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大红山铁矿石自磨试验研究
2011-07-25
以大红山铁矿石自磨介质适应性试验和半工业试验结果为依据,对自磨介质功指数、NORM基准数 和流程试验结果进行了分析和讨论,结果表明,对大红山铁矿石可采用全自磨或半自磨,但采用半自磨工艺更 为合理。
第 19 卷 第 4 期 矿 冶 工 程 MINING AND METALLURGICAL ENGINEERING Vol. 19 № 4 December 1999 1999 年 12 月 ① 大 红 山 铁 矿 石 自 磨 试 验 研 究 1 1 1 2 蒋 豪 杰 , 黄 圣 生 , 杨 小 生 , 余 奎 香 ( 11 中 南 工 业 大 学 矿 物 工 程 系 ,湖 南 长 沙 410083 ; 21 武 钢 矿 山 设 计 研 究 所 ,湖 北 黄 石 435006) 摘 要 : 以 大 红 山 铁 矿 石 自 磨 介 质 适 应 性 试 验 和 半 工 业 试 验 结 果 为 依 据 ,对 自 磨 介 质 功 指 数 、NORM 基 准 数 和 流 程 试 验 结 果 进 行 了 分 析 和 讨 论 ,结 果 表 明 ,对 大 红 山 铁 矿 石 可 采 用 全 自 磨 或 半 自 磨 ,但 采 用 半 自 磨 工 艺 更 为 合 理 。 关 键 词 : 自 磨 ; 功 指 数 ; NORM 基 准 ; 单 位 功 耗   自 磨 矿 是 指 物 料 在 磨 机 中 靠 物 料 本 身 或 物 料 与 筒 行 了 冲 击 破 碎 功 指 数 、100 目 球 磨 功 指 数 和 10 目 棒 磨 功 指 数 的 测 定 。 体 衬 板 之 间 相 互 冲 击 、研 磨 (不 另 加 入 或 加 入 少 量 金 属 [ 1] 介 质 ) 而 碎 裂 的 过 程 省 、占 地 面 积 少 、劳 动 生 产 率 高 等 显 著 优 点 。 自 磨 工 艺 具 有 工 艺 简 单 、投 资 [ 211   试 验 内 容 21111   自 磨 介 质 功 指 数 试 验 选 取 有 代 表 性 矿 样 50 块 ,分 为 5 组 ,每 组 10 块 ,尺 寸 分 别 为 100~ 113 mm , 2 ,3] 。 但 这 项 工 艺 并 非 对 所 有 的 矿 石 都 适 用 ,能 否 采 用 自 磨 工 艺 主 要 取 决 于 矿 石 对 自 磨 的 适 应 性 ,且 必 须 经 过 自 磨 试 113~ 125 mm ,125~ 138 mm ,138~ 150 mm ,150~ 163 [ 4 ,5] 。 验 才 能 确 定 mm。 将 50 块 矿 样 装 入 Π○ 1800 mm 自 400 mm 封 闭 型 自 磨 介 质 试 验 机 (筒 体 转 速 为 26 rΠmin) ,运 行 500 转 后 倒 出 全 部 样 品 进 行 筛 析 ,并 记 录 下 列 数 据 :产 品 粒 度 ;产 大 红 山 地 区 铁 矿 资 源 丰 富 ,矿 石 质 量 好 ,昆 钢 总 公 司 拟 在 此 新 建 一 座 年 处 理 400 万 t 矿 石 的 全 自 磨 或 半 自 磨 选 矿 厂 。 为 配 合 大 红 山 铁 矿 的 设 计 ,北 京 矿 冶 研 究 总 院 和 武 钢 矿 研 所 先 后 进 行 了 自 磨 介 质 适 应 性 试 验 和 半 工 业 性 试 验 。 研 究 结 果 表 明 ,大 红 山 铁 矿 石 采 用 全 自 磨 或 半 自 磨 工 艺 均 是 可 行 的 ,但 对 试 验 指 标 进 行 综 合 评 价 后 发 现 ,半 自 磨 工 艺 更 为 合 理 。 n 品 中 100 mm 以 上 矿 块 个 数 P ,并 计 算 其 累 积 质 量 分 数 P p ;产 品 中 最 大 50 个 矿 块 的 质 量 分 数 P50 。 自 磨 介 [ 4] 质 功 指 数 按 下 式 计 算 : 1 0 10 ) W im = WΠ( - (1) P 80 F′80 Wim ——— 自 磨 介 质 功 指 数 ,kW分hΠt ; W ——— 试 验 机 功 率 ,21756 kW分hΠt ; 80 ——— 产 品 中 80 %物 料 通 过 的 粒 度 μ, m; 1 矿 石 性 质 式 中 大 红 山 铁 矿 石 中 金 属 矿 物 主 要 为 磁 铁 矿 、赤 铁 矿 , 其 次 为 菱 铁 矿 、黄 铜 矿 和 褐 铁 矿 。 脉 石 矿 物 以 石 英 、碳 酸 盐 矿 物 为 主 。 矿 石 构 造 主 要 为 致 密 块 状 和 块 状 ,磁 铁 矿 在 矿 石 中 呈 自 形 或 半 自 形 晶 粒 状 结 构 。 石 英 一 般 以 粗 大 的 团 块 状 、脉 状 产 出 于 铁 矿 石 中 。 铁 物 相 分 析 结 果 表 明 ,试 验 原 矿 中 磁 性 铁 占 有 率 大 于 82 % ,氧 化 铁 占 有 率 小 于 18 % ,因 此 ,试 验 原 矿 是 以 原 生 矿 为 主 的 混 合 铁 矿 石 。 多 元 素 分 析 结 果 表 明 ,大 红 山 铁 矿 石 中 有 回 收 价 值 的 主 要 成 分 为 铁 ,并 有 少 量 铜 。 P F′80 ——— 给 料 中 80 % 物 料 通 过 的 粒 度 修 正 值 μ, m。 自 磨 介 质 功 指 数 试 验 结 果 见 表 1。 表 1自 磨 介 质 功 指 数 试 验 结 果 磨 后 100mm 筛 上 量 磨 后 50 个 最 大 块 mΠkg PnΠ块 PpΠ% mΠkg P50Π% F′80Π μ m P80Π WimΠ μ m (kW分h分t - 1) 16 65. 80 21. 44 93. 75 30. 55 450 000 105 000 172. 8 2 自 磨 介 质 适 应 性 试 验 自 磨 试 验 一 般 分 为 两 步 进 行 ,一 是 介 质 适 应 性 试 2 1112   低 能 冲 击 破 碎 功 指 数 测 定 试 验 设 备 采 用 双 验 ,即 研 究 矿 石 本 身 作 为 磨 矿 介 质 的 可 能 性 ;二 是 半 工 业 试 验 ,即 确 定 是 否 采 用 自 磨 的 主 要 依 据 。 为 了 研 究 大 红 山 铁 矿 石 能 否 作 为 磨 矿 介 质 ,首 先 测 定 了 矿 石 的 自 磨 介 质 功 指 数 ,然 后 用 自 磨 介 质 功 指 数 试 验 产 品 进 摆 锤 式 冲 击 试 验 机 ,从 自 磨 介 质 功 指 数 试 验 产 品 中 选 取 矿 样 10 块 ,测 定 矿 石 的 真 实 密 度 和 每 块 矿 样 质 量 及 被 冲 击 的 相 对 两 侧 面 厚 度 ,记 录 矿 块 被 粉 碎 时 摆 锤 提 ① 收 稿 日 期 : 1999208210 第 一 作 者 男 硕 士 研 究 生 2 0 矿 冶 工 程 第 19 卷 升 角 度 。 1113   100 目 球 磨 功 指 数 测 定 试 验 用 测 定 球 磨 功 指 数 的 磨 机 规 格 为 Π○ 305 mm 自 305 mm ,矿 样 粒 度 为 312~ mm。 试 验 要 求 稳 定 循 环 负 荷 为 (250 北 5) % ,磨 机 每 作 为 好 的 磨 矿 介 质 ,这 可 以 用 其 自 磨 介 质 功 指 数 大 小 和 邦 德 介 质 适 应 尺 度 NORM 基 准 数 来 衡 量 。 自 磨 介 2 质 功 指 数 自 磨 介 质 ,因 为 磨 矿 介 质 的 功 耗 较 高 ,故 在 磨 机 中 不 易 被 粉 碎 ,能 较 长 时 间 停 留 起 到 磨 矿 介 质 作 用 ;当 于 154~ 165 kW分hΠt 时 ,处 于 边 缘 状 态 ,有 可 能 形 成 足 Wim 值 大 于 165 kW分hΠt 时 ,能 够 形 成 足 够 的 0 im W 等 转 新 产 生 的 100 目 以 下 物 料 质 量 在 最 后 3 个 周 期 达 到 平 衡 为 止 ,平 衡 后 筛 析 磨 机 产 品 。 够 的 自 磨 介 质 ;若 Wim值 小 于 154 kW分hΠt 时 ,不 能 形 成 2 1114   10 目 棒 磨 功 指 数 测 定 试 验 用 测 定 棒 磨 功 指 数 的 磨 机 ,规 格 为 Π○ 305 mm 自 610 mm ,矿 样 粒 度 为 1215 0 mm ,磨 机 每 次 装 料 1125 L ,每 个 周 期 运 转 完 毕 后 用 0 目 筛 子 筛 出 全 部 样 品 ,并 增 添 原 试 样 将 筛 上 产 品 补 足 够 的 自 磨 介 质 。 NORM 基 准 数 是 衡 量 矿 石 能 否 自 磨 的 另 一 尺 度 。 NORM 基 准 数 大 于 1 时 作 为 介 质 是 适 应 的 ;等 于 1 时 属 于 极 限 情 况 ;若 NORM 基 准 数 小 于 1 时 ,说 明 矿 石 易 碎 ,磨 机 内 难 以 形 成 足 够 块 度 的 介 质 ,不 适 合 于 自 磨 。 大 红 山 铁 矿 石 自 磨 介 质 功 指 数 为 17218 kW分hΠt , NORM 数 都 大 于 1 ,说 明 能 够 形 成 充 分 的 自 磨 介 质 ,所 以 大 红 山 铁 矿 石 是 适 合 于 自 磨 的 。 ~ 1 足 至 1125 L ,装 入 磨 机 进 行 下 一 个 周 期 的 运 转 ,磨 机 平 衡 条 件 是 循 环 负 荷 为 (100 北 2) % ,试 验 至 最 后 3 次 磨 机 每 转 新 产 生 的 10 目 以 下 物 料 质 量 平 衡 为 止 ,平 衡 后 筛 析 磨 机 产 品 。 [ 4] 212   邦 德 介 质 适 应 尺 度 NORM 基 准 的 确 定 1 ) 大 块 个 数 基 准 NORM(1) 3 自 磨 半 工 业 试 验 NORM(1) = 11102 WP n (2) (3) (4) (5) 自 磨 介 质 适 应 性 试 验 结 果 表 明 ,大 红 山 铁 矿 石 适 i 合 于 自 磨 ,为 了 对 矿 石 的 自 磨 性 作 出 较 为 全 面 的 评 价 , 从 而 为 自 磨 工 艺 设 计 提 供 依 据 ,进 行 了 自 磨 半 工 业 试 验 。   2) 大 块 质 量 基 准 NORM(2) P 113W p NORM(2) = 1 i i i 311   试 验 概 况   3) 介 质 比 率 基 准 NORM(3) 试 验 所 用 自 磨 机 的 规 格 为 Π○ 1830 mm 自 610 mm ,用 P 50 NORM(3) = 2126W 900 mm 自 1800 mm 振 动 筛 (筛 孔 为 2 mm) 与 自 磨 机 构 成 闭 路 。 自 磨 给 矿 粒 度 为 220~ 0 mm ,以 自 然 块 粉 比 并 采 用 人 工 给 矿 方 式 ,按 照 选 矿 试 验 要 求 的 磨 矿 细 度   4) 粉 碎 比 率 基 准 NORM(4) P 80 NORM(4) = 5 898W ( 筛 下 50 %~ 55 % 小 于 01076 mm ,球 磨 溢 流 85 %小 于 1076 mm) 进 行 了 充 填 率 、磨 矿 浓 度 、转 速 和 钢 球 添 加 式 中 W i ——— 矿 石 碎 磨 功 指 数 ,kW分hΠt ; 0 P 80 ——— 介 质 功 指 数 试 验 产 品 中 80 %物 料 过 筛 的 比 例 试 验 ,然 后 以 全 自 磨 与 半 自 磨 确 定 的 最 佳 条 件 ,在 条 件 调 优 的 基 础 上 分 别 进 行 了 连 续 48 h 的 全 自 磨 与 半 自 磨 全 流 程 稳 定 试 验 。 粒 度 尺 寸 μ, m。 用 式 (2) ~ 式 (5) 可 分 别 求 出 大 红 山 铁 矿 石 的 冲 击 破 碎 、球 磨 、棒 磨 的 NORM 基 准 数 ,如 表 2 所 示 。 312   试 验 结 果 及 分 析 通 过 全 自 磨 与 半 自 磨 全 流 程 稳 定 试 验 ,各 项 综 合 指 标 列 于 表 3 ,自 磨 机 内 物 料 粒 度 筛 析 结 果 见 表 4。 从 试 验 结 果 可 以 看 出 ,大 红 山 铁 矿 石 可 采 用 全 自 磨 或 半 自 磨 工 艺 ,自 磨 筛 下 产 品 与 球 磨 分 级 产 品 的 细 度 均 满 足 试 验 要 求 ,精 矿 含 铁 品 位 大 于 63 % ,铁 回 收 率 在 88 %以 上 ,说 明 该 矿 石 采 用 自 磨 工 艺 是 可 行 的 。 两 者 比 较 ,后 者 的 台 时 处 理 量 比 前 者 提 高 28157 % ,自 磨 单 位 总 功 耗 及 其 净 功 耗 分 别 降 低 26121 % 和 表 2 NORM 基 准 数 计 算 结 果 项 目 冲 击 破 碎 7. 31 100 目 球 磨 12. 63 1. 40 10 目 棒 磨 12. 51 1. 41 - 矿 石 功 指 数 Π(kW分h分t 1) NORM(1) 2. 41 NORM(2) 2. 59 1. 50 1. 51 NORM(3) 1. 84 1. 07 1. 08 NORM(4) 2. 44 1. 41 1. 42 平 均 NORM 2. 32 1. 35 1. 36 2 6127 % ,球 磨 单 位 总 功 耗 及 其 净 功 耗 (球 磨 分 级 溢 流 中 新 生 小 于 01076 mm 产 品 的 单 位 功 耗 ) 分 别 降 低 22163 %和 43130 % ,且 选 别 指 标 相 近 。 由 此 可 见 ,大 红 山 铁 矿 石 更 适 合 采 用 半 自 磨 及 其 相 应 的 工 艺 流 程 。 2 13   介 质 适 应 性 试 验 结 果 分 析 评 价 一 种 矿 石 是 否 适 合 于 自 磨 ,就 看 它 是 否 可 以 第 4 期 蒋 豪 杰 等 : 大 红 山 铁 矿 石 自 磨 试 验 研 究 21 表 3大 红 山 铁 矿 石 全 自 磨 Π半 自 磨 流 程 试 验 结 果 采 用 全 自 磨 工 艺 ,磨 机 内 难 磨 粒 子 (75~ 25 mm) 占 51167 % ,明 显 高 出 原 矿 该 粒 级 比 例 。 积 留 在 自 磨 回 路 中 的 难 磨 粒 子 ,增 加 了 磨 机 的 充 填 率 ,但 不 产 生 有 效 的 冲 击 破 碎 功 ,造 成 自 磨 机 处 理 能 力 降 低 ,单 位 功 耗 增 加 等 现 象 。 加 入 适 当 比 例 钢 球 后 ,难 磨 粒 子 比 例 下 降 为 38172 % ,但 大 块 介 质 ( 大 于 75 mm) 所 占 比 例 由 37125 %增 加 到 50154 %。 按 新 生 小 于 01076 mm 计 算 , 自 磨 磨 矿 效 率 提 高 15129 %。 说 明 采 用 半 自 磨 可 以 补 充 原 矿 中 大 块 的 不 足 ,并 且 由 于 钢 球 表 面 强 度 大 ,能 保 证 破 碎 累 积 在 磨 机 中 的 临 界 粒 度 的 矿 块 ,从 而 改 善 自 磨 机 内 的 磨 介 粒 度 组 成 ,提 高 自 磨 机 的 处 理 量 和 磨 矿 效 率 。 试 验 参 数 钢 球 添 加 比 例 Π% 自 磨 机 处 理 量 Π(t分h 1) 自 磨 充 填 率 Π% 自 磨 负 荷 Πkg 全 自 磨 2球 磨 0 半 自 磨 2球 磨 1. 97 - 0. 70 0. 90 27. 01 833. 97 13. 53 9. 69 24. 38 805. 60 10. 72 7. 65 自 磨 单 位 总 功 耗 Π(kW分h分t 1) 自 磨 单 位 净 功 耗 Π(kW分h分t - 1) 自 磨 磨 矿 效 率 Π(t分(kW分h) - 1) - ① 按 原 矿 计 0. 0739 0. 0399 31. 81 83. 14 55. 70 63. 37 53. 45 88. 09 38. 45 0. 0933 0. 0460 25. 94 58. 02 50. 95 63. 27 52. 75 88. 41 37. 75 ② 按 新 生 < 01076 mm 计 球 磨 单 位 总 功 耗 Π(kW分h分t 1) 球 磨 单 位 净 功 耗 Π(kW分h分t 1) 自 磨 产 品 (筛 下 < 0. 076mm)Π% 铁 精 矿 品 位 Π% - - 4 结 论 1 ) 通 过 对 大 红 山 铁 矿 石 进 行 自 磨 介 质 适 应 性 试 验 ,得 出 自 磨 介 质 功 指 数 为 17218 kW分hΠt ,大 于 165 kW分hΠt ,且 NORM 基 准 数 均 大 于 1 ,说 明 大 红 山 铁 矿 石 能 够 形 成 充 分 的 自 磨 介 质 。 铁 精 矿 产 率 Π% 铁 回 收 率 Π% 原 矿 铁 品 位 Π% 2 ) 采 用 自 磨 工 艺 处 理 大 红 山 铁 矿 石 是 可 行 的 ,但 采 用 半 自 磨 工 艺 更 为 合 理 。 ) 在 自 磨 机 中 加 入 适 当 比 例 的 钢 球 ,可 以 改 善 磨 表 4大 红 山 铁 矿 石 流 程 试 验 筒 内 物 料 及 原 矿 筛 析 结 果 3 各 粒 级 产 率 Π% 粒 级 Π mm 机 内 的 磨 介 粒 度 组 成 ,提 高 自 磨 机 的 处 理 能 力 和 磨 矿 效 率 ,是 减 少 难 磨 粒 子 、强 化 自 磨 过 程 的 有 效 途 径 。 全 自 磨 2球 磨 产 率 Π% 半 自 磨 2球 磨 产 率 Π% 原 矿 产 率 Π% > 150 00~ 150 5~ 100 0~ 75 5~ 50 0~ 25 10 7. 61 13. 57 16. 07 24. 45 27. 22 7. 05 7. 82 25. 91 16. 81 19. 34 19. 38 7. 24 20. 00 20. 21 9. 79 1 参 考 文 献 7 [ [ [ [ [ 1]   陈 丙 辰 . 磨 矿 原 理 . 北 京 :冶 金 工 业 出 版 社 ,1989 2]   刘 仁 梁 . 有 色 金 属 ,1997 ,(5) :25~ 30 5 15. 19 14. 62 10. 85 9. 34 2 3] 邵 全 渝 . 国 外 金 属 矿 选 矿 ,1995 ,(8) :1~ 9 4]   王 宏 勋 等 . 有 色 金 属 ,1980 ,(6) :24~ 28 5]   张 光 烈 . 国 外 金 属 矿 山 ,1995 ,(10) :33~ 37 1 < 4. 03 3. 50 Autogenous Grinding of Dahongshan Iron Ores ——— A Test 1 1 1 2 J IANG Hao2jie , HUANG Sheng2sheng , YANG Xiao2sheng , YU Kui2xiang ( 11 Central South University of Technology , Changsha 410083 , China ; 21 Wugang Designing and Research Institute of Min2 ing , Huangshi , 435006 , China) Abstract : According to the results obtained by the adaptability test of autogenous grinding medium and the pilot test for Da2 hongshan iron ores , the authors analyse work indexes of autogenous grinding medium , NORM datum values and flowsheet test results and discuss the establishment of autogenous grinding technology and its flowsheet. The results show that it is more rea2 sonable for the iron ores to adopt semi2autogenous grinding technology. Key words : antogenous grinding ; work index ; NORM datum; unit work consumptiom
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