現(xiàn)階段磨礦介質(zhì)的研究進(jìn)展及發(fā)展方向

鄢富坤，蔡燦，黎元龍，曾曉島

現(xiàn)階段磨礦介質(zhì)的研究進(jìn)展及發(fā)展方向

鄢富坤，蔡燦，黎元龍，曾曉島

（貴州甕安經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)管理委員會(huì)，貴州甕安，550400）

我國(guó)礦產(chǎn)資源豐富，但富礦資源比較少，要通過(guò)磨礦作業(yè)來(lái)將有用礦物和脈石礦物充分解離并達(dá)到合適的選別粒度。開(kāi)展對(duì)礦介質(zhì)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)研究，提高磨礦作業(yè)中磨礦介質(zhì)與礦物原料的匹配性，提高磨礦介質(zhì)的針對(duì)性，對(duì)實(shí)現(xiàn)對(duì)資源的綜合、高效利用，是很有必要的。

資源；磨礦；磨礦介質(zhì)；發(fā)展趨勢(shì)

前言

我國(guó)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)破碎選別才能被利用。大多數(shù)礦石中的有用礦物和脈石礦物常常緊密連生在一起，須進(jìn)一步通過(guò)加工處理后才能加以利用，而將有用礦物和脈石礦物充分解離并達(dá)到合適的選別粒度，通常又是通過(guò)磨礦作業(yè)來(lái)完成的，其中由于磨機(jī)的磨礦作業(yè)都是靠運(yùn)動(dòng)的磨礦介質(zhì)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。隨著人類(lèi)對(duì)礦產(chǎn)資源的進(jìn)一步開(kāi)采和利用，富礦資源日益減少，礦石的貧、細(xì)、雜問(wèn)題也日益凸顯，針對(duì)此情況展開(kāi)磨礦介質(zhì)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)研究，提高磨礦作業(yè)中磨礦介質(zhì)與礦物原料的匹配性，提高磨礦介質(zhì)的針對(duì)性，，對(duì)實(shí)際生產(chǎn)和理論研究都有十分重要的意義[1-3]。

1 現(xiàn)階段磨礦介質(zhì)的進(jìn)展

1.1 圓錐柱形介質(zhì)

圖1 圓錐柱形磨礦介

波蘭科沙林學(xué)者Tadeusz等通過(guò)大量的試驗(yàn)研究，發(fā)明了一種介質(zhì)雙面運(yùn)動(dòng)的新型選擇性磨礦方式，可以很大程度上提高磨礦效率；Doering國(guó)際公司研制的Cylpebs磨礦介質(zhì)（圓錐柱形介質(zhì)）、Donhad公司生產(chǎn)的Powerpebs磨礦介質(zhì)（長(zhǎng)柱狀磨礦介質(zhì)）、法國(guó)Wheelabrator Allevard Enterprise公司制造的Millpebs磨礦介質(zhì)（鋼砂拋丸磨礦介質(zhì)），并且取得了很好的選擇性磨碎效果[4-6]。

1.2 凹形球介質(zhì)

F·L·馮克魯格爾在前人對(duì)圓柱、圓錐、立方體和六棱柱等形狀的基礎(chǔ)上，通過(guò)大量的科學(xué)實(shí)驗(yàn)和長(zhǎng)期研究，最后發(fā)現(xiàn)使用一種帶有部分凹形球介質(zhì)，這種磨礦介質(zhì)與普通球相比，它的比表面積更大，因此磨礦效率也較高，另一方面，由凹形面和凸形面接觸產(chǎn)生的磨礦選擇性提高了，與棒磨機(jī)中棒的作用類(lèi)似，大顆粒保護(hù)了小顆粒[7-10]。

圖2 兩種類(lèi)型的凹形磨礦介質(zhì)

通過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，采用較粗的給料時(shí)，無(wú)論凹形磨礦介質(zhì)面積占全部介質(zhì)的比例如何，在37μm到150μm的范圍內(nèi)，產(chǎn)品都比較細(xì)，從而證實(shí)了磨礦的選擇性作用。

1.3 短柱形介質(zhì)

在國(guó)內(nèi)，昆明理工大學(xué)的段希祥教授在李啟衡教授等前人的基礎(chǔ)上，提出了精確化裝補(bǔ)介質(zhì)的方法及計(jì)算公式，而且從磨礦介質(zhì)的形狀入手，提出短柱形小尺寸介質(zhì)既在轉(zhuǎn)動(dòng)性能方面有所改善，比表面積也較大，作業(yè)時(shí)有短線(xiàn)接觸的破碎作用特性，產(chǎn)品粒度特性均勻及過(guò)粉碎輕，是一種適宜于細(xì)磨的介質(zhì)形狀。通過(guò)在云南、貴州、河南、江西、甘肅等地眾多選廠的應(yīng)用研究，都取得了令人比較滿(mǎn)意的效果[11-12]。

圖3 短柱形介質(zhì)結(jié)構(gòu)示意圖

1.4 膠囊球介質(zhì)

近階段出現(xiàn)一種新型的磨礦介質(zhì)，因形似膠囊，所以被稱(chēng)為膠囊球磨礦介質(zhì)。它有較大的比表面積，而且能靈活級(jí)配，集圓形磨球、圓柱形磨棒的優(yōu)點(diǎn)于一身，既有磨球效能中的點(diǎn)與點(diǎn)接觸，又有鋼棒效能中的線(xiàn)與線(xiàn)接觸，為一種高效率的磨礦新介質(zhì)。這種新型的膠囊球研磨介質(zhì)的結(jié)構(gòu)特征在于膠囊球中部為腰鼓型的兩大端相接的圓錐臺(tái)，兩段部為光滑相連的小半球面。膠囊球的總長(zhǎng)度L約等于1～3.5倍小半球面底部直徑D；小半球面的球面半徑R等于0.4～1.2的小半球面底部直徑D；腰鼓形的兩相連圓錐臺(tái)長(zhǎng)度H等于1～2.5小半球面底部直徑D，其圓錐臺(tái)錐度1：a為1:50。通過(guò)試用證明，這種新介質(zhì)一方面能夠提高磨機(jī)的粉碎能力，降低研磨介質(zhì)的消耗；另一方面，適當(dāng)?shù)匮娱L(zhǎng)了研磨體本身的使用壽命。所以，基于以上的這些優(yōu)點(diǎn)，國(guó)內(nèi)已經(jīng)出現(xiàn)部分廠家現(xiàn)在生產(chǎn)出了多種規(guī)格的膠囊球，被廣大實(shí)際生產(chǎn)單位所喜愛(ài)。

圖4 膠囊球結(jié)構(gòu)示意圖

2 磨礦介質(zhì)的發(fā)展方向

新型磨礦介質(zhì)部分已經(jīng)成功應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)中，主要服務(wù)于化工、建材、制藥等方面行業(yè)，取得了很好的效果。從研究細(xì)磨的運(yùn)動(dòng)形式來(lái)看，細(xì)磨下應(yīng)放棄強(qiáng)烈沖擊的作用，主要采用磨剝作用，再輔以輕微沖擊作用，這樣才有好的效果。所以，昆明理工大學(xué)的段希祥教授提出采用硬而耐磨的介質(zhì)材料，研究顯示，新型細(xì)磨介質(zhì)耐磨鑄鐵段，不僅生產(chǎn)率高，過(guò)粉碎輕，而且磨礦產(chǎn)品單體解離度高，選別指標(biāo)好，磨礦綜合成本低，全面改善了細(xì)磨及選別過(guò)程。所以，耐磨鑄鐵段應(yīng)是新型細(xì)磨介質(zhì)材質(zhì)的較佳選擇。隨著磨礦介質(zhì)的發(fā)展，將材料科學(xué)與新型磨礦介質(zhì)的研發(fā)應(yīng)用相結(jié)合，有很廣闊的前景。

3 結(jié)語(yǔ)

（1）現(xiàn)在普通使用的圓形磨礦介質(zhì)，存在著貫穿力較強(qiáng)，容易過(guò)粉碎、產(chǎn)品粒度不均勻等問(wèn)題，造成磨礦作業(yè)的能耗和鋼耗較高情況。

（2）新型磨礦介質(zhì)從形狀入手，增加了磨礦介質(zhì)的作業(yè)選擇性，并在實(shí)際生產(chǎn)中取得了很好的效果。

（3）磨礦介質(zhì)的發(fā)展方向，主要集中在增加磨礦選擇性、針對(duì)性的同時(shí)，提高介質(zhì)耐磨耐損性能，達(dá)到提質(zhì)增效的效果。

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Research progress and development direction of grinding media at this stage

Fukun Yan，Can Cai，Yuanlong Li，Xiaodao Zeng

（Guizhou Wengan Economic Development Zone Management Committee, Wengan,550400）

China is abundant of mineral resources, but High-grade ore resources are relatively Less content. It is necessary to fully dissociate useful minerals and gangue minerals through grinding operations and achieve appropriate separation size. It is necessary to carry out research development trend of ore medium, improve the matching between grinding medium and mineral raw materials in grinding operation, and improve the pertinence of grinding medium, so as to realize the comprehensive and efficient utilization of resources at present situation .

Resources; grinding; grinding media; development trend

10.19551/j.cnki.issn1672-9129.2019.03.023

TD453

A

1672-9129(2019)03-0066-03

鄢富坤，男，碩士研究生,化工高級(jí)工程師。E-mail：zgbjyy1234@126.com