多碎少磨提高磨矿效率的机理探讨.pdf

20 矿 业 工 程 M i n i ng Eng i ne e r i ng 第 3卷第 3期 2 0 0 5年 6月 多碎少磨提高磨矿效率的机理探讨 伏 雪峰 张 长 久 梁 晓峰 美卓 矿机 北京办事处 ，北京 1 0 0 0 2 2 摘要 以生产 实例 为 例 ，探 讨 了磨 矿过 程 中砸碎 和 磨剥 对 磨 矿 的作 用 ，解 析 了人 磨粒 度 对 磨矿 效 率 的 影响 ，为多碎少磨工艺提高选厂效益提供了理论依据 。 关键 词 磨 矿 ；人 磨粒 度 ；效率 中图分类号 TD 9 2 1 ． 4 文献标识码 A 文章编号 1 6 7 1 8 5 5 0 2 0 0 5 0 3 0 0 2 0 一O 2 1 人磨粒度对磨矿影响的研究现状 一 般情况下，人磨粒度越细，磨矿效率越高， 钢球消耗量愈低。相对磨矿 ，碎矿耗能较少，钢耗 更低 。因此 ，多碎少磨理念在选 矿厂设 计 、建设 以 及选厂生产管理中已深入人心。 在相同筛孔条件下 ，不同破碎机生产的产品粒 度分布也是大不相同的，细粉含量高的容易磨矿， 钢耗 也较低 ，HP和 MP系列多缸 液压 破碎机 由于 破碎力大，破碎腔平行带长 ，物料在破碎腔一次通 过中受到多次破碎，使产品中细粉含量相对较高。 在同样粒度分布条件下，不同产地矿粉的可磨 性也是大不相同的。矿物结构、结晶和成矿条件 ， 对矿 物可碎性 和可磨性影响至关重要 。在 某些情况 下 ，矿床的氧化和风化程度严重影 响着矿物可碎性 和 可磨性 。 入磨粒度影响磨矿效率的原因，从经验校正系 数分析 ，人磨粒度从2 O mm降到i 0 mm，磨矿效率 仅提高 5 ～1 0 [ 】 ] 。 辽 宁 阜 新 排 山 楼 金 矿 细 碎 设 计 时 选 用 P Y Y1 6 5 0 ，很难将 破碎产 品粒度达到设 计要求 ， 筛孔放大到1 5 mm3 0 mm，严重制约了选厂处理 能力。1 9 9 8 年底引进了美卓矿机生产的多缸液压 破碎机 HP 3 0 0 S X。改造后，筛孔缩小到1 0 mm 1 4 m m，破碎产品中 0 ～5 mm含量高达 6 0 ，这 样 可使磨 矿能力 日处 理量从 1 1 5 O t 提 高 到1 5 0 0 t ， 产量提高 3 0 ． 4 。吨矿磨矿 钢耗从 1 ． 5 3 k g 降到 1 ． 1 k g ，选厂综合产量提高 4 6 ，综合吨矿电耗 从 4 l _ 5 7 k Wh 降到2 9 ． 2 k Wh L 。 武钢集 团程潮铁 矿原年 处理 量 2 0 0万 t ，引进 3台美卓矿机生 产的多 缸液压破碎机 HP 5 0 0 ，取 代 原流程的 P YD 、P Y B 2 1 O 0 型破碎机 ，将人磨粒度 从 9 5 一1 3 mm降到 9 5 一8 mm，在磨矿主体设 收稿 日期 2 0 0 5 0 3 3 O 作者简介 伏雪峰 1 9 6 3 -- ，男 汉族 ，四川苍溪人，美卓矿机 北京办事处，高级工程师，博士 备不增加的情况下 ，磨矿能力扩大到年 3 0 0 万 t 。 研究结果表明 ，磨矿过程 的功耗 只有 1 0 的 功用于矿石的磨矿，而大部分功都消耗在发热、发 声和磨机筒体动能消耗上。因此 ，研究磨矿过程如 何有效提高磨矿作功 ，是选矿设计急需考虑的问 题 。 2 磨矿机理分析 粗磨过程中，磨矿机理表现为砸碎和磨剥、细 磨和再磨过程，磨矿机理基本上表现为磨剥。目前 磨矿设计的计算在欧美主要采用功耗法，而在独联 体国家和国内，主要采用容积法。两种方法都是以 新生成一7 4 p m 作为考虑问题的基础，都没有考虑 磨矿 方式和动力学 因素 。 众所 周 知 ，流程 仿真 发 现 一 2 0和 一1 0 mm给 矿 中一7 4 p m含量 仅差 3 以下 ，这 意味 着按 功 耗 法 和容积法 进行 设 计 ，一2 O和 一1 0 mm给 矿 对磨 矿效率和生产能力不会有任何实质影响，然而这显 然与 实际生 产应 用情 况不相符 。 首先研 究两种理想情况 ，假定磨矿过程 只有砸 碎和磨 剥中的一种磨 矿机理在产生磨矿作用 ，分别 研究在不同磨矿机理下给矿粒度是如何影响磨矿效 率 的 。 假定磨 矿过程只有砸碎磨矿机理在产生磨矿作 用 ，并且每次砸碎作用是有效的，这时新生成的表 面积显然和砸碎频率有关，线性相关于磨矿过程输 入的功率。由于一2 0和一1 0 mm给矿 的比表面积 远远小于一0 ． 0 7 4 mm的比表面积，因此给矿粒度 降低 ，对磨矿效率的作用将被低估。 假定 磨矿过 程 只有磨剥 机理 在产生磨 矿作 用 ， 并且磨剥速度 均匀 ，显然磨矿完成的速度反 比例 于 矿物颗粒的粒径 ，即给矿粒度越大，磨矿速度越 慢，这意味着单位重量矿石功耗越高，如果磨剥机 理在磨矿中发挥主要作用，给矿粒度将影响磨矿效 率。如1 0 mm物料磨碎所需时间将只有2 O mm物料 磨碎所需时 间的一半 。 维普资讯 2 0 0 5年第 3 期 伏雪峰等 多碎 少磨提 高磨矿效率的机理探讨 2 1 考查真实的磨矿过程 ，发 现在磨矿过程 中不仅 有砸碎在产生磨矿作用 ，而且磨剥也在产生磨矿作 用 。至今 ，还没有很好 的方法定量测定砸碎 和磨剥 在磨矿过程中对磨矿的作用 比例。 3 生产实 例 中砸碎 和磨 剥对磨 矿作用 的解 析 排 山楼 金矿 改造前后破碎筛分 流程模拟计 算表 明，改 造 前 细 碎 使 用 P Y Y1 6 5 0 ，筛 孔 尺 寸 为 1 5 mm X 3 0 mm，磨 矿 人 磨 粒 度d s o 8 mm， 一 7 4 m含量 3 ． 9 3 ，磨矿 日处理 能力 1 1 5 0 t ；改 造后 细 碎 使 用 HP 3 0 0 ，筛 孔 尺 寸 为 1 0 mm X 1 2 mm，磨矿人磨粒度 d 5 o 3 ． 4 7 mm，一7 4 m含 量 6 ． 2 7 ，磨 矿 日处 理 能 力 1 5 0 0 t ；磨 矿 粒 度 8 5 一7 4 r n 。当破 碎 粒 度 从 d 5 。一 8 1T i m降 到 3 ． 4 7 mm，如果 只有磨剥对磨矿产 生作 用 ，理论 上 可 以提高的磨矿效率为 5 6 ． 6 2 5 。 当破碎粒度从 d 。 o 一8 r rl m降到3 ． 4 7 mm，如果 只有砸碎对磨矿产生作用 ，理论上可以提高的磨矿 效率 为 2 ． 7 5 3 。 排 山 楼 金 矿 破 碎 粒 度 从 d 。。一 8 r r l m 降 到 3 ． 4 7 mm 后 ，提高的磨矿效率为 3 0 ． 4 3 5 。 设磨剥对磨矿效率提高的作用为 x，砸碎对磨 矿效率提高的作用为 Y，则可建立方程组 XY一1 0 0 ％ 5 6 ． 6 2 5 X2 ． 7 5 3 Y一3 0 ． 4 3 5 ％ 解方程 可以得 出 X一5 l _ 3 9 ％ Y一4 8 ． 6 1 ％ 武钢程潮铁矿改造前后破碎筛分流程模拟计算 表明，改造前中碎使用一台 P Y D 2 1 0 0 ，细碎使用 2 台 P YB 2 1 0 0 ，筛 孔 尺 寸 为 1 6 mm，磨 矿 入 磨 粒 度 d s o一 8 ． 9 5 mm ， 一 7 4 H．m含 量 3 ． 6 9 ，磨 矿 年 处 理能力 2 0 0万 t ；改造后 中细 碎使 用 3台 HP 5 0 0 ， 筛孔尺 寸为1 0 mm，磨矿人磨 粒度 d 。 一3 ． 4 6 mm， 一 7 4 m含量 6 ． 2 7 2 ，磨 矿 年处 理 能力 3 0 0万 t ； 磨 矿 粒 度 7 0 一7 4／ z m。 当 破 碎 粒 度 从 d 。 。一 8 ． 9 5 mm降到3 ． 4 6 mm，如果只有磨剥对磨矿产生 作用，理论上可以提高的磨矿效率为 6 1 ． 3 4 1 。 当破碎粒度 从 d 。 。 一8 ． 9 5 mm降到3 ． 4 6 mm， 如果只有砸碎对磨矿发生作用，理论上可以提高的 磨矿效率为 3 ． 6 8 8 6 。 破碎粒 度从 d 。 一8 ． 9 5 mm降 到3 ． 4 6 mm后 ， 提高的磨矿效率为 5 0 。 设磨剥对磨矿效率提高的作用为 x，砸碎对磨 矿效率提高的作用为 Y，则可建立方程组 X Y一 1 0 0 6 1 ． 3 4 1 X 3 ． 6 8 8 6 Y一 5 0 解方程 可以得 出 X一 8 0． 329 Y一 1 9． 671 在 上述 的方程建立和解析过程 中，假定破碎 和 砸碎产生一7 4 m粒度的效果是相同的，这会给方 程的解析结果带来一定误差，但如果考虑到破碎和 砸碎在作用矿块上的用力方式相近，这种假定是有 意义 的 。 基于这种假定，根据方程计算可以得出磨矿过 程中既有砸碎对磨矿产生作用 ，也有磨剥对磨矿产 生作用 ，但 由于物料性质不 同，二者对磨矿的作用 是有差 别的。 排 山楼金 矿 是 质 密石 英 岩 金 矿 ，节 理 极 不 发 育 ，属 于难 碎难磨矿石 ，石英不仅难磨 ，而且消耗 钢球高，对于该物料砸碎和磨剥对磨矿效率提高均 有 十分 重要 的作用 。 而程潮铁矿属于难碎易磨矿石，尤其在破碎流 程预先去除围岩和脉石，这样既可大大降低石英等 脉石对磨矿的影响，根据计算对于程潮铁矿这种矿 石，磨剥对磨矿效率提高占主导作用，所以降低人 磨粒度 ，会显著提高磨矿效果。 总之，降低人磨粒度和增加给矿 中的粉矿含 量 ，是提高磨矿过程中磨剥作用最有效的途径 。 参考文献 [ 1 ] 选矿设计参考资料 ．冶金工业出版社 ．1 9 7 8 ． 1- 2 3 选矿设计手册 ． 冶金工业出版社 ，1 9 8 7 ． [ 3 1 有色矿冶 ．1 9 9 9 3 ． [ 4 ] 武 钢矿 山科技 ．2 0 0 3 4 ． I mp r o v e me n t o f g r i n d i n g e f f e c t i v e n e s s b y me a n s o f mo r e c r u s h i n g ＆ l e s s mi l l i n g F U Xu e - f e n g ，Z HAN G C h a n g - j i u ，L I ANG Xi a o - f e n g B e i j i n g Ag e n c y o f Me r s o Mi n e r a l s C o mp a n y ，B e ij i n g 1 0 0 0 2 2 ．C h i n a Ab s t r a c t I a k i n g p r a c t i c a l e x p e r i e n c e s a s e x a mp l e s ． t he r o l e o f o r e c r u s h i n g a n d t h e i n f l u e n c e o f f e e d s i z e i n t o mi l l o n g r i n d i n g p e r f o r ma n c e a r e a n a l y z e d ． Th e r e s u l t of a n a l y s i s i s a t h e o r e t i c a l b a s i s f o r i mp r o v i n g g r i n d i n g e f f e c t i v e n e s s b y me a n s o f mo r e c r u s h i n g l e s s mi l l i n g ． Ke y wo r d s o r e mi l l i n g；f e e d s i z e i nt o mi l l ；e f f e c t i v e n e s s 维普资讯