淺談超細(xì)攪拌磨在選礦中的應(yīng)用

李 偉

（河北鋼鐵集團(tuán)灤縣司家營鐵礦有限公司，河北 唐山 063700）

進(jìn)入21世紀(jì)以來，我國綜合國力正在不斷上升，亦帶動(dòng)了礦產(chǎn)開發(fā)事業(yè)的飛速發(fā)展與轉(zhuǎn)型升級，在這種情況下，礦石資源在不斷被消耗，作為一類寶貴的不可再生資源，如若未能在選礦工作中融合更加綠色節(jié)約化的思路，則勢必將影響礦山的可持續(xù)發(fā)展。因此緣故，必須要將選礦工藝進(jìn)行細(xì)致化，確保尾礦能夠得到充分的開發(fā)利用。如下，筆者將根據(jù)自身多年來相關(guān)的礦山工作管理實(shí)踐，首先簡要概述攪拌磨機(jī)的工作原理，分析攪拌磨的科學(xué)分類及特點(diǎn)，并在此基礎(chǔ)上從黑色金屬礦選、有色金屬框選、貴金屬框選幾個(gè)方面入手，分別探究超細(xì)攪拌磨在選礦中的應(yīng)用。

1 攪拌磨機(jī)工作原理

實(shí)際上，攪拌磨本身是一類帶有研磨介質(zhì)的磨機(jī)，一般情況都被稱之為“攪拌式研磨機(jī)”。攪拌磨主要由攪拌裝置、機(jī)架、筒體以及傳動(dòng)裝置構(gòu)成，其原理是利用攪拌軸來完成旋轉(zhuǎn)、提升，將筒體內(nèi)充填的礦介質(zhì)進(jìn)行攪動(dòng)，促使內(nèi)部發(fā)生自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和循環(huán)運(yùn)動(dòng)。此時(shí)，攪拌磨內(nèi)的各類研磨物料會(huì)受到擠壓、剪切、磨剝等沖擊作用，最終在不規(guī)則互相撞擊的情況下完成選礦工序。攪拌磨機(jī)在當(dāng)前礦產(chǎn)生產(chǎn)中起著十分重要的作用，利用率高，排料所產(chǎn)生的新生比表面積大，在我國很多礦產(chǎn)地區(qū)都受到青睞。

2 攪拌磨的分類及特點(diǎn)

2.1 間歇式攪拌磨

間歇式攪拌磨的核心是由循環(huán)卸料、筒體以及攪拌器組裝形成。其中，循環(huán)卸料裝置不僅能夠保障物料在研磨進(jìn)程中進(jìn)行混合循環(huán)，同時(shí)還能夠保障產(chǎn)品在特定時(shí)間內(nèi)排出。此類攪拌磨的應(yīng)用范圍主要集中在粉末冶金、陶瓷、電子材料等相關(guān)行業(yè)。一旦配備了多臺(tái)攪拌磨或者大容積循環(huán)罐，還可以分別用作連續(xù)磨礦與循環(huán)磨礦。

2.2 循環(huán)式攪拌磨

循環(huán)式攪拌磨本身的特點(diǎn)是循環(huán)罐容積大，筒體直徑較小，而且筒體上方區(qū)域還裝置了濾網(wǎng)。在實(shí)際工作中會(huì)發(fā)現(xiàn)物料可以在循環(huán)罐以及筒體之中完成快速循環(huán)，一直到所選礦產(chǎn)品能夠滿足粒度要求。此類攪拌磨的特色是能夠?qū)⒌V漿連續(xù)并快速的通過研磨濾網(wǎng)層與介質(zhì)層，確保及時(shí)排出的細(xì)粒產(chǎn)品滿足要求。其次，循環(huán)式攪拌磨還可以有效避免由于過磨而發(fā)生的分體聚集，工作效率非常出眾。其次。另外一方面，循環(huán)罐自身又具備分散與混合功能，因此只需要在工作時(shí)加入適量分散劑即可。因?yàn)榈V漿在研磨過程中停留時(shí)間比較短，所以從循環(huán)筒內(nèi)不需要再額外安裝冷卻裝置，具備加高的節(jié)能性。

2.3 連續(xù)式攪拌磨

通常情況下，連續(xù)式攪拌磨都采用的是圓盤式攪拌器，其工作流程首先由礦漿物料給筒體下部區(qū)域的料口泵進(jìn)入筒體，然后在高速攪動(dòng)磨礦介質(zhì)的沖擊、剪切以及擠壓作用下迫使物料被粉碎，這樣粉碎后的細(xì)粒漿就可以經(jīng)過從出料口上方溢流口排出。將控制給料速度進(jìn)行合理控制，就可以合理優(yōu)化物料在筒體內(nèi)部的停留時(shí)長，若給料速度比較慢，則停留時(shí)間越長，產(chǎn)品粒度就可以控制的更細(xì)，反之則時(shí)間越長，控制細(xì)粒度較粗。此類攪拌磨不僅可作單機(jī)使用，同時(shí)還可以完成多級串聯(lián)。需要注意的是，在多級串聯(lián)工作進(jìn)程中，研磨介質(zhì)尺寸是遵從由大到小的順序開展，產(chǎn)品細(xì)粒則是由粗到細(xì)。

2.4 塔式磨

濕式塔式磨的結(jié)構(gòu)主要由直圓筒的機(jī)體和水力分級機(jī)構(gòu)成，機(jī)體內(nèi)充填研磨介質(zhì)，物料在螺旋旋轉(zhuǎn)翻動(dòng)的磨礦介質(zhì)的沖擊、剪切和物料顆粒的相互摩擦作用下被粉碎。粉碎后的物料由機(jī)體溢流進(jìn)入水力分級機(jī)，在分級機(jī)作用下，粗顆粒沉向下方，通過管道被泥漿泵吸入并返回機(jī)體再磨，水力分級機(jī)的溢流即為細(xì)粒級產(chǎn)品。塔式磨除了有濕式機(jī)型外，還有干式機(jī)型，其結(jié)構(gòu)與濕式磨基本相同，只是用旋風(fēng)分離器代替了水力分級機(jī)，用鼓風(fēng)機(jī)代替了泥漿泵。該機(jī)特點(diǎn)是：中低速、較高的介質(zhì)充填高度、能量利用率高。但是該機(jī)筒體太高，維護(hù)和檢修不太方便。

2.5 環(huán)隙攪拌磨

環(huán)隙攪拌磨主要由圓錐形固定研磨容器及圓錐形轉(zhuǎn)環(huán)組成，外帶冷卻加套的定子和帶冷卻腔的轉(zhuǎn)子構(gòu)成研磨縫隙，在縫隙內(nèi)裝滿研磨介質(zhì)。介質(zhì)與研磨后漿料的分離采用動(dòng)態(tài)縫隙分離器，它由轉(zhuǎn)子環(huán)與定子環(huán)組成。工作時(shí)漿料由下部加料管在泵的推動(dòng)下連續(xù)加入，研磨后的漿料經(jīng)分離介質(zhì)后由上部出料管溢流排出。這種磨機(jī)的特點(diǎn)是利用錐形體構(gòu)成縫隙式的研磨區(qū)，解決了能量密度不均勻問題，能量密度大、產(chǎn)品粒度細(xì)且分布均勻；但是有效容積小，設(shè)備大型化困難，僅限于一些精細(xì)陶瓷、磨料和特種油墨及涂料等精加工行業(yè)中應(yīng)用。

3 超細(xì)攪拌磨在選礦中的應(yīng)用

3.1 干、濕式攪拌磨

就我國目前情況而言，類似濕式攪拌磨為主的應(yīng)用模式，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到涂料、微生物、化工以及陶瓷等相關(guān)行業(yè)，利用濕式攪拌磨能夠同時(shí)完成物料萃取、粉碎與浸出。而干式叫攪拌磨主要借助的是鼓風(fēng)機(jī)與旋風(fēng)分離器來完成產(chǎn)品粉碎與分級處理。后者在進(jìn)行超細(xì)料粉碎時(shí)，會(huì)受到顆粒度的影響，此時(shí)表面會(huì)發(fā)生劇增，自發(fā)團(tuán)聚現(xiàn)象將明顯加劇。另外一方面，受到?jīng)_擊與連續(xù)剪切力的影響，對應(yīng)筒體內(nèi)溫度將提高，熱量容易急劇升高，最終導(dǎo)致磨礦效率下降?？梢耘袛?，干式攪拌磨在工作中需要設(shè)置配套的冷卻裝置，主要用途集中在白云石、滑石以及石灰石等非金屬礦的超細(xì)粉碎處理中。

3.2 國產(chǎn)攪拌磨應(yīng)用進(jìn)程

國內(nèi)超細(xì)攪拌磨的研制，早在20世紀(jì)70年代便已開始，到目前為止已經(jīng)發(fā)展了將近40多年的時(shí)間，已經(jīng)取得了頗為顯著的成績。到80年代初期，各地區(qū)礦山技術(shù)研究人員不斷改進(jìn)，已經(jīng)在化工、金屬礦、涂料以及非金屬礦等各個(gè)領(lǐng)域開展了廣泛應(yīng)用。攪拌磨應(yīng)用進(jìn)程發(fā)展到20世紀(jì)90年代，逐步研究出了一種名為“GJM1000”型干式連續(xù)攪拌磨、“SJM1500”型濕式攪拌磨以及“LQM300”立式離心自磨機(jī)。諸如此類的超細(xì)攪拌磨的研發(fā)，不僅從根本上提高了礦產(chǎn)生產(chǎn)力，產(chǎn)品細(xì)度甚至可以控制到0.1um～3um。

3.3 實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用

超細(xì)攪拌磨在我國實(shí)際的生產(chǎn)應(yīng)用中，已經(jīng)有礦產(chǎn)地區(qū)可以將精礦含鐵率控制在38.05%以內(nèi)，細(xì)度控制為-0074m占70%。應(yīng)用的主要金屬礦物包括赤鐵礦、黃鐵礦、白鎢礦、褐鐵礦、磁鐵礦等，涉及到的主要脈石礦物包括石榴石、石英、螢石、角閃石等，同時(shí)還包含少量黏土、云母、陽起石等。利用研磨到分級再到磁選的工藝流程，早期以臥室球磨機(jī)作為主要模式，發(fā)現(xiàn)無法滿足生產(chǎn)需求。直到應(yīng)用超細(xì)攪拌磨這種技術(shù)模式之后，再摸細(xì)度已到-38um95.1%，鐵精品礦達(dá)到65.20%。另外一方面，根據(jù)當(dāng)前某礦區(qū)專門針對鋅礦所發(fā)生的由于脫泥作業(yè)而引發(fā)的大量鋅損失問題，最終應(yīng)用攪拌磨來進(jìn)行碎磨流程改造，總體來看經(jīng)過攪拌磨作業(yè)之后的產(chǎn)品粒度分布更窄，證明產(chǎn)品質(zhì)量更高，也更易于浮選，說明超細(xì)攪拌磨可以降低次生礦泥有很好的應(yīng)用前景。

4 結(jié)語

綜上所述，本文主要結(jié)合了筆者自身多年來相關(guān)的礦山工作管理實(shí)踐，首先簡要概述攪拌磨機(jī)的工作原理，分析攪拌磨的科學(xué)分類及特點(diǎn)，并在此基礎(chǔ)上從黑色金屬礦選、有色金屬框選、貴金屬框選幾個(gè)方面入手，分別探究超細(xì)攪拌磨在選礦中的應(yīng)用。隨著人們礦產(chǎn)需求量的不斷飆升，未來鐵礦事業(yè)必將承受越來越重的開采與選礦工作壓力，為了進(jìn)一步強(qiáng)化選礦科學(xué)體系，相關(guān)礦山管理人員必須從自身出發(fā)，用更具前瞻性的角度來推進(jìn)超細(xì)攪拌磨的應(yīng)用，必要時(shí)甚至可以從國外某些選礦案例中汲取成功經(jīng)驗(yàn)，以此來提高經(jīng)濟(jì)效益，降低生產(chǎn)成本，保障礦山建設(shè)事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。