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搅拌磨机在弓长岭选厂再磨作业中的试验研究
2019-03-14
对弓长岭选矿厂的再磨给矿进行工艺矿物学分析,TFe 品位为 53.10%,主要以磁铁矿的形式存在,细 粒级中铁矿物含量较高,说明该矿石需要充分细磨使含铁矿物单体解离,才能获得良好的分选指标。通过对搅拌 磨适宜的磨矿工艺参数试验研究,得到适宜的磨矿工艺参数:充填率 75%、料球比 0.8、磨矿浓度 70%、6 mm 的陶瓷 球。磨矿产品-0.038 mm含量在80%以上时,经过一段磁选,经济技术指标良好
Series No. 512 February 2019 金 属 METAL MINE 矿 山 总第 512 期 2019 年第 2 期 搅拌磨机在弓长岭选厂再磨作业中的试验研究 1 2,3 2,3 2,3 李艳军 王 洋 郭 旺 高 鹏 ( 1. 鞍钢集团弓长岭矿业公司选矿厂,辽宁 鞍山114001;2. 东北大学资源与土木工程学院,辽宁 沈阳110819; 3 . 难采选铁矿资源高效开发利用技术国家地方联合工程研究中心,辽宁 沈阳 110819) 摘 要 对弓长岭选矿厂的再磨给矿进行工艺矿物学分析,TFe 品位为 53.10%,主要以磁铁矿的形式存在,细 粒级中铁矿物含量较高,说明该矿石需要充分细磨使含铁矿物单体解离,才能获得良好的分选指标。通过对搅拌 磨适宜的磨矿工艺参数试验研究,得到适宜的磨矿工艺参数:充填率 75%、料球比 0.8、磨矿浓度 70%、6 mm 的陶瓷 球。磨矿产品-0.038 mm 含量在 80%以上时,经过一段磁选,经济技术指标良好。 关键词 搅拌磨 陶瓷球 比生产率 磨矿效率 + 中图分类号 TD921 .4 文献标志码 A 文章编号 1001-1250(2019)-02-173-05 DOI 10.19614/j.cnki.jsks.201902033 Experimental Study on Stirred Mill in Regrinding Process in Gongchangling Plant 1 Wang Yang Guo Wang 2,3 2,3 2,32 Li Yanjun Gao Peng (1. Gongchangling Mining Co.Ltd.of Ansteel Mining Group,Anshan 114001,China;2. School of Resources and Civil Engineering,NortheasternUniversity,Shenyang 110819,China;3. National-Local Joint Engineering Research Center of Refractory Iron Ore Resources Efficient Utilization Technology,Shenyang 110819, China) Abstract The technological mineralogical analysis of regrinding feeding ore in Gongchangling Concentrator shows that the TFe grade is 53.10%,mainly in the form of magnetite,and the content of iron ore in fine grains is high,which indicates that the ore needs to be fully grinded to dissociate the monomer containing iron ore in order to obtain a good separation index. The suitable grinding parameters of stirred mill were studied. The results showed that the suitable grinding parameters were with 75% filling ratio,material to ball ratio is 0.8,grinding concentration is 70% and 6 mm ceramic balls. When the content of grinding product -0.038 mm is above 80%,good economic and technical indexes can be obtained after one stage magnetic separation. Keywords Stirred mill,Ceramic ball,Specific production rate,Grinding efficiency 近年来,细磨、超细磨装备及技术在金属矿业领 域取得了一系列的突破性进展。搅拌磨机在矿业领 域被广泛应用于产品 P80 为 20~45 μm 的再磨回路,y 磨矿试验研究。 1 试验原料和试验装置 1. 1 试验原料 [ 1-4] 试验原料取自鞍钢弓长岭选矿厂一选车间的 主要对铜、金、铁、铂族金属等矿石进行细磨 。工 业生产实践证明,与传统球磨机相比,所要求的磨矿 产品粒度越细,搅拌磨机的效率越高,采用搅拌磨机 3 再磨给料,矿石真密度为 4.61 g/cm ,松散密度为 3 2.08 g/cm ,对矿石的化学成分进行分析,结果见表1。 [ 5-7] 可节约能耗30%以上 。立式搅拌磨具有较高的磨 矿效率得益于其研磨方式、立式布置和更好的介质 [ 8] 粒度分布 。弓长岭选矿厂一选车间再磨作业采用 10 台Φ2.7 m×3.6 m 湿式溢流型球磨机,存在磨矿效 由表1可知:矿石TFe品位为53.10%,FeO含量为 率低和能耗大的问题,为此,采用搅拌磨机对其进行 2 22.74%;有害元素磷、硫含量较低;SiO 、CaO、MgO 的 收稿日期 2018-11-25 作者简介 王 洋(1976—),女,首席工程师,高级工程师。 · 173 · 总第512期 金 属 矿 山 2019年第2期 含量分别为 24.82%、0.62%、0.90%,由此可以确定脉 石矿物主要为石英,少量硅酸盐类矿物。为了进一步 查明矿石中矿物的种类,采用X射线衍射分析对矿样 进行矿物组成定性分析,XRD分析结果如图1所示。 充分细磨使含铁矿物单体解离,才能获得良好的分 选指标。 1. 2 试验装置与试验方法 试验采用 SLJM- 2L 型立式超细搅拌磨,磨机启 动和转速由变频器控制,能耗采用DTZ119型三相四 线智能电表检测,磨机、磨矿介质参数见表4。 比生产率是指磨机在单位时间、单位有效容积 [ 9] 所产出的新生成粒级的产率 。磨机的比生产率比 较真实地反映了磨机的工作状况,可以在不同的工 作条件下,比较不同规格的磨机的工作情况,得到 了广泛应用。磨矿效率即消耗单位能量所新生成 粒级物料的量。磨矿效率是从能耗的角度对磨矿 过程进行评价的指标,可以把实际生产过程中的设 备能耗与磨矿效果联系在一起。对矿石工艺矿物 学分析发现,矿石中约 90%的磁铁矿以毗邻和细粒 包裹形式存在,-0.038 mm 粒级铁矿物单体解离度较 高。因此,本文采用-0.038 mm 粒级的比生产率和- 由图 1 可以看出,矿石中铁矿物主要是磁铁矿, 脉石矿物主要为石英,其余成分含量较低,未被检 出。 为探明矿石中铁矿物的具体物相组成情况,对 矿石进行了铁物相分析,结果见表2。 0.038 mm 粒级的磨矿效率来衡量搅拌磨的工作情 况。 2 试验结果与讨论 2 . 1 介质充填率试验 由表 2 可知:矿石中铁主要赋存于磁铁矿中,铁 在磁铁矿中分布率为97.87%,为主要回收对象;在赤 褐铁矿、碳酸铁、硫化铁及硅酸铁等物相中铁的总量 为2.13%,该部分铁矿物较难回收。 在磨矿浓度为 70%,料球比为 0.8,介质直径为 6 mm,搅拌器转速为 300 r/min,磨矿时间为 3 min 条件 下,进行不同介质充填率试验,结果如图2所示。 为进一步探明矿石的粒度组成及铁分布情况, 对各个粒级铁品位分析结果如表3所示。 由图 2 可以看出,-0.038 mm 粒级的比生产率和 磨矿效率随充填率的增加,均呈先增大后减小的趋 势;当充填率由70%增大到75%时,-0.038 mm粒级比 生产率由3.71 kg(/ h·L)增大到5.07 kg(/ h·L),磨矿效 率由47.44 kg(/ kW·h)增大至64.37 kg(/ kW·h);当充填 由 表 3 可 知 ,0.043~0.074 mm 粒 级 产 率 为 3 5.69%,TFe品位63.44%,铁分布率为42.45%;-0.038 mm 粒级产率为 26.02%,TFe 品位 67.42%,铁分布率 为32.89%,表明铁在细粒级含量较高,说明矿石需要 · 174 · 王 洋等:搅拌磨机在弓长岭选厂再磨作业中的试验研究 2019年第2期 率由 75%增大到 85%时,-0.038 mm 粒级比生产率下 降到 2.85 kg(/ h·L),磨矿效率下降至 34.27 kg(/ kW· h)。因此,确定充填率为75%。 磨矿浓度由 70%增大到 80%时,-0.038 mm 粒级比生 产率下降到3.86 kg(/ h·L),磨矿效率下降至38.38 kg/ (kW·h)。因此,确定磨矿浓度为70%。 2 . 2 料球比试验 2. 4 介质尺寸试验 在磨矿浓度为 70%,介质充填率 75%,介质直径 在料球比为0.8,介质充填率为75%,磨矿浓度为 70%,介质直径分别为 4、6、8、10 mm,磨矿时间 3 min 条件下,进行搅拌器转速试验,结果如图5所示。 为 6 mm,搅拌器转速为 300 r/min,磨矿时间为 3 min 条件下,进行不同料球比试验,结果如图3所示。 由图 3 可以看出:-0.038 mm 粒级的比生产率和 磨矿效率随料球比的增加,呈先增大后减小的趋势; 当料球比由0.6增大到0.8时,-0.038 mm粒级比生产 率由3.27 kg(/ h·L)增大到4.91 kg(/ h·L),磨矿效率由 由图 5 可以看出,采用不同直径的陶瓷球时,磨 矿产品的粒度均随着搅拌器转速增加逐渐变细;分 别采用直径为4、6、8、10 mm的陶瓷球介质,当磨矿产 品粒度为-0.038 mm占90%左右时,对应的搅拌器转 速分别需大于650、450、450、450 r/min。 3 9.70 kg(/ kW·h)增大至 60.50 kg(/ kW·h);当料球比 由0.8增大到0.9时,-0.038 mm粒级比生产率下降到 .94 kg(/ h·L),磨矿效率下降至49.20 kg(/ kW·h)。因 此,确定料球比为0.8。 不同直径的陶瓷球在搅拌器转速不同,磨矿产 品-0.038 mm粒级含量均为90%左右时,对其粉磨效 果进行对比分析,结果见表5。 3 2 . 3 磨矿浓度试验 在料球比为 0.8,介质充填率 75%,介质直径为 6 mm,磨机转速300 r/min,磨矿时间3 min条件下,进行 不同磨矿浓度试验,结果如图4所示。 由表 5 可知,当介质尺寸由 4 mm 增加至 6 mm 时,磨机功率由 0.339 2 kW 降至 0.240 2 kW,随着介 质尺寸继续增加至10 mm,磨机功率由0.240 2 kW升 至0.329 2 kW;比生产率随着介质尺寸的增加呈缓慢 降低趋势,当介质尺寸由 4 mm 增加至 8 mm 时,比生 产率由5.96 kg(/ h·L)降至5.80 kg(/ h·L),继续增加介 质尺寸,比生产率维持在 5.80 kg(/ h·L)不变;磨矿效 率随着介质尺寸的增加呈先升高后降低的趋势,当 介质尺寸由 4 mm 增加至 6 mm 时,磨矿效率由 35.15 kg(/ kW·h)提高至49.28 kg(/ kW·h),随着介质尺寸继 续增加至 10 mm,磨矿效率由 49.28 kg(/ kW·h)降至 由图 4 可以看出:-0.038 mm 粒级的比生产率和 磨矿效率均随磨矿浓度的增加,呈先增大后减小的趋 势;当磨矿浓度由65%增大到70%时,-0.038 mm粒级 比生产率由3.84 kg(/ h·L)增大到5.13 kg(/ h·L),磨矿 效率由 49.85 kg(/ kW·h)增大至 62.25 kg(/ kW·h);当 · 175 · 总第512期 金 属 矿 山 2019年第2期 3 5.84 kg(/ kW·h)。 3 结 论 (1)弓长岭选矿厂再磨给矿试样 TFe 品位为 53.10%,主要的铁矿物为磁铁矿,为主要回收对象; 脉石矿物石英含量为24.82%。 矿石细磨和超细磨的关键是如何在较低的能耗 [10] 。 和较高的磨矿处理能力下,获得所需的磨矿产品 综合对比分析表明,当磨矿产品细度在-0.038 mm 含 量为 90%左右时,介质尺寸为 6 mm 时的磨矿效率较 好。 (2)陶瓷球搅拌磨适宜的磨矿工艺参数为:充填 率 75%、料球比 0.8、磨矿浓度 70%。对搅拌磨的不 同尺寸的介质在不同搅拌器转速下试验,当磨矿细 度-0.038 mm含量均达到90%左右时,确定最佳介质 尺寸为6 mm。 2 . 5 推荐工艺流程 采用直径 6 mm 陶瓷球,在充填率 75%、料球比 0.8、磨矿浓度 70%条件下,进行不同磨矿时间试验, 对磨矿产品在磁场强度为150 kA/m条件下进行选别 试验,结果见图6。 (3)推荐的工艺流程为一段闭路磨矿一段磁选 流程,搅拌磨与旋流器形成闭路磨矿,磁选机的给料 粒度为-0.038 mm 含量 80%以上时,磁选精矿的 TFe 品位和作业回收率分别可以达到67%和97%以上,指 标良好。 参 考 文 献 [ 1] 张国旺,黄圣生,李自强,等. 立式螺旋搅拌磨机的研制及其在 黄金矿山中的应用[J]. 黄金,2003(6):32-35. 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