镜下观察，颗粒尺寸在0.125mm～0.3mm的微细石英颗粒＞40%时，即为微细粒石英砂岩矿物；

微细粒石英砂岩矿物经过破碎、筛分作业，制备颗粒尺寸≤60mm的入磨料；

根据石英砂产品的目标粒级上限0.5、0.6或0.71mm确定预先筛分粒级，对入磨料进行预先筛分制备磨矿试样；

采用变频湿法溢流球磨设备，使用10~120mm脉石英砾石作磨介，对磨矿试样进行湿法磨矿，分别制备出石英砂粒级小于目标粒级0.5、0.6或0.71mm的石英砂。

2.根据权利要求1所述的一种微细粒石英砂岩矿物磨矿方法，其特征在于：所述的磨介选择以优质脉石英矿物制备不规则形状的、具有一定圆度X及球度Y的脉石英砾石，脉石英砾石的圆度X为 0.5—0.9、球度Y为 0.5—0.9。

3.根据权利要求2所述的一种微细粒石英砂岩矿物磨矿方法，其特征在于：步骤c 湿法磨矿中，控制矿浆浓度为40%～70%，入磨料与磨介重量比为0.1～0.3：1，磨矿时间为40-300s，控制磨机装填率为35～47%，实现对石英砂岩矿石的磨细。

4.根据权利要求2或3所述的一种微细粒石英砂岩矿物磨矿方法，其特征在于：在所述脉石英砾石磨介中，加入10%～30%体积比的高铝耐磨砾石，高铝耐磨砾石Al₂O₃含量≥92%，高铝耐磨砾石的圆度X为 0.5—0.9、球度Y为 0.5—0.9。