采用搅拌磨降低氧化锌矿次生矿泥的研究.pdf

3 6 有色金属 选矿部分 2 0 0 5 年第5 期 采用搅拌磨降低氧化锌矿次生矿泥的研究 朱从杰 云南冶金集团技术中心，昆明6 5 0 0 3 1 摘要采用搅拌磨对兰坪氧化锌矿石进行了磨矿试验。结果表明，搅拌磨能减少次生矿泥的产生， 其原因主要是搅拌磨具有选择性破碎和自分级作用，粗粒级矿石受到的破碎作用力较强，而细粒级矿石受 到较小的破碎作用力。 关键词搅拌磨；氧化锌矿石；矿泥；减少 中图分类号T D 9 2 1 ．4文献标识码A文章编号1 6 7 1 9 4 9 2 2 0 0 5 0 5 0 0 3 6 0 3 氧化锌矿浮选前的脱泥作业，导致大量锌金属 的损失。矿泥量的大小，直接影响氧化锌矿的浮选指 标。因此，合理的碎磨设备和碎磨流程的选择对氧化 锌矿的浮选显得尤为重要。在如何减少氧化锌矿次 生矿泥方面，前人的研究还不多。昆明冶金研究院曾 针对兰坪铅锌矿灰岩氧化矿提出重介质预选方案， 对减少次生矿泥产生了积极的效果。2 0 0 2 年1 0 月， 兰坪有色金属有限责任公司在澳大利亚籍专家高明 炜博士的建议下，委托我院进行了搅拌磨磨矿试验。 本文探讨了采用搅拌磨减少兰坪氧化锌矿次生矿泥 的可能性，并对其机理进行了分析。 l 试样的采取与加工 试样采自兰坪铅锌矿5 0 0 f f d 氧化铅锌矿浮选工 业试验厂，该试验厂于2 0 0 2 年8 ～9 月采用砂灰比 1 1 ．5 的混合矿进行了浮选工业试验。试验发现次 生矿泥的量很大，严重影响选别指标。工业试验采用 的碎磨原则流程如图1 所示。本试验的矿样由图中 一0 ．5 m m 细粒级与进入粉矿仓的粗粒级矿石按原矿 的粒度分布配制而得。此外，采集了2 0 0 2 年9 月 1 0 。1 1 日共5 个班次中3 0 0 m m 旋流器的溢流，作为 现场最终磨矿产品的综合样。 本研究采用搅拌磨模拟图1 所示的二段磨矿， 故将配得的试样先进行加工，使其粒度组成接近二 段磨矿给矿的粒度组成。加工好的试样作为搅拌磨 的给矿，其粒度组成见表1 。 2 试验设备和仪器 本试验采用立式搅拌磨，筒体内径2 0 0 m m ，筒 深2 2 0 m m ，容积6 ．9 L ；搅拌器为棒型，即沿筒体径 收稿日期2 0 0 5 0 5 3 0 作者简介朱从杰 1 9 6 2 一 ，男，江苏如皋人，高级工程师。 溢 原矿 ●_ _ _ _ _ _ _ _ _ ●_ _ ●● 碎矿、洗矿 图1工业试验碎磨原则流程 F i g 1 C r u s h i n ga n dg r i n d i n gf l o w s h e e to f i n d u s t r i a lt r i a l 表1搅拌磨给矿的粒度组成 T a b1 P a r t i c l ed i s t r i b u t i o no ft h ef e e do fs t i r r i n gm i l l 粒级／I - L m 产率／％ 3 1 ．8 8 2 8 ．2 2 1 2 ．4 8 5 ．2 5 2 ．3 8 1 9 ．7 9 1 0 0 ．0 向，在搅拌轴的不同高度上安装若干搅拌棒，搅拌棒 末端与筒体内壁之间的间隙为2 0 m m ，即搅拌棒末 M 拼m m M ，计{ { 搿城寿 万方数据 2 0 0 5 年第5 期朱从杰采用搅拌磨降低氧化锌矿次生矿泥的研究 3 7 端回转半径8 0 r a m 。 搅拌器转速由E t 本产F V R 3 ．7 El1 S 一4 型变频器 控制。采用连续式水析仪和美国库尔特L S l 0 0 Q 型 激光粒度分析仪测定产品的粒度特l 生。 3 试验方法 固定以下搅拌磨条件不变。 磨矿介质中4 5 m m 陶瓷球，装入量5 9 8 1 9 ，介 质充填率8 0 ％。每次装矿量2 0 0 0 9 ，磨矿浓度6 0 ％， 搅拌器转速3 8 3 ．5 r ／m i n 。 首先进行一组不同磨矿时间的搅拌磨试验，确 定磨到现场最终磨矿细度 以一7 4 1 山m 计，用连续式 水析仪测定产品粒度 时所需的磨矿时间，然后进行 与现场磨矿细度相同的搅拌磨对比试验。 4 试验结果与讨论 本次试验搅拌磨给矿的粒度较细 一0 ．4 5 m m ， 搅拌磨磨矿时间仅2 0 s e e ，其产品细度即达到现场最 终磨矿产品的细度 一7 4 1 x m 计 。 采用连续式水析仪对搅拌磨磨矿2 0 s e c 的产品 和试验厂最终磨矿产品进行粒度分布测定，其对比 结果见表2 。同时，激光粒度分析仪测定的结果列于 表3 。 在氧化锌矿的浮选中，目前的脱泥界限一般为一 1 0 1 山m 。因此，本研究将一1 0 1 山m 粒级作为矿泥。 根据表2 和表3 粒度分布对比结果，虽然水析 仪与激光粒度分析仪的分析结果差别较大，但从总 体趋势来看，搅拌磨产品的矿泥含量比现场最终磨 矿产品少，而且搅拌磨产品1 9 ～7 4 1 山m 易选级别的 含量明显高于现场，产品的粒度分布更窄。说明搅拌 磨产品的质量更高，更加有利于后续的浮选过程。 表2 产品粒度对比结果 水析仪测定 T a b2 C o m p a r i s o nr e s u l t so fp a r t i c l ed i s t r i b u t i o n b yh y d r a u l i cc l a s s i f i e r 迄今国内外关于搅拌磨的研究大多集中在物料 的超细粉碎方面，但从本研究的结果来看，搅拌磨在 表3产品粒度对比结果 激光粒度仪测定 T a b3 C o m p a r i s o nr e s u l t so fp a r t i c l ed i s t r i b u t i o n b yl a s e rd i f f r a c t i o na n a l y z e r 普通选矿加工中的应用也是有一定潜力的。实际上， 影响产品的最终粒度及粒度分布特性的两个最重要 的因素是搅拌速度和研磨介质尺寸。 在搅拌磨机内，被搅拌的浆料与研磨介质的运 动状态非常复杂，其影响因素多达数十个1 | ，因而关 于搅拌磨的粉碎作用机理，至今还没有系统完整的 描述。立式搅拌磨内研磨介质和浆料随搅拌器产生 回转运动。在径向上位于不同半径上的研磨介质运 动的线速度是不相等的；在垂直方向上，即层与层之 间研磨介质运动的速度也不相等，存在一个速度梯 度，这必然产生剪切力和挤压力；速度梯度愈大，剪 切力和挤压力愈大，粉碎作用愈强。在搅拌器附 近，研磨介质的运动最剧烈。搅拌磨内研磨介质除了 圆周运动外，还有不同程度的上下翻动，有一部分研 磨介质会与搅拌器发生冲撞，在搅拌器附近还存在 一定的冲击力。综合起来，在整个研磨室内起粉碎作 用的力有剪切力、挤压力、摩擦力和冲击爿2 | 。搅拌 磨操作参数不同 如转速、研磨介质直径 ，起主要作 用的粉碎力可能有所不同，一般搅拌磨的主要粉碎 作用力是剪切力和挤压力。 本研究中，搅拌棒末端的线速度为6 ．4 2 m ／s ，此 处研磨介质的运动速度最快。而在筒壁附近，由于筒 壁的摩擦作用，研磨介质的运动速度很小。所以，在 搅拌棒末端与筒壁之间的环形区域内，研磨介质的 速度梯度最大，对物料粉碎作用最强。由于物料在筒 体内受到高速搅拌，在离心力的作用下，粗颗粒物料 优先向筒壁移动，进入粉碎作用最强的环形区域，从 而优先得到破碎。较细的物料则有滞留于粉碎作用 较弱的筒体中心区的趋势。因此，搅拌磨具有一定的 自分级和选择性破碎作用，本研究中矿泥量的减少 正是这种作用的结果。此外，与前人的研究结果一致 的是3 | ，本研究结果表明，搅拌磨产品的粒度分布更 窄，这与上述作用也是分不开的。 万方数据 3 8 有色金属 选矿部分2 0 0 5 年第5 期 5 结语 通过试验初步看出，搅拌磨在减少次生矿泥方 面有一定的应用前景，而且搅拌磨产品的粒度分布 更窄。其主要原因是搅拌磨具有选择性破碎作用和 自分级作用。 本次试验搅拌磨给矿粒度较细，磨矿时间很短， 可能影响试验的精度。 本研究未能对搅拌磨的研磨介质尺寸、介质装 入量、给矿粒度、搅拌速度等其他参数进行详细试 验，有待于进一步优化操作条件。 参考文献 [ 1 ] 黄小龙，郝静如，米洁．鼠笼式搅拌磨的流体场建模及计 算机仿真[ J ] ．北京机械工业学院学报，2 0 0 2 ， 1 1 2 一1 6 ． [ 2 ] 崔政伟，王友伦，陆振曦．搅拌磨粉碎机理及其工作参数 的研究[ J ] ．化工装备技术，1 9 9 5 ， 4 6 - 9 ． [ 3 ] 马振华，潘新章．搅拌磨微粉碎粒度分布规律的研究[ J ] ． 南京化工学院学报，1 9 9 1 ， 2 l _ 6 ． S T U D Yo NR E D U C 矾GS L n 厦Eo Fo X Ⅱ I Z E DZ I N Co R E SB Y U S 矾GS T Ⅱ删GM Ⅱ上 Z H UC o n g - f l e T e c h n o l o g yC e n t e ro fY u n n a nM e t a l l u r g yG r o u pC o m p a n y ，K u n m i n g6 5 0 0 3 1 ，C h i n a T e s to fr e d u c i n gs l i m eo fo x i d i z e dz i n co r eb y u s i n gs t i r r i n gm i l lh a sb e e nc a r r i e do u t ．T h er e s u l t s s h o wt h a ts t i r r i n gm i l lc o u l dr e d u c et h es l i m ep r o d u c t i o ni ng r i n d i n gp r o c e s s ，b e c a u s e s t i r r i n g m i l lh a s s o m ef u n c t i o no fs e l e c t i v eg r i n d i n ga n ds e l f - c l a s s i f y i n g ，t h ec o a r s e r p a r t i c l e s a l e a p p l i e dm o r ec r u s h i n g f o r c e ，w h i l et h ef i n e rp a r t i c l e sa l ea p p l i e dl e s sc r u s h i n gf o r c e ． K E YW O R D S s t i r r i n gm i l l ；o x i d i z e dz i n co r e ；M i m e ；r e d u c e 、 金 岔 仓 仓 仓 命 仓 仓 夼 令 仓 岔 仓 仓 夼 夼 仓 仓 仓 岔 岔 夼 岔 仓 夼 岔 岔 仓 仓 令 岔 仓 岔 骨 上接第4 6 页 o P P L I C A T I o No FB 一1 3 0U S E DD 呵o X Ⅱ I Z E DC o P P E Ro R E T A N GY a n - b i n g D a y eN o n f e r r o u sC o m p a n y ，H u a n g s h iH u b e i4 3 5 0 0 5 , C h i n a A B S T R A C T O x i d i z e dc o p p e ro r ef r o mt h eT o n g l u s h a nC o p p e r - i r o nM i n e ，a b u n d a n ti nm u d ，i sh a r d - t o - t r e a t e d ．I n t h i sp a p e r ，t h em e t h o do fu s i n gB - 13 0W a sp r o v e de f f e c t i v eb ys m a l le x p e r i m e n t ，i n d u s t r i a le x p e r i m e n ta n d a p p l i c a t i o n ．0 ．6 7 ％c o p p e rr e c o v e r yw e r ei n c r e a s e di ni n d u s t r i a la p p l i c a t i o n ． K E YW O R D S o x i d i z e dc o p p e ro r e ；B - 13 0 ；f l o t a t i o ni n d e x e s 万方数据