中關(guān)鐵礦球磨機(jī)磨礦介質(zhì)尺寸與配比試驗(yàn)

涂光富 郭 斌

(河北鋼鐵集團(tuán)沙河中關(guān)鐵礦有限公司)

球磨機(jī)內(nèi)磨礦介質(zhì)的尺寸與配比影響著球磨機(jī)的生產(chǎn)能力和磨礦產(chǎn)品的粒度特性。以中關(guān)鐵礦選礦廠為例，通過球磨機(jī)初裝球的精確化和補(bǔ)加球的科學(xué)化控制，有效改善磨礦產(chǎn)品質(zhì)量，從而提高整個(gè)選礦廠的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)。

1 礦石粒度特性

中關(guān)鐵礦選礦廠球磨機(jī)以鋼球或鋼段作為磨礦介質(zhì)，原礦粒度組成見表1，計(jì)算球磨機(jī)介質(zhì)尺寸時(shí)暫不考慮-0.074 mm粒級，入磨礦石粒度組成見表2。

表1 原礦粒度組成

表2 入磨礦石粒度組成

2 介質(zhì)尺寸計(jì)算

根據(jù)段氏半理論公式，計(jì)算球磨機(jī)介質(zhì)直徑[1]：

(1)

式中，Kc為綜合修正系數(shù);ψ為磨機(jī)轉(zhuǎn)速率,%；σp為礦石抗壓強(qiáng)度，MPa；ρc為磨礦介質(zhì)在礦漿中的有效密度，g/cm3；D0為介質(zhì)“中間縮聚層”直徑，cm。

計(jì)算中關(guān)鐵礦選礦廠球磨機(jī)介質(zhì)(高鉻介質(zhì))直徑時(shí)，對各參數(shù)進(jìn)行取值。

(1)Kc與原礦粒度d的對應(yīng)關(guān)系見表3。

表3 Kc與原礦粒度對應(yīng)關(guān)系

通過表3繪制Kc與原礦粒度d的關(guān)系曲線，并擬合函數(shù)關(guān)系：Kc=3.127d-0.432，擬合度較高，R2=0.975 6。

(2)球磨機(jī)轉(zhuǎn)速率ψ=75%。

(3)礦石抗壓強(qiáng)度σp= 52.18 MPa=521 800 g/cm2。

將上述參數(shù)和Kc=3.127d-0.432=3.127 代入式(1)計(jì)算球磨機(jī)介質(zhì)直徑：

Bb=14.47d0.568.

(2)

計(jì)算相應(yīng)礦石粒度d對應(yīng)球磨機(jī)介質(zhì)尺寸Bb，結(jié)果見表4。

表4 中關(guān)鐵礦球磨機(jī)介質(zhì)尺寸計(jì)算 mm

由表4可知，根據(jù)礦石粒度，可選擇φ60 mm鋼球和φ40 mm×50 mm、φ25 mm×20 mm鋼段3種磨礦介質(zhì)。

3 磨礦介質(zhì)配比試驗(yàn)

3.1 試驗(yàn)方法

以φ60 mm鋼球、φ40 mm×50 mm和φ25 mm×20 mm鋼段為磨礦介質(zhì)，采用全粒級礦石進(jìn)行不同磨礦介質(zhì)配比的磨礦試驗(yàn)。對磨礦產(chǎn)品進(jìn)行篩析，以磨礦產(chǎn)品中各粒級含量為考核指標(biāo)，考察不同磨礦介質(zhì)配比對磨礦效果的影響。磨礦產(chǎn)品篩分流程見圖1。

圖1 磨礦產(chǎn)品篩分流程

3.2 試驗(yàn)結(jié)果與討論

磨礦介質(zhì)配比試驗(yàn)礦樣質(zhì)量30 kg，采用φ460 mm×600 mm球磨機(jī)(有效容積100 L，介質(zhì)充填率31%，介質(zhì)質(zhì)量150 kg，磨礦濃度75%、磨礦時(shí)間15 min)進(jìn)行磨礦介質(zhì)配比試驗(yàn)。試驗(yàn)條件見表5，結(jié)果見表6。

表5 磨礦介質(zhì)配比條件

表6 不同配比方案的磨礦產(chǎn)品粒度產(chǎn)率

表6表明，隨φ25 mm×20 mm鋼段配比的增加，磨礦效果越來越好；φ60 mm鋼球和φ40 mm×50 mm、φ25 mm×20 mm鋼段質(zhì)量比為1∶1∶8時(shí)，磨礦效果最好，-0.074 mm粒級達(dá)到最高，為66.06%；繼續(xù)增加φ25 mm×20 mm鋼段配比，磨礦效果有所下降。隨φ25 mm×20 mm鋼段配比的增加，-0.038 mm粒級含量越來越小，過磨問題得到有效改善。

4 結(jié) 論

中關(guān)鐵礦原礦-0.074 mm粒級含量11.93%，根據(jù)段氏球磨機(jī)介質(zhì)直徑半理論公式計(jì)算中關(guān)鐵礦磨礦介質(zhì)最佳尺寸為φ60 mm鋼球和φ40 mm×50 mm、φ25 mm×20 mm鋼段；由磨礦介質(zhì)配比試驗(yàn)確定φ60 mm鋼球和φ40 mm×50 mm、φ25 mm×20 mm鋼段的質(zhì)量比為1∶1∶8，此時(shí)磨礦產(chǎn)品細(xì)度最大，-0.074 mm粒級占66.06%，且-0.038 mm粒級含量較小，過磨問題得到一定程度的改善。試驗(yàn)結(jié)果有助于實(shí)現(xiàn)球磨機(jī)初裝球的精確化和補(bǔ)加球的科學(xué)化，從而改善磨礦產(chǎn)品質(zhì)量、提高選礦廠經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)。