中低品位膠磷礦的選擇性磨碎試驗研究

鄢富坤*，肖慶飛，黎元龍，曾曉島，籍燁，蔡燦，易厚燕

（1.貴州甕安經(jīng)濟開發(fā)區(qū)管理委員會，貴州甕安，550400；2.昆明理工大學(xué)國土資源工程學(xué)院，云南昆明，650093）

中低品位膠磷礦的選擇性磨碎試驗研究

鄢富坤1*，肖慶飛2，黎元龍1，曾曉島1，籍燁1，蔡燦1，易厚燕1

（1.貴州甕安經(jīng)濟開發(fā)區(qū)管理委員會，貴州甕安，550400；2.昆明理工大學(xué)國土資源工程學(xué)院，云南昆明，650093）

我國礦產(chǎn)資源豐富，但其中中低品位磷礦所占比例較大。開展對中低品位膠磷礦的選擇性磨碎試驗研究，提高磨礦介質(zhì)在磨礦過程中的磨礦針對性，實現(xiàn)對資源的綜合、高效利用，是很有必要的。本試驗應(yīng)用段氏球徑半理論公式，對云南某地的中低品位膠磷礦開展選擇性磨碎試驗，取得了很好的選擇性磨碎作用。

中低品位膠磷礦；磨礦介質(zhì)

引言

我國磷資源豐富，但富礦資源比較少，除這部分富礦可直接深加工利用外，絕大部分礦石需經(jīng)選礦才能被利用。磷礦保有儲量中品位大于 30%的富礦僅占總儲量的7% ，幾乎都集中于云、貴、川、鄂。磷礦保有儲量的平均品位為16.85%，低于18%的儲量約占一半，易選礦少，難選膠磷礦多。這類礦石中有害雜質(zhì)的含量一般較高，礦石顆粒細，膠結(jié)共生普遍，嵌布緊密，開采難度大且選別較困難。沉積型磷塊巖(俗稱膠磷礦)占總貯量的70%，屬難選磷礦[1-5]，并且類型多，礦石性質(zhì)差異較大。這類礦石特點是礦層厚、品位較高、規(guī)模大，但因含磷礦物為氟碳磷灰石，其理論品位P2O5含量較低，且晶體極細，同時由細小晶體組合成的集合體中還含有數(shù)量不等、粒級不同的白云石等雜質(zhì)，因而要求入選粒度細，但是過細的磨礦粒度又會使磷礦石大量過粉碎，從而造成資源的浪費，這就對磨礦作業(yè)的選擇性有一個較高的要求，運用選擇性磨碎的方法[6-7]，增加磨礦介質(zhì)對礦物原料的匹配性，提高磨礦介質(zhì)的針對性，要求在保證有用礦物單體解離的基礎(chǔ)上，盡量降低磨不細級別和過粉碎級別的產(chǎn)率，一方面對磨機處理量和磨礦效果有促進作用，一方面又能減少介質(zhì)之間不必要的研磨和碰撞，降低鋼耗和能耗，對實際生產(chǎn)和理論研究都有十分重要的意義。

1 試樣性質(zhì)研究

本試驗研究礦樣來自于云南某磷礦浮選廠，在選廠全面取樣后，于室外用自然光將之晾干，并盡量挑出其中的非礦物原料類雜質(zhì)，分開放置于干燥陰涼處，特殊選定的表面平整大粗塊留作力學(xué)性質(zhì)研究分析，其余則留作磨礦試驗研究。

1.1 物理性質(zhì)研究

1.1.1 礦石容重研究

對所送表面平整代表性礦樣進行表面加工，測定礦石物理性質(zhì)

表1 礦石物理性質(zhì)

1.1.2 礦石抗壓強度研究

表2 礦石抗壓強度研究

1.2 化學(xué)性質(zhì)研究

表3 光譜分析結(jié)果

表4 多元素分析結(jié)果

表5 物相分析結(jié)果

礦物物相分析表明：膠磷礦為磷酸鹽礦物，占磷總量的絕大部分，膠磷礦是選礦回收的主要有用礦物，其它脈石礦物中 P2O5占磷總量的極少部分，而且，主要膠磷礦呈微細包體、機械夾雜分散在脈石礦物中，白云石、石英等礦物是選礦要盡量拋棄的。

（1）礦石的所含雜質(zhì)比較多，如MgO、CaO、SiO2等所占比例較大，占了60%以上，是屬于要重點脫除的脈石礦物，有用礦物以P2O5為主，嵌布粒度比較細，品位也較低，這就要盡量提高磨礦介質(zhì)對礦物原料的匹配性，既要求有用礦物的單體解離，又要盡量減少過粉碎級別的產(chǎn)率。

（2）磷礦石為中硬偏軟及韌性大的礦石。以抗壓強度計的硬度而論，f=8～16為中硬礦石，f＜8為軟礦石，試驗磷礦石7.11，隸屬于軟礦石范疇，為中硬偏軟型礦石。過去一直認為，礦石變硬了，生產(chǎn)率下降了，但礦石的韌性大卻是被忽視。試驗礦石的泊松比om高達0.34，屬韌性大的礦石。

2 給排礦粒度分析

2.1 磨機給礦粒度分析

對磨機給排礦試樣進行粒度分析，結(jié)果如表6：

表6 磨機給礦粒度分析

由上表結(jié)果看出，球磨機的給礦是比較細的，95%過篩的最大粒度確定也只有1.4mm，采用過大的磨礦介質(zhì)尺寸是不適宜的。磨機給礦中混雜的-200目達22.97%，說明分級效率不高，應(yīng)進一步提高分級效率。

2.2 磨機排礦粒度分析

對磨機給排礦試樣進行粒度分析，結(jié)果如表7：

表7 磨機排礦粒度分析

3 選擇性磨碎試驗研究

3.1 介質(zhì)尺寸研究

截至目前為止，段氏球徑半理論公式是國內(nèi)外計算球徑最精確的公式[8-12]：

將磨機工作條件參數(shù)代入球徑半理論公式：

考慮韌性大，Db值放大 10%，最后取

故取球磨最大球徑40mm，即給礦5mm時，最佳球徑40mm；給礦1mm時，最佳球徑30mm；給礦0.3mm時，最佳球徑25mm；給礦0.15mm時，最佳球徑20mm。

3.2 磨礦介質(zhì)磨碎效果研究

將計算結(jié)果用試驗驗證。

表8 磨礦介質(zhì)磨碎效果研究

試驗結(jié)果表明：隨球徑減小，雖然-0.028mm過磨及-0.01mm過粉碎有所減輕，但粗粒及磨不細級別產(chǎn)率逐漸增加。Φ40mm球為最佳球徑，它的-0.074mm及-0.1mm組級產(chǎn)率最高，磨不細最少。

依據(jù)球磨機給礦的粒度組成表，結(jié)合破碎統(tǒng)計力學(xué)，得出介質(zhì)優(yōu)化配比：Φ40:Φ30：Φ25:Φ20=15:25:40:20。再按照同等比例將鑄鐵段配一個混合段組，兩種混合介質(zhì)組在同等條件下進行對比磨碎，結(jié)果如下表所示：

表9 兩種混合介質(zhì)組在同等條件下進行對比磨碎結(jié)果

表10 綜合數(shù)據(jù)對比分析表

對比結(jié)果看出：（1）磨礦介質(zhì)制度優(yōu)化后，提高了磨礦過程的針對性和選擇性，與試驗前戒指制度相比較，鋼球組-0.074mm級別產(chǎn)率增加3.04%，過粉碎級別（-0.010mm）產(chǎn)率減少 18.07%，中間易選級別（0.10-0.028）產(chǎn)率增加4.83%；（2）混和鑄段組的產(chǎn)品粒度特性比混和球組的更好，-0.074mm級別產(chǎn)率增加35.24%，過粉碎級別（-0.010mm）產(chǎn)率減少 18.14%，中間易選級別（0.10-0.028）產(chǎn)率增加23.49%；

4 結(jié)束語

本試驗在對中低品位膠磷礦進行力學(xué)性質(zhì)研究和嵌布特征分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)磨機給礦的粒度特性，應(yīng)用段氏球徑半理論公式，對磨礦介質(zhì)制度進行優(yōu)化，達到過粉碎級別產(chǎn)率減少 18.07%，中間易選級別產(chǎn)率增加 4.83%的良好效果。同時，應(yīng)用新型細磨新介質(zhì)-鑄鐵段，在同等條件下，鑄鐵段的產(chǎn)品粒度特性比鋼球的好，過粉碎級別產(chǎn)率減少 0.07%，中間易選級別產(chǎn)率增加 18.66%，取得了很好的選擇性磨礦效果。

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Experimental Research on Selective Grinding of Medium and Low Grade Phosphate Rock

YAN Fukun1*,XIAO Qingfei2,LI Yuanlong1,ZENG Xiaodao1,JI Ye1,CAI Can1,YI Houyan1
（1.Guizhou Wengan Economic Development Zone Management Committee,Guizhou Wengan,550400,China; 2.Faculty of Land and resource Engineering,Kunming University of Science and Technology,Yunnan Kunming,650093,China）

China is abundant of mineral resources,and the proportion of middle and low grade phosphate rock is relatively large.It is necessary to carry out selective grinding test of medium and low grade phosphate rock to improve the grinding accuracy of grinding media in the process of grinding to be comprehensive and efficient utilization of resources.The application test of Duans half theory formula size on low grade phosphate rock in Yunnan province to carry out selective grinding test,has achieved good effect of grinding.

medium and low grade phosphate rock; grinding media

TP952

A

1672-9129(2017)04-0236-04

鄢富坤,肖慶飛,黎元龍,等.中低品位膠磷礦的選擇性磨碎試驗研究[J].數(shù)碼設(shè)計,2017,6(4):236-239.

Cite：YAN Fukun,XIAO Qingfei,LI Yuanlong,et al.Experimental Research on Selective Grinding of Medium and Low Grade Phosphate Rock[J].Peak Data Science,2017,6(4):236-239.

10.19551/j.cnki.issn1672-9129.2017.04.059