劉 慶,孫樹錦,陳艷濱,周燕祥,肖發(fā)愛
(1.西和縣中寶礦業(yè)有限公司,甘肅 隴南 742100;2.山東黃金礦業(yè)(沂南)有限公司,山東 臨沂 276300;3.山東黃金礦業(yè)(鑫匯)有限公司,山東 平度 266700;4.山東金創(chuàng)股份有限公司,山東 煙臺 265600;5.西和縣中寶礦業(yè)有限公司,甘肅 隴南 742100)
破碎和磨礦的方式成為各類金礦選廠主要的耗時工段,根據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)顯示,這兩個環(huán)節(jié)所耗費的能耗比例將高達(dá)70%-80%作用。隨著金礦開采的進(jìn)一步深入,金礦石品位下降,解離難度加大,為了能夠?qū)崿F(xiàn)金礦石樣本細(xì)磨或超細(xì)磨的效果,破磨成本增在逐年遞增。金礦業(yè)態(tài)需要實現(xiàn)更加成熟的氰化浸金效果,通過研究金礦的選冶技術(shù),業(yè)內(nèi)提出了“多碎少磨”的概念,為提高磨礦系統(tǒng)的處理能力、降低能源消耗提供理論指導(dǎo)[1]。
在“多碎少磨”的原則指導(dǎo)之下,金礦企業(yè)致力于改進(jìn)磨礦系統(tǒng)的處理能力,為了能夠降低黃金企業(yè)不必要的能耗,在金礦石的選礦中優(yōu)先考慮高壓輥磨機(jī),這種金礦石的破碎方式是一種值得優(yōu)先考慮的路徑,這是因為其單位破碎能耗低,而且具有較大容量的處理能力。而且高壓輥磨機(jī)占地面積不大,所利用的鋼耗總量不大。常常被用作是貴重金屬、有色金屬金屬礦石的常用粉碎設(shè)備。采礦企業(yè)將高壓輥磨機(jī)作為精礦細(xì)磨設(shè)備,該設(shè)備與輥破碎機(jī)相比,高壓輥磨機(jī)產(chǎn)品中小于0.074mm含量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于10%,Bond球磨指數(shù)下降約為每噸3.1kwH。通過比較高壓輥磨機(jī)與對輥破碎機(jī)兩種不同的破碎方法,把不同的金礦石破碎后氰化浸出,所得出的礦物解離效果體現(xiàn)了高壓輥磨機(jī)明顯增加的金解離度,高壓輥磨機(jī)的平均金浸出率可提高7.7%~10.7%左右。通過多種不同的破碎方式實驗,研究人員嘗試將產(chǎn)品細(xì)磨后,再次進(jìn)行浸出試驗,觀察金礦石礦物單體解離度和產(chǎn)品微裂紋,認(rèn)為對于低品位金礦石來說,采用常規(guī)顎式破碎機(jī)和不同輥面壓力的高壓輥磨機(jī),粉碎處理后的物料特性存在著差異。因此,通過實驗,對比破碎方式與低品位金礦石的全泥氰化浸出效果,可分析其浸出影響機(jī)理[2]。
原試樣的產(chǎn)出地是某地礦區(qū)礦石中的金屬礦物質(zhì),其中還會有少量的銅藍(lán)和藍(lán)輝銅礦。礦石中的脈石礦物主要的成分是石英石礦物、明礬石等,含有高容量的二氧化硅,SiO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為92%左右,直接影響了脈石礦物的材料成分。礦石內(nèi)的含泥量高,有用礦物金的含量,約為0.34g/t。一般金礦物的形式為顆粒金,通過氰化浸出方法可處理提取金元素。對于實驗試樣采用不同方式的鄂式破碎機(jī),其型號分別為:PEX-150*250、XPC-60*100,這兩種不同型號的顎式破碎機(jī),采用20mm圓孔篩組成閉路破碎流程,實現(xiàn)粗碎和中碎兩種不同的破碎效果。然后再使用高壓輥磨機(jī)進(jìn)行全開路細(xì)碎破碎。在實驗中采用的高壓輥模機(jī)型號為:CLM-25-10,這個類型的高壓輥磨機(jī)能與PEF-60*100顎式破碎機(jī)實現(xiàn)組合式的實驗操作,對于礦石進(jìn)行全開路細(xì)碎,其中高壓輥磨機(jī)的輥面壓力提供為:3.5Nmm2或5.5N/mm2,工作輥間距為4-7mm左右,輥子轉(zhuǎn)速每秒鐘達(dá)到0.4m,轉(zhuǎn)速適中[3]。
顎式破碎機(jī)排礦口寬度與高壓輥磨機(jī)的雙輥間距相同,破碎產(chǎn)品小于0.15mm,其顆粒級別能夠作為全泥氰化物試劑樣品的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。在破碎產(chǎn)品中,實驗試劑使用全泥氫化浸出實驗,在3L進(jìn)出攪拌槽內(nèi)進(jìn)行實驗結(jié)果的攪拌混合。這樣做是為了能夠加入部分水量,調(diào)整礦漿濃度進(jìn)行過濾實驗。具體的做法是分別提取200g左右的全泥氰化浸出粉碎顆粒試驗樣品,借助不同的粉碎方式取得試驗樣品后,放到攪拌槽內(nèi),加入一定量的水,得到合適礦漿濃度后,采用石灰調(diào)整酸堿值,當(dāng)pH值達(dá)到10.5-11左右的時候再加入濃度為10%的NaCN溶液。實驗的過程使用JJ-1精密增力電動調(diào)速攪拌器,最終攪拌浸出效果樣品可以經(jīng)過一段時間的比較,對比之后得到實驗結(jié)論數(shù)據(jù)。通過分析這一實驗數(shù)據(jù)采用浸出完成后的過濾富液化驗,按照渣樣清洗三次烘干制樣就可以得出送檢結(jié)論。這一實驗過程嚴(yán)格按照鄂式破碎機(jī)和高壓輥磨機(jī)的配合結(jié)果,采用不同的顆粒篩選分析,實現(xiàn)粒度篩分分析最終比較結(jié)論,按照實驗送檢樣品的結(jié)果得出實驗數(shù)據(jù),并分析實驗結(jié)果。
本實驗對于破碎產(chǎn)品的粒度進(jìn)行篩分比較,分析其不同破碎狀態(tài)下的粒度特征。借助高壓輥磨機(jī)和常規(guī)顎式破碎機(jī),采用三種不同的開路破碎方式對于其產(chǎn)品進(jìn)行力篩分分析,其結(jié)果分析如下:
當(dāng)輥面壓力為3.5N/mm2時,此時的高壓輥磨機(jī)粉碎產(chǎn)品小于0.15mm的細(xì)粒級含量,較常規(guī)鄂式破碎機(jī)產(chǎn)品高出9.35%,這說明該實驗樣品的綜合細(xì)粒成分含量較高。而高壓輥磨機(jī)粉碎產(chǎn)品小于0.074mm立級的含量增加了約7.26%單位,該實驗樣品的綜合細(xì)粒成分比較適中。使用高壓輥磨機(jī),將其滾面壓力增大到5.5N/mm2時,雙輥對礦石的作用力均加大,粗顆粒的進(jìn)一步破碎效果,產(chǎn)品中的細(xì)粒級別含量隨著顯著增加,可為下一步描述破碎產(chǎn)品的粒度特性提供算法依據(jù)。
最常使用的算法是加權(quán)算法,以D作為加權(quán)平均粒度,單位為毫米。以K 作為偏差系數(shù),數(shù)據(jù)為為百分?jǐn)?shù)。以wi作為各個粒級質(zhì)量分?jǐn)?shù),數(shù)據(jù)為百分?jǐn)?shù)。以di為各個粒級平均直徑單位為毫米。數(shù)據(jù)中還會含有標(biāo)準(zhǔn)差,借助基本公式,利用標(biāo)準(zhǔn)差計算偏差系數(shù)含量:
根據(jù)計算公式,計算得出常規(guī)顎式破碎產(chǎn)品平均粒度,Dc=3.91mm,這一粒度數(shù)值體現(xiàn)的是兩種不同的輥面壓力,分別在3.5N/mm2時和5.5N/mm2時,輥磨產(chǎn)品的平均粒度為Dm=2.99mm和Dh=2.69mm。這兩種不同的平均粒度顯示出了破碎粒度典型的不同,并且根據(jù)常用算式計算得出常規(guī)二式破碎機(jī)的偏差系數(shù):Kc=90.27%。對比兩種不同壓力之下的高壓輥磨機(jī)產(chǎn)品,可發(fā)現(xiàn)其偏差系數(shù)的范圍值大概在16.48%~19.567%之間。經(jīng)過高壓輥磨機(jī)破碎之后,其產(chǎn)品的細(xì)粒級別含量明顯提升,顆粒尺寸集中在細(xì)粒級別和中間粒級別之間,如果調(diào)整輥面壓力,使其壓力逐漸增大,那么破碎產(chǎn)品的偏差系數(shù)將逐漸減小,物料將獲得更好的均勻度。當(dāng)?shù)V物質(zhì)粉碎之后,其顆粒性質(zhì)和粒度大小有直接的對應(yīng)關(guān)系,試驗樣品中黃金的含量分布主要在0.038mm和0.045~0.074mm的微細(xì)粒部分,當(dāng)粒度越來越細(xì),那么黃金的浸出效果更好,這說明高壓輥磨機(jī)的破碎效果更好,破碎效率更高。
當(dāng)高壓輥磨機(jī)內(nèi)的礦物顆粒受到來自于多個方向各方面顆粒的擠壓,將會產(chǎn)生擠壓應(yīng)力,從理論上來說,產(chǎn)生的單位體積擠壓應(yīng)力形變更加豐富,這進(jìn)一步描述了破碎方式對于顆粒產(chǎn)品所產(chǎn)生的應(yīng)力形變效果,如果選擇不同模式方式下不同粒級的產(chǎn)品,那么測定粒級下產(chǎn)品的BET比表面積和BJH孔隙度差異,就可以表征顆粒內(nèi)部的性質(zhì)。這種測定和觀察的目的主要是為了能夠獲得關(guān)于金浸出量細(xì)觀的信息,對比常規(guī)的破碎產(chǎn)品效果比較表面積和孔隙度的測定結(jié)果,最終得出高壓輥磨機(jī)產(chǎn)品的平均BET數(shù)值為1.24m2/g和1.52m2/g,同樣的經(jīng)過測算,可以發(fā)現(xiàn),這種破碎方式明顯優(yōu)于常規(guī)顎式破碎機(jī)產(chǎn)品,其優(yōu)化率約為24.50%和51.40%。破碎顆粒的粒級一般集中在0.038mm~0.074mm,表面積明顯增加,輥磨產(chǎn)品顆粒表面粗糙,內(nèi)部裂紋更加豐富,粒度更細(xì)[4]。
綜上所述,使用高壓輥磨機(jī)與常規(guī)顎式破碎機(jī)相比,高壓輥磨機(jī)的破碎比更大,破碎效率更高,粉碎產(chǎn)品的細(xì)粒級含量較高,在小于0.074mm情況下,粒級含量可高出約7.25%。整體粒級分布均勻性處于中等水平,隨著輥面壓力增大,立即分布均勻性將逐漸轉(zhuǎn)好。對比實驗顯示兩種不同破碎方式下,小于0.15mm細(xì)粒級產(chǎn)品的全泥氰化浸出效果表明了,經(jīng)過高壓輥磨機(jī)處理之后,其金元素的浸出率將更高,比常規(guī)顎破產(chǎn)品的浸出率可提高,約3.8%-6.6%之間,浸出劑節(jié)約量約為10%左右,可達(dá)到降耗增效的浸出目標(biāo)。