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某矿山深部矿石球磨功指数和可磨度测定研究

摘要:本文按照《金矿石功指数测定方法》YS/T3020-2013进行功指数的测定,取得了较好的试验结果。深部矿石球磨功指数测定表明,在最大产品粒度P1=150μm,给矿中80% 物料能通过的粒度大小为960μm,磨矿平衡时筛下产品中80%物料能通过的粒度大小为119 μm,每一转所生成Gbp为1.412 g/r,通过计算得出Bond球磨功指数为19.65 kW·h/t,为该深部矿石磨矿时磨机的选取提供很好的指导意义。
关键词:深部矿石;磨矿功指数;可磨度
Abstract: In this paper, the work index is measured according to "Gold Ore Work Index Measurement Method" YS/T3020-2013, and good test results have been obtained. The measurement of the deep ore ball milling work index shows that at the maximum product particle size P1=150μm, the particle size that 80% of the material in the feed can pass is 960μm, and the particle size that 80% of the product under the sieve can pass when the ore is balanced is 119 μm. The Gbp generated per revolution is 1.412 g/r, and the Bond ball milling work index is calculated to be 19.65 kW·h/t, which provides a good guide for the selection of the mill when grinding the deep ore.
Keywords: Deep ore; Bond grinding work index; Grindability

碎磨过程中矿石粒度的减小与能量消耗存在一定关系,主要的碎磨能耗学说有雷廷格尔(Rittinger)面积学说、基克(F.Kick)体积学说、邦德(Bond)与王文东第三破碎学说,其中与磨矿过程紧密相关的是邦德(Bond)与王文东第三破碎学说[1]。Bond 功指数是影响磨矿效果的一个极为重要的因素[2]。
磨矿功指数的测定对磨机直径、球磨介质直径以及磨机转数等参数的确定具有重要意义[3]。

1样品制备

试验样品为某矿山深部矿石,用于磨矿功指数测定和可磨度测定。矿石在粗碎(颚式破碎机)碎至-10mm、细碎(对辊破碎机)碎至-2mm,混匀后采用割环法进行缩分,缩分后样品储存备用。

2 磨矿功指数测定

2.1 基础试验条件

试验入料:                             <2.36mm(-8目)
分级筛孔径:                              150µm(100目)
试验物料堆比重:                           1.580g/cm3
试验磨机负荷:                 1106.0g(700cm3×1.580g/cm3

2.2 试验入料粒度分析

按照生产要求80%通过的产品粒度,取相应的最大产品粒度P1=150μm。球磨功指数试验入料粒度分析见表1。
 
表1 磨矿功指数入磨原矿粒度筛分结果表
粒度 产率/% 负累计产率/%
目数 筛孔(µm)
6 3350 0.00 100.00
12 1400 7.46 92.54
16 1000 9.12 83.42
20 830 13.42 70.00
30 550 10.86 59.14
40 380 16.18 42.96
50 270 4.96 38.00
65 230 8.19 29.80
100 150 7.73 22.08
120 120 2.96 19.11
筛底 19.11 0.00
    由表1可知入磨原矿中已经达到产品粒度要求的物料含量R0=22.08%。按照原矿筛分结果绘制原矿粒度分析见图1。
某矿山深部矿石球磨功指数和可磨度测定研究














图5 磨矿功指数入磨原料粒度分析图      
经插值法计算得出原矿80%通过的粒度值F80=960(μm)。



2.3 磨矿数据

第一个磨矿循环中球磨机运转转数取产品粒度150μm对应的筛目数值,测定试验数据记录见表2。
表2 磨矿功指数测定试验数据记录表
M:1106.0(g);预期产品量Q:316.04(g);F80:960(µm);R0:22.08(%);P80: 119(µm)  
循环 转数 产品量(M-Mi-1´)/g 给料中-150μm质量
(M-Mi-1´)×R0/g
新生成-150μm质量/g Gbp/(g/r) 循环负荷
序号 ri/r
1 100 757.00 244.2 104.9 1.049 216.82
2 228 737.70 77.1 291.3 1.278 200.23
3 184 779.10 81.3 245.7 1.335 238.24
4 183 778.80 72.2 255.1 1.394 237.93
5 175 786.90 72.3 247.0 1.411 246.50
6 174 789.90 70.5 245.7 1.412 249.79
7 174 790.30 69.8 246.0 1.414 250.23
Gbp平均值/(g/r) 1.412
循环负荷平均值(%) 248.8
功指数Wib/(kW·h/t) 19.65
最后三个循环的循环负荷平均值为248.8%,符合250%±5%的标准;Gbp最大值与最小值之差为0.003,不大于平均值ΔGbp的3%。本次实验进行7个磨矿循环即达到平衡。

2.4 产品粒度分析
将达到平衡的最后3个循环的磨矿产品混合均匀筛分后进行粒度分析,结果见表3。

表3 磨矿功指数产品粒度筛分结果表
粒度 产率/% 负累计产率/%
目数 筛孔(µm)
100 150 0.00 100.00
120 125 18.12 81.88
140 106 6.01 75.88
170 90 14.01 61.86
200 75 13.31 48.55
325 45 8.61 39.94
筛底 39.94 0.00
由表3可知磨矿产品-200目物料含量48.55%,产品粒度分析见图2。
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图6 磨矿功指数产品粒度分析曲线图
经插值法计算得出产品80%通过的粒度值P80=119(μm)。


2.5 功指数数值计算

功指数计算:
某矿山深部矿石球磨功指数和可磨度测定研究 




=20.42kWh/t
式中:
P1—产品100%通过的粒径                150μm
Gbp—每转净生成量                      1.412g/r
P80 —产品80%通过的粒径               119μm
F80 —初始入料80%通过的粒径           960μm

3 深部矿石相对可磨度测定

分别针对石英脉矿石和深部矿石取5个代表性样品进行磨矿细度分析。固定实验条件:锥形球磨机,矿量1kg,浓度为70%;差异实验条件:磨矿时间分别为9min,12min,15min,18min,21min。数据详见下表4。
表4 石英脉矿石和深部矿石磨矿细度测定试验结果
序号 时间(min) 石英脉矿石-200目(%) 深部矿石-200目(%)
1 9 49.90 46.20
2 12 57.50 55.80
3 15 65.90 65.20
4 18 74.70 73.80
5 21 80.30 79.50
  按照磨矿筛分结果绘制磨矿曲线对比图详见图3。    某矿山深部矿石球磨功指数和可磨度测定研究




















图3 石英脉矿石和深部矿石磨矿细度曲线对比图     
经插值法计算,石英脉矿石磨至要求细度-200目占55%所需时间为11.05min,深部矿石所需时间为11.77min。以石英脉矿石为标准计算深部矿石的相对可磨度为:
K=t0/t=663s/706s=0.94<1
说明深部矿石较石英脉矿石难磨。

4 结论

(1)深部矿石球磨功指数测定表明,在最大产品粒度P1=150μm,给矿中80% 物料能通过的粒度大小为960μm,磨矿平衡时筛下产品中80%物料能通过的粒度大小为119 μm,每一转所生成Gbp为1.412 g/r,通过计算得出Bond球磨功指数为19.65 kW·h/t。
(2)以石英脉矿石为标准计算深部矿石的相对可磨度为0.94。

参考文献

[1]H. 内马托拉希, 吴世平. 用新规格的试验室球磨机确定邦德功指数[J]. 国外金属矿山, 1994 (9): 42-45.
[2] 吴建明.Bond 粉磨功指数研究与应用的进展[J]. 有色设备,2005 (3): 1-3+49.
[3] 王强, 林齐. 复杂铝土矿Bond 功指数测试研究[J]. 世界有色金属,2009 (12): 39-41.

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