粗磨机应用铸铁段作为粗磨介质的理论分析及实践研究

论文摘要

我国铅锌矿资源贫矿多,富矿少,矿石的共伴生组分多,多为难选矿,同时由于其软且脆的力学特性,选厂普遍存在磨矿过程中泥化严重的现象,造成产品难以分选,严重影响选别指标。粗磨段应用铸铁段作为磨矿介质,相比钢球来说,能够磨得细又能减轻过磨和泥化现象,提高磨矿细度,还能使磨矿产品的粒度更为均匀。因此,在粗磨段应用铸铁段作为磨矿介质有很大的实用价值。论文首先阐述了磨矿在矿物加工过程中的重要性,并从磨矿技术、磨矿设备和磨矿介质三方面综述了国内外粗磨段的研究进展,指出本文研究的背景及目的意义。在此基础上,从粗磨段磨矿效果的影响因素、粗磨段磨矿介质的作用及粗磨段磨矿特征和要求分析钢球作为粗磨介质的缺陷,说明钢球磨矿的选择性解离差,过粉碎现象严重。进而就选择性磨矿对介质形状和材质及对矿石的要求上论证了耐磨铸铁段作为粗磨介质的可行性。在形状上,铸铁段比球体的表面积大约20%以上,表面积大时研磨能力强,同时,铸铁段在破碎时呈短线接触,有保护细粒减轻过粉碎的作用,这将有效减少多金属矿中的脆性矿石的过粉碎粒级。这样,铸铁段作为介质同时兼顾了金属矿中脆性、韧性、硬度等力学特性,使选择性磨矿有更好的针对性。在材质上,铸铁段选用灰口铸铁为基质,并少量添加增强机械强度的元素,用铸造法进行加工,可以满足多金属不同矿种的要求,由于其价格低,耐磨性也高,单耗也低,因而可节约成本,适合在磨矿作业中广泛使用。本论文研究的是会泽选厂的氧硫混合铅锌矿,它是一种世界少见的特富矿石,铅、锌品位合计达30%左右。该矿石的力学特点是软而脆,磨细容易及泥化严重,这就严重影响了选矿指标的提升。会泽采选厂选矿新系统投产数年来,几经改造及研究,选厂处理量已达标,但选矿指标不理想,目前铅的回收率83～84%,锌回收率92～93%。研究其原因,一是选矿产出多个产品,客观上造成金属分散；二是各个选出产品中铅锌互含较重；三是磨矿产品粒度特性不好,加剧了各精矿的铅锌互含。选矿厂中所采用的常规磨矿工艺是适应不了软而脆的特富铅锌矿石磨矿的,必须针对矿石的特殊力学性质采用特殊的磨矿新工艺,具体地就是采用介质尺寸精确及选择破碎作用强的选择性磨矿新工艺。本论文从矿石的力学性质开始研究,利用段氏球径半理论公式计算出各级别的精确球径,用新型介质铸铁段代替钢球,用统计力学原理指导配球及用实验室扩大试验验证配球方案,实验室试验证明粗磨段应用铸铁段作为磨矿介质取得较好的磨矿效果,具体初装方案为：65×70:50×60:45×50:35×40:30×35=20:20:20:10:30。铸铁段用于粗磨这一选择性磨矿新工艺在工业试验中全面改善了磨矿效果,能满足生产要求,磨碎能力比钢球方案强,产品细度提高了4.90个百分点,而且粒度均匀,产品中200～500目中间易选级别含量增多4.66个百分点,对选别很有利。同时还减少了金属损失量,降低了电耗钢耗,根据估计,每年节省介质费用达69.6万元。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 文献综述
• 1.1 磨矿在矿物加工中的地位和作用
• 1.2 粗磨段磨矿技术的研究进展
• 1.2.1 半自磨代替中细碎+粗磨
• 1.2.2 棒磨取代传统球磨作为粗磨作业
• 1.3 粗磨段磨矿设备的研究进展
• 1.3.1 磨机大型化
• 1.3.2 高效节能设备及磨机的改进研究
• 1.3.3 新型衬板的研制
• 1.4 粗磨段磨矿介质的研究进展
• 1.4.1 介质作用理论基础研究
• 1.4.2 介质尺寸与形状的研究
• 1.4.3 装补球制度的研究进展
• 第二章 论文研究的背景、目的、意义及内容
• 2.1 论文研究的背景
• 2.2 论文研究的目的与意义
• 2.3 论文研究的内容
• 第三章 粗磨段应用铸铁段的理论分析
• 3.1 影响粗磨段磨矿效果的因素分析
• 3.1.1 矿石性质
• 3.1.2 磨矿设备
• 3.1.3 磨机操作
• 3.2 粗磨段磨矿介质的作用分析
• 3.2.1 磨矿介质的作用分析
• 3.2.2 磨矿介质在粗、细磨过程中的应用
• 3.3 粗磨工艺的磨矿特征及要求
• 3.4 钢球作粗磨介质对选择性磨矿的缺陷
• 3.4.1 矿物的选择性碎磨现象
• 3.4.2 选择性磨矿的应用
• 3.4.3 钢球在选择性磨矿中的缺陷
• 3.5 选择性磨矿粗磨段磨矿介质的形状要求
• 3.5.1 球形介质和棒形介质
• 3.5.2 短圆柱形或短圆锥形介质
• 3.6 选择性磨矿粗磨段磨矿介质的材质要求
• 3.7 粗磨段应用铸铁段对矿石的要求
• 3.7.1 矿石的硬度及对破碎的影响
• 3.7.2 矿石的韧性及对破碎的影响
• 3.7.3 矿石的解理及对破碎的影响
• 3.7.4 矿石的结构缺陷及其对破碎的影响
• 第四章 粗磨段应用铸铁段的实验室工艺研究
• 4.1 会泽铅锌矿选厂的生产现状
• 4.2 矿石的抗破碎力学性能研究
• 4.3 粗磨段磨矿新工艺试验研究
• 4.3.1 磨机循环各产品粒度组成特性研究
• 4.3.2 铸铁段尺寸的确定
• 4.3.3 按新给矿计算的初装方案研究
• 4.3.4 按全给矿计算的初装方案研究
• 第五章 粗磨应用铸铁段磨矿新工艺的工业试验结果
• 5.1 铸铁段的初装及补加试验
• 5.2 铸铁段应用工业试验的结果分析
• 5.2.1 一段磨矿产品粒度组成
• 5.2.2 磨矿后的金属损失
• 5.2.3 磨矿成本
• 5.2.4 磨矿电耗
• 第六章 研究结论及有待进一步研究的问题
• 6.1 研究结论
• 6.2 有待进一步研究的问题
• 参考文献
• 致谢
• 附录