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以氧化铝研磨球为再磨磨矿介质的试验研究
作者：admin日期：2020-06-16阅读
以武山铜矿中矿为研究对象，分别利用金属球和氧化铝研磨球进行了磨矿、浮选试验，结果表明在磨矿细度-0.074mm 占90% 下，氧化铝研磨球与金属球相比具有相同的磨矿性能，前者磨矿产品过粉碎更轻。采用段式半理论公式计算出适宜的瓷高铝球磨矿介质尺寸为Φ30mm、Φ15mm，配比为4:1。以MA-1+Mos-2为组合药剂、矿浆pH=12.0 条件下经过一次粗选、两次扫选、两次的铜浮选，获得铜精矿品位23.26%、铜回收率95.31%，铜回收率提高1.12%。
1 引言
影响磨矿作业的因素很多，包括被磨物料性质、操作条件及磨机结构等，其中被磨物料性质及磨机结构相对固定，操作条件主要包括磨矿浓度、磨机的转速以及磨矿介质的尺寸、形状、充填率、类型、配比等［1］。磨矿介质尺寸过大引起破碎力过大，容易出现过粉碎现象，同时介质尺寸较大会降介质填充个数，减小介质与矿石的破碎概率，不利于有用矿物的单体解离；磨矿介质过小导致破碎力不足，磨矿效率下，能耗大幅提高，佳尺寸的磨矿介质条件下可提高30% 的磨矿效率［2］。磨矿介质通常采用球状的钢球，此外还有圆柱、六方、钢锻等形状的磨矿介质［3］。研究表明，球形介质在通常粒度范围内有效、能耗，可获得细粒度的磨矿产品，而柱状介质磨矿产品粒度均匀、泥化轻，但滚动性差，适用于粗磨而不适用于细磨［4］。钢球作为磨矿介质会造成铁质污染，影响矿浆电位，影响浮选效果，为此，国内外选矿工作者积寻求新的磨矿介质，主要有顽石、瓷球等。顽石作为磨矿介质能剔除铁质污染，但顽石形状不规则，对衬板磨损较大且顽石添加的工作量大。瓷球具有高硬度、高耐磨性、无污染、耐腐蚀等优点，采用瓷器作为磨矿介质能大幅降能耗，具有广阔的应用前景。
本论文以武山铜矿选矿厂铜Ⅰ尾矿和铜扫选Ⅰ精矿合并后的中矿为研究对象，进行氧化铝研磨球取代金属球的中矿再磨工艺试验研究，分析两种磨矿介质之间的磨矿产品及浮选指标差异。
2 试验
2.1 试验样品
中矿多元素分析结果见表1，中矿各产品铜解离度分析结果见表2。表1 中矿多元素化学分析结果
从表1 可知，中矿主要有价矿物为Cu、S，品位为1.74%、27.38%。金、银品位为0.97g/t、64.21g/t，可作为伴生金属回收，尽可能富集到计价系数较高的铜精矿中。铅、锌含量较，对精矿影响较小。
表2 中矿产品铜矿物连生情况
从表2 可知，扫选I 精矿与I 尾矿铜矿物单体解离度较，占28.64%、39.97%，主要与脉石、硫化物连生，表3 为中矿筛析化验结果。
筛析结果表明，中矿粒度偏细，-0.074mm 粒级比例占78.05%。+0.038mm 粒级产率为27.74%，铜品位较高，铜分配率达41.88%，这部分矿石中的铜与脉石、硫化物紧密连生，需通过再磨使这部分矿石中的铜实现单体解离，浮选加以回收。
2.2 磨矿介质
试验过程采用一台容积为6.25L 的Φ240mm×90mm 的球磨机进行磨矿，分别以金属球球和氧化铝研磨球为磨矿介质，金属球球、高铝球的物理性能如表4、表5 所示。
2.3 试法
本次试验主要是进行氧化铝研磨球代替金属球的可行性研究，参照武山铜矿现场工艺流程，预先筛分粒级为-0.038mm，筛上物用不同磨矿介质进行磨矿，磨矿产品经检查筛分，筛下物返回磨机再磨，合格粒级与预先分级的筛下物合并进行浮选试验。固定不同磨矿介质的磨矿细度为-0.074mm 占
90%，磨矿产品调浆至浓度为35%，加石灰调节pH=12.0，以MA-1+Mos-2 为浮选药剂经过一次粗选、两次扫选、两次，获得铜粗精矿、浮选中矿及铜尾矿。对磨矿产品进行筛析，分析不同磨矿介质下磨矿产品的粒度特性及对浮选行为的影响。
3 结果与讨论
3.1 氧化铝研磨球的充填率试验
参考生产实际，金属球充填率35%、球径（直径）12mm，等质量转换的氧化铝研磨球球径为15mm。有文献指出［5］，氧化铝研磨球所需充填率高于金属球。固定磨矿细度-0.074mm 90%，考察不同充填率下氧化铝研磨球磨矿产品粒度特征，试验结果见表6。
由表6 可知，当充填率较时，达到指定磨矿细度需要更长的磨矿时间，易使合格粒级产品发生过磨。随充填率从35% 增加至45%，磨矿产品微细粒级（-0.020mm）产率逐渐下降，过粉碎现象减缓。继续增加磨矿介质充填率，产品细度再次提高，表明磨矿介质充填率不宜过高，这与生产实际
一致，故确定氧化铝研磨球充填率为45%。
3.2 磨矿产品粒度分布特征
实验室采用同一磨机、不同磨矿介质对试样进行磨矿试验，磨矿参数：磨矿细度-0.074mm 90%、磨矿浓度50%、金属球、氧化铝研磨球的充填率分别35%、45%，不同磨矿介质的磨矿产品粒度分布特征分析结果见表7，磨矿产品粒度正累计结果见图1。
由图1 可知，在-0.074mm 90% 的磨矿细度下，金属球和氧化铝研磨球具有相似的粒度分布特征，表明两种不同磨矿介质具有相同的磨矿性能。对比磨矿产品粒度分布特征曲线，采用金属球作为磨矿介质磨矿产品粒度更细，主要原因在于钢球尺寸小、比重大，对矿石研磨作用更强，产生更多的次生矿泥。而氧化铝研磨球过粉碎现象较轻，磨矿性能优于金属球，有利于后续的浮选作业。
3.3 磨矿介质配比
球径半理论公式［6］是我国用来计算磨碎不同粒度矿石所需磨矿介质尺寸精确的公式，见公式1。
式中k—充填率，45% ；φ—内层球与外层球的球层半径比，0.508 ；R1 外层球层半径，95cm，则D0=173.44cm。中矿粒度分析结果显示矿石整体粒度偏细，+0.15mm 粒级占7.02%，表明中矿细磨适宜采用小尺寸的磨矿介质，以达到细磨的目的。以0.074mm、0.038mm 为基准，计算出适宜的磨矿介质球径。
从表 9 计算结果可看出，氧化铝研磨球适宜的球径为 Φ30mm、Φ15mm，根据粒级产率确定两 者配比 4∶1。为进一步验证磨矿介质配比计算结果， 进行了验证试验，药剂制度为 ：MA-1+Mos-2 用量 30+30g/t、松醇油用量 10g/t、调整剂 Ca(OH)2 用量 2500g/t，经一次粗选、两次空白的开路流程获 得铜精矿，试验结果见表 10。
从表 9 可知，随着磨矿介质配比（Φ30mm ： Φ15mm）增加，粗精矿产率逐渐增加，铜品位先 增加后下降。原因在于在磨矿介质配比较时，大 球径磨矿介质比例较小，对矿石磨剥作用较弱，细 粒级粒度比例较，部分铜矿物未得到单体解离。 随着配比增加，产生较多的磨矿细泥，降粗精矿 的铜品位。综合考虑指标，确定磨矿介质配比为 4:1， 此时铜精矿铜品位 26.51%、铜回收率 86.54%。
3.4 浮选试验研究
对金属球、氧化铝研磨球磨矿产品进行浮选试 验，考察不同磨矿介质对铜浮选的影响，试验流程 图见图 2，试验结果见表 11。
从表 10 可知，采用氧化铝研磨球作为磨矿介 质可获得更高产率的铜精矿，铜回收率从 94.19% 提高至 95.31%，硫品位及回收率小幅提高。矿石 中的金、银经浮选后出现一定的富集，采用氧化铝 研磨球替代金属球作为磨矿介质后，铜精矿中的 金回收率从 25.69% 下降至 23.52%，而银回收率从 52.98% 提高至 58.05%。综合考虑铜、金、银的价值，采用氧化铝研磨球替代金属球有利于浮选指标的提 高。
4 结论
（1） 武 山 铜 矿 中 矿 铜 品 位 1.74%， 硫 品 位 27.38%，铜矿物单体解离度较，主要与脉石、硫 化物连生。
（2）氧化铝研磨球与金属球作为磨矿介质有 相同的磨矿性能，金属球尺寸小、比重大，对矿 石研磨作用更强，在 -0.074mm 90% 细度下，两 者 -0.020mm 粒 级 产 率 分 别 为 60.49%、66.94%，
氧化铝研磨球磨矿产品过粉碎现象较轻。
