立式搅拌磨、砾磨实验与工业应用

1/41立式搅拌磨新型磨矿介质研究

吴彩斌教授、博士江西理工大学江西省矿业工程重点实验室2016年5月21-22日2016全国选矿前沿技术会议2/41汇报提纲一、研究背景二、顽石可磨性能三、顽石磨矿实验室试验四、顽石磨矿工业试验五、经济效益分析3/41一、研究背景1、立式搅拌磨的用途又称塔式磨粗精矿再磨：铜、铁中矿再磨：4/41一、研究背景2、立磨机的装补球制度磨矿介质：锻钢球钢球尺寸：φ25:φ20:φ15=5:4:1补加球采用φ25mm钢球单耗按0.2kg/t原矿添加再磨细度：-45μm80%钢球不能被排出选矿厂在钢球添加方面做了许多努力！5/41一、研究背景寻求可替代钢球的立磨机惰性介质！3、问题分析每天消耗1.3t,钢球成本高铁质污染，降低有用矿物表面选择性，造成回收率降低；钢球失圆率大，影响磨矿细度；再磨过程次生细泥多，影响精矿过滤6/41解决两个问题？顽石的硬度如何？顽石是否适应磨矿？自磨有何规律？二、顽石可磨性能

1、顽石来源：半自磨机排矿光滑，近椭圆形、棱形，比表面积大7/41顽石分级：10~20mm20~30mm30~40mm40~50mm﹢50mmRMT-150C型试验机二、顽石可磨性能

2、顽石的力学性能测定二、顽石可磨性能8/41顽石大小/mm抗压强度/kg/cm2抗压强度/Mpa普氏硬度f10~20303.06730.313.0320~30241.59224.162.4230~40279.75627.982.8040~50237.71523.772.38﹢50149.78814.981.50顽石f值为4以下，有一定硬度。顽石越大，硬度越低！

3、顽石压力测定结果二、顽石可磨性能顽石不耐磨，顽石消耗量会很大。9/41实验室10L立磨机实验室磨机类型二、顽石可磨性能4、顽石自磨实验：立磨机10/41顽石损失量与磨矿时间的关系不同磨矿时间的顽石磨损粒度分布5、立磨机顽石自磨实验-磨矿时间二、顽石可磨性能磨矿时间2min3min4min5min6min-45μm91.7392.6293.6293.6894.48顽石磨损率/%0.860.891.31.52.111/41顽石损失量与充填率的关系不同充填率的顽石磨损粒度分布二、顽石可磨性能5、立磨机顽石自磨实验-顽石充填率充填率30%40%50%60%70%-45μm91.4391.7593.8495.6495.40顽石磨损率/%0.220.830.950.911.1812/41实验室磨机类型二、顽石可磨性能6、顽石自磨实验：锥形磨机实验室锥形磨机13/41锥形磨机中顽石自磨磨损率及磨损细度与自磨时间的关系

实验条件：水量为300ml，充填率50%，顽石大小为40~50mm。

时间/min粒级/mm10203040﹢0.182.201.942.092.67﹣0.18﹢0.1253.712.011.001.02﹣0.125﹢0.07416.3710.167.686.14﹣0.074﹢0.04513.8917.0912.6110.43﹣0.045﹢0.0383.854.475.856.85﹣0.03859.9764.3470.7772.88合计100100100100-45μm细度/%63.8268.8076.6179.74顽石磨损率/%1.312.814.114.766、锥形磨机顽石自磨实验-自磨时间二、顽石可磨性能14/41锥形磨机中顽石自磨磨损率及磨损细度与充填率的关系

实验条件：自磨时间为20min，水量为1000ml，顽石大小为≥40mm。

充填率%粒级/mm40%50%60%70%﹢0.183.872.882.252.36﹣0.18﹢0.1252.473.772.693.31﹣0.125﹢0.07414.3913.6913.3211.40﹣0.074﹢0.04511.7011.0211.7610.12﹣0.045﹢0.0384.285.134.324.99﹣0.03863.2863.5065.6767.81合计100100100100-45μm细度/%67.5668.6369.9872.81顽石磨损率/%5.854.122.301.83二、顽石可磨性能6、锥形磨机顽石自磨实验-充填率15/41锥形磨机中顽石自磨磨损率及磨损细度与水量的关系

实验条件：自磨时间为20min，充填率50%，顽石大小为40~50mm。

水量ml粒级/mm200（96.6%）300（95%）400（93%）500（90%）﹢0.181.110.830.841.62﹣0.18﹢0.1251.001.161.331.18﹣0.125﹢0.0747.098.207.628.41﹣0.074﹢0.04513.7313.2511.2512.20﹣0.045﹢0.0383.995.964.615.48﹣0.03873.0970.6174.3571.11合计100100100100-45μm细度/%77.0876.5778.9776.59顽石磨损率/%1.582.172.542.92二、顽石可磨性能6、锥形磨机顽石自磨实验-磨矿浓度16/41实验室磨机类型二、顽石可磨性能7、顽石自磨实验：筒形磨机实验室圆筒形磨机17/41圆筒形磨机中顽石自磨磨损率及磨损细度与自磨时间的关系

实验条件：圆筒形磨机，自磨时间为20min，充填率50%，顽石大小为30~40mm,转速233r/min。

时间/%粒级/mm1020304050﹢0.183.650.340.250.180.16﹣0.18﹢0.1252.081.011.020.180.31﹣0.125﹢0.0746.254.363.562.171.73﹣0.074﹢0.04510.947.385.345.603.94﹣0.045﹢0.0383.135.032.042.533.46﹣0.03873.9681.8887.7989.3590.39合计100100100100100-45μm细度/%77.0886.9189.8291.8893.86顽石磨损率/%0.991.542.022.853.267、圆筒形磨机顽石自磨实验-自磨时间二、顽石可磨性能18/41圆筒形磨机中顽石自磨磨损率及磨损细度与充填率的关系

实验条件：自磨时间为20min，水量为100ml，顽石大小为30~40mm,转速233r/min。

充填率/%粒级/mm4045505560﹢0.180.310.992.070.842.40﹣0.18﹢0.1250.310.330.830.420.48﹣0.125﹢0.0742.451.973.313.363.85﹣0.074﹢0.0457.365.596.205.889.62﹣0.045﹢0.0384.603.623.313.783.85﹣0.03884.9787.5084.3085.7179.81合计100100100100100-45μm细度/%89.5791.1287.6089.5083.65顽石磨损率/%2.111.761.261.120.90二、顽石可磨性能7、圆筒形磨机顽石自磨实验-充填率19/41圆筒形磨机中顽石自磨磨损率及磨损细度与水量的关系

实验条件：自磨时间为20min，充填率50%，顽石大小为30~40mm,转速233r/min。

水量/ml粒级/mm100（95%）200（90%）300（86%）400（82.8%）﹢0.180.001.012.081.10﹣0.18﹢0.1251.531.011.041.10﹣0.125﹢0.0741.152.695.212.94﹣0.074﹢0.0456.497.749.388.09﹣0.045﹢0.0383.823.035.214.41﹣0.03887.0284.5177.0882.35合计100100100100-45μm细度/%90.8487.5482.2986.76顽石磨损率/%1.361.541.491.41二、顽石可磨性能7、圆筒形磨机顽石自磨实验-磨矿浓度20/41顽石有一定硬度，但f值为4以下，硬度偏低。不同顽石大小，硬度有差异。顽石在各条件下的自磨磨损率均不超过6%。顽石自身磨损产生细度-45μm均大于62%。其中立磨>圆筒形球磨机>锥形球磨机！二、顽石可磨性能8、顽石自磨实验结论顽石是可以作为磨矿介质的！21/41-0.045mm含量及损失量随时间的变化1、顽石磨矿时间实验三、顽石介质磨矿试验顽石磨矿时间也不能太长！22/41-0.045mm含量及损失量变化规律2、顽石磨矿充填率实验三、顽石介质磨矿试验顽石充填率也不能太高！60%足够！23/41-0.045mm含量及损失量随磨矿浓度的变化3、顽石磨矿浓度实验三、顽石介质磨矿试验高浓度磨矿不一定是最佳的！65%就行浓度低会造成旋流器容积不够！24/41-0.045mm含量及损失量随给矿量的变化4、顽石磨矿处理量实验三、顽石介质磨矿试验处理量的多寡影响细度！25/41自磨后自磨前磨矿后将混合顽石表面涂部分油漆，进行顽石自磨及顽石磨矿实验，观察其表面的磨损情况。5、顽石磨矿磨损实验三、顽石介质磨矿试验26/41顽石组成入磨前重量/g入磨后重量/g顽石损失量/g损失率/%相对损失率/%﹢60256.6254.32.30.040.90﹣60﹢50439.4435.83.60.060.82﹣50﹢401258.71249.49.30.160.74﹣40﹢3015421487.854.20.943.51﹣30﹢201644.51644.7-0.20.00-0.01﹣20﹢10625.7623.81.90.030.30合计5766.95695.871.11.23

实验室取混合顽石5766.9g，充填率为50%，矿样500g，磨矿浓度为60%，磨矿10min。混合顽石粒级磨损试验结果

6、顽石磨矿磨损实验三、顽石介质磨矿试验三、顽石介质磨矿试验27/417、顽石磨矿产品测试三、顽石介质磨矿试验磨矿介质顽石钢球Fe离子含量g/L0.490.73矿浆中铁离子含量测定磨矿产品中铁EDS测定项目顽石磨矿排矿钢球磨矿排矿S62.0454.56Fe28.1328.28O9.4116.71Cu0.420.45Fe：S1:2.21:1.928/41立磨机给矿顽石钢球表面光滑度表面絮状物表面腐蚀表面电位7、顽石磨矿产品测试三、顽石介质磨矿试验磨矿产品SEM测定29/41不同pH下顽石、钢球磨矿产品动电位图7、顽石磨矿产品测试三、顽石介质磨矿试验磨矿产品Zeta测定30/41四、顽石磨矿工业试验1、工业试验效果分析31/41对比指标钢球磨矿顽石磨矿立磨排矿旋流器溢流旋流器沉砂立磨排矿旋流器溢流旋流器沉砂γ-75μm89.9796.1275.2572.1997.0465.18γ-45μm56.03

82.47

34.29

39.9784.0428.68γ-10μm10.1419.115.787.4215.034.68γ45~10μm45.8963.37

28.5132.5569.0124四、顽石磨矿工业试验回路粒度分布前后对比1、工业试验效果分析32/41旋流器溢流粒度分布四、顽石磨矿工业试验易选粒级含量增加5.64%平均粒度加粗11.86%1、工业试验效果分析33/41四、顽石磨矿工业试验分级效率前后对比1、工业试验效果分析运行工况立磨水力旋流器q-325/t/m3.h新生γ-45μm

/%循环负荷%质效率%量效率%顽石磨矿1.1215.39189.6052.35

63.18

钢球磨矿0.9421.75132.5547.7364.48提高值0.18-6.3657.054.62-1.3提高幅度%19.15-29.2443.049.68-2.0234/41旋流器溢流中Cu分布率旋流器溢流铜金属分布1、工业试验效果分析四、顽石磨矿工业试验铜金属分布率更加均匀，有利于选别；铜金属分布率更加均匀，也有利于过滤；金和银元素的分布与铜相同。35/41项目2014.1-10月2014.9月2015.7月2015.8月2015.1-82015.9-10月原矿Cu品位0.3850.3790.3590.3590.3630.363二段回收率-91.4390.7791.2191.0892.63Cu回收率83.6784.5584.2485.1684.7485.65S给矿中Cu品位0.2040.1930.2000.1710.1800.1552、浮选指标对比四、顽石磨矿工业试验在原矿品位和S给矿中铜品位降低的情况下，铜硫分离中铜的回收率和铜总回收率均达到历史最好的水平。36/413、顽石工业试验磨矿产品测试四、顽石磨矿工业试验接触角（旋流器溢流）顽石：旋流器溢流接触角大小为86.5º；钢球：旋流器溢流接触角大小为83.05º。顽石磨矿后矿物的可浮性好于钢球磨矿。37/413、顽石工业试验磨矿产品测试四、顽石磨矿工业试验

Zeta（旋流器溢流）钢球磨矿产品的动电位为正值。顽石磨矿产品的动电位为负值。钢球磨矿的零电点所处的pH值应大于11。顽石磨矿产品的零电点所在的pH值应小于9。在相同的动电位下，顽石磨矿所需要的pH更小。38/414、顽石磨矿工业试验产品测试四、顽石磨矿工业试验

比表面积测定顽石磨矿后，矿物的比表面积增加了85.31%。钢球磨