大型球磨机钢球配比试验研究与工业应用.pdf

2 0 1 6 年第3 期有色金属 选矿部分 6 3 d o i 1 0 ．3 9 6 9 ／j ．i 龇1 6 7 1 - 9 4 9 2 ．2 0 1 6 ．0 3 ．0 1 5 大型球磨机钢球配比试验研究与工业应用 王 越，杨世亮，邵爽，郭丽娟 中国黄金集团内蒙古矿业有限公司，内蒙古满洲里0 2 1 4 0 0 摘要针对单系列磨矿流程处理能力由1 5k t ／d 增加到了1 9k t ／d ，磨矿细度降低较多，为了达到设计的磨矿产品细度 指标一7 4p i n 占6 1 ％，进行了钢球级配小型试验研究、原矿不同粒级的浮选试验研究。得出可以通过改变球磨机钢球配比， 来实现磨矿产品细度的提高和各粒级的优化。工业试验结果表明球磨机钢球配比在积j 0 垂幻 1 2 后， 1 7 5p , r a 粒级产率 较之前明显降低， 1 7 5 肌含量与只加0 8 0m m 球时相比降低了6 ．1 4 ％。该粒级含量降低对提高浮选铜、钼回收率非常有 利。加小球后磨矿细度明显提高，- 7 4 斗m 细度总体上较由t l d , 直径钢球前提高了3 ．4 1 ％。 关键词钢球直径；细度；粒级分布；铜钼回收率 中图分类号T D 4 5 3 ．1文献标志码A文章编号1 6 7 1 - 9 4 9 2 2 0 1 6 0 3 - 0 0 6 3 - 0 3 I n d u s t r i a lT e s tR e s e a r c ha n dA p p l i c a t i o no nt h eS t e e lB a l lG r a d i n go f t h eL a r g e ．s c a l eB a l iM i l l W A N GY u e ，y A ⅣGS h i l i a n g ，| s _ 黝0S h u a n g ，G U OL i j u a n C h i n aG o l dG r o u pI n n e rM o g o l i aM i n i n gG o ．，L t d ．，M a n z h o u l iI n n e rM o g o l i a0 2 1 4 0 0 ，C h i n a A b s t r a c t A i ma tp r o c e s s i n gc a p a c i t yo fs i n g l es e r i e sg r i n d i n gi n c r e a s e df r o m1 5k t ／dt o1 9k l f d ，n u m e r o u s s m a l l s c a l et e s t so fs t e e lb a l lg r a d i n ga n df l o t a t i o nt e s t sw i t hd i f f e r e n tp a r t i c l es i z e sw e r ec o n d u c t e di no r d e rt o r e a c h i n gt o61 ％o f 一7 4 汕mg r i n d i n gf i n e n e s sd e s i g n e d ．I tW a ss h o w nt h a ti n c r e a s i n g t h eg r i n d i n gf i n e n e s sa n d o p t i m i z i n gt h ee a c hf r a c t i o nw o u l db ea c h i e v e db yc h a n g i n gt h es t e e lb a l lg r a d i n gr a t i o ．n ey i e l do f 1 7 5 斗m f r a c t i o n sw e r ea p p a r e n t l yr e d u c e dw h e nt h eg r a d i n gr a t i oW a s 嘶O 4 M O 1 2 ．t h ec o n t e n to f 1 7 5p a nW a s d e c r e a s e db y6 ．41 ％c o m p a r e dt oi u s tf i l l i n gw i t I l 椰0m ms t e e lb a i l s ，w h i c hW a sb e n e f i tf o ri n c r e a s i n gC u M o r e c o v e r y ．r 1 1 l eg r i n d i n gf i n e n e s s 一7 4 岬 W a si n c r e a s e db y3 ．4 1 ％a f t e rf i l l i n gs m a l ld i a m e t e r o fs t e e lb a l l s c o m p a r e dt ob e f o r ef i l l i n g ． K e yw o r d s s t e e lb a l ld i a m e t e r ；f i n e n e s s ；s i z ef r a c t i o nd i s t r i b u t i o n ；C u ．M or e c o v e r y 内蒙古某大型斑岩型铜钼矿铜金属储量 3 0 0 万t ，钼金属储量6 0 万t ，是我国第四大铜钼伴生 矿床。现在已建成一座采选能力为8 0k t ／d 的大型 矿山企业。选矿厂碎矿采用一段开路破碎流程，磨 矿采用先进的S A B C 碎磨工艺流程，浮选采用铜钼 混合浮选铜钼分离流程。共有三个独立的磨矿系 统一、二系列设计处理能量均为1 5k t ／d ，三系列设 计能力为3 5k t ／d 。但截至到2 0 1 4 年，三个系列的日 处理量分别达到了1 9 、1 9 和4 2k t ／d ，实际日处理量 较设计处理量提高了2 6 ．7 ％、2 6 ．7 ％、2 0 ％。矿石中 的矿物组成较复杂，其中铜、钼、硫元素等主要以独 立矿物存在。铜的独立矿物较多，有黄铜矿、斑铜 矿、蓝辉铜矿、铜蓝、砷黝铜矿；钼的独立矿物主要为 辉钼矿；硫的独立矿物为黄铁矿。脉石矿物主要为 石英、白云母、长石、伊利石、高岭石等，石英是含量 最高的脉石矿物⋯。 随着磨矿处理能力的提高，磨矿产品中一7 4 岬 的含量由6 1 ％降到了5 7 ％，浮选铜、钼回收率亦受 到影响，铜回收率降低2 ％～3 ％、钼回收率降低3 ％ 一5 ％。为了提高磨矿产品一7 4 斗m 的粒级含量，采 取了增加球磨机充填率、调整旋流器分级压力、降低 旋流器给矿浓度、调整旋流器沉砂嘴的直径、减小半 自磨排矿端分级筛的开孑L 尺寸等方法，均没有使 一7 4 岬的粒级含量有大的提升，同时发现 1 7 5 斗m 粒级含量基本在2 0 ％以上，含量偏高。 球磨机中各种钢球的质量比例应与物料粒度相 适应[ 2 ] 。因此，将改变钢球直径及钢球配比作为研 究主要方向，以优化磨矿产品粒级分布为突破口，进 行了大量试验研究工作，取得了工业应用的较好 效果。 收稿日期2 0 1 4 1 0 - 2 7 修回日期2 0 1 6 - 0 3 - 1 7 伟著简齐王越 1 9 8 4 ． ，男，黑龙江大庆人，工程师，主要从事选矿工艺技术方面的工作。 万方数据 6 4 有色金属 选矿部分2 0 1 6 年第3 期 1钢球配比及不同粒级浮选试验研究 为了使选矿厂大型球磨机补加钢球直径及钢球 配比进一步优化，合理地提高磨矿产品中一7 4 斗m 的细度，降低 1 7 5t r m 粒级含量，为混合浮选作业 二系列旋流器沉砂取样，并用此沉砂样品在试验室 采用不同钢球配比条件下进行磨矿，磨矿时间为l O m i n ，试验球磨机规格为q 2 5 0m m 1 6 0a m ，磨矿浓 度为7 5 ％，进行了钢球配比试验，旋流器沉砂和磨矿 产品筛析结果见表1 。 的铜、钼回收率指标提高打下坚实基础。对选矿厂 表1旋流器沉砂和磨矿产品粒级筛析结果 T a b l eI S i e v ea n a l y s i so fc y c l o n eu n d e n q o wa n dg r i n d i n g／％ 从表1 可以看出，实验室钢球配比小型试验证 明，磨矿生产现场可以将球磨机补加钢球直径变小， 并调整合适的比例，对于提高磨矿产品中一7 4 阻m 粒级含量是可行的。 2 原矿不同粒级小型浮选试验研究 对生产现场旋流器溢流原矿进行筛析，然后对 不同粒级的原矿分别进行一次铜钼混合粗选试验， 找到各粒级铜、钼浮选回收率的变化规律。本次试 验的药剂制度分别为p j - 0 5 3 脂类捕收剂 2 7 ．7g ／t ， 松醇油8 ．7 8g ／t ，p H 值为9 ．3 ，浮选浓度为3 3 ．5 ％， 浮选时间为6m i n ，试验结果见表2 。 表2原矿不同粒级浮选试验结果 T a h l e2F l o a t a t i o nt e s tr e s u l t su n d e rd i f f e r e n tr a wo r e g r i n d i n gs i z e 7 ％ 从表2 的铜钼综合指标可以看出，一1 0 4 7 4 斗m 粒级指标最好，铜、钼品位分别为1 5 ．4 4 ％、 0 ．3 7 6 ％，铜、钼回收率为8 9 ．0 5 ％、5 9 ．4 2 ％。但是从 1 7 5 斗m 的浮选指标的数据来看，此粒级的浮选选 别效果最差、回收率最低，铜、钼回收率分别只有 4 0 ．3 7 ％、4 ．7 3 ％；而一7 4 岬粒级的铜回收率最高。 从各粒级指标的角度来说，要想提高整体的铜、钼回 收率，必须降低 1 7 5I - t m 粒级含量和提高一7 4 炉 粒级含量。 3 钢球配比工业试验方案 由于生产所采用的是西6 ．2n l 9 ．5n l 大直径球 磨机，其钢球充填率已经达到上限3 0 ％一3 2 ％，功率 也基本接近了额定功率60 0 0k W ，球磨机转速为 1 3 ．0 8r ／r a i n ，且不可调，磨矿处理能力达到了 1 9k t ／d ，是设计处理能力的1 2 7 ％；旋流器压力8 0 1 2 0k P a 和沉砂嘴直径1 5 0m l n ；旋流器材质为陶瓷 内衬；磨矿细度经过多次调整也不尽人意。 根据实验室小型试验得出减小钢球尺寸能够有 效地提高磨矿细度的思路，决定改变鄙．2m 9 ．5 m 大直径球磨机的钢球配比。由于实验室小型试验 的球磨机较小，所以在现场工业生产试验时，将小型 试验的钢球直径适当放大。目的是使钢球单耗不会 明显增加，尽可能的节约钢球成本，即使现场工业试 验不成功，也不至于影响正常生产。所以将原来补 加多8 0 咖钢球改为补加堪H 5 0m m 、面J 4 0m m 小直径 钢球 由于蛳Om m 、科0m m 钢球会随着在磨机内 的时间而直径逐渐变小，所以补加球只选用两种，而 小型试验使用三种直径的钢球是为了接近或模拟生 产现场大球磨机简体内真实的钢球级配关系 ，对比 工业试验前后旋流器溢流产品中各粒级含量变化情 况，对旋流器溢流原矿取班样进行筛析。 球磨机中的钢球通常采用高碳钢或合金的锻 球、轧制球或铸球∞J ，要用好球磨机及提高能量转换 效率，重要的一环就是要准确地确定钢球尺寸，过大 过小的钢球尺寸均使磨矿效率降低，并使磨机的产 品特性变坏【4 】，在生产和科研中如何提高磨矿机作 业技术指标，具有非常重要的意义J 。我矿采用的 是高铬合金铸球，比较耐磨，钢球单耗较低，试验用 万方数据 2 0 1 6 年第3 期王越等大型球磨机钢球配比试验研究与工业应用 6 5 钢球为高铬合金钢球。 通过改变球磨机补加钢球直径和配比的前后相 同时间段，进行磨矿产品的粒级分布改变的数据统 计，特别是磨矿产品中 1 7 5 m 和一7 4 斗m 是否有 好的变化趋势，对试验前后相同时间段内的浮选指 标进行对比分析，得出钢球配比改变、优化磨矿产品 粒级后能否提高浮选指标。 4 钢球配比工业试验数据分析 不同钢球配比时磨矿产品各粒级数据见表3 。 表3 钢球配比工业试验前后磨矿产品粒级筛析数据 T a b l e3R a t i oo f s t e e l b a l lg r i n d i n gg r a i ng r a d es i e v e a n M y s i sb e f o r ea n da f t e ri n d u s t r i a lt e s td a t a ／％ 钢球配比五F 丽矿等拦纛F 矿历 星塑望塑垫堕 丝 堕塑 Q 翌 彻4 r * 0 l 2 1 3 ．9 32 4 ．9 61 0 ．4 62 ．4 04 8 ．2 56 1 ．1 1 薹篁垒 兰 垒堑 i 兰 注差值为“一”表示降低，差值为“ ”表示升高 从表3 可知，以磨矿细度一7 4 斗m 和 1 7 5 恤m 粒级含量变化，来确定工业试验时磨矿效果的好坏。 现场球磨机中按彻烈O 1 2 比例补加钢球后， 该粒级产率平均值较只加西8 0 钢球时，一7 4 斗m 增 表4 T a b l e4 加了3 ．4 1 ％，丽 1 7 5 岬粒级含量降低了6 ．1 4 ％， 达到了我们预期的试验方向和目标。这两个粒级的 优化，通过各粒级小型试验结果，可以说明对浮选 铜、钼回收率提高是有利的。 5钢球配比工业试验期间浮选指标对比 球磨机钢球配比由只加q 8 0 m m 钢球与卿 4 M 0 1 2 比例补加钢球后，对浮选指标的影响，以及 与一系列的混合浮选指标对比见表4 。 1 二系列球磨机中按钡；o 倒0 1 2 比例补加 钢球后，较只加椰O 球时，铜、钼回收率分别高出 1 ．4 4 ％和1 0 ．3 3 ％。补加小直径钢球后，总体来说 铜、钼回收率有了大幅度的提升；铜精矿品位也提高 到2 0 ％以上。 2 二系列球磨机中按西6 0 烈O 1 2 比例补加 钢球后，比同一时期内的一系列 只补加榔0 钢球 铜、钼回收率分别高出3 ．8 7 ％和5 ．9 8 ％。总体来说 二系列较一系列的铜、钼回收率指标有了大幅度的 提升；铜精矿品位达到2 0 ％以上。 混合浮选指标数据说明，球磨机补加小直径钢 球后，磨矿粒级的优化对混合浮选铜、钼回收率的指 标是非常有利的。 二系列工业试验前后混合浮选指标对比 T w os e r i e so fi n d u s t r i Mt e s tm i x e df l o t a f i o ni n d e x e sb e f o r ea n da f t e rc o n 仃a s t ／％ 6结论 1 实验室钢球配比小型试验证明，磨矿生产现场 可以将球磨机补加钢球直径变小，并调整合适的比 例，对于提高磨矿产品中一7 4 m 粒级含量是可行的。 2 生产现场旋流器溢流的不同粒级浮选小型试 验证明，从各粒级的角度来讲，要想提高整体的铜、 钼回收率，必须降低 1 7 5 斗m 粒级含量和提高一7 4 “m 粒级含量。 3 现场嘶．2mx9 ．5m 球磨机中按照q 6 0 巾 4 0 1 2 比例补加钢球后，该粒级产率平均值较只加 多8 0 时，一7 4 “m 增加了3 ．4 l ％，而 1 7 5 斗m 粒级 降低了6 ．1 4 ％，达到了我们预期的试验目标。 4 试验期间的混合浮选指标数据说明，补加小 直径钢球对浮选指标的提高是有利的。 参考文献 [ 1 ] 王越，谷志君．内蒙古某大型斑岩铜钼矿混合浮选捕收 剂试验研究[ J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 1 0 S 3 7 - 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