立式搅拌磨、砾磨实验与工业应用

1、1立式搅拌磨新型磨矿介质研究立式搅拌磨新型磨矿介质研究吴彩斌教授、博士吴彩斌教授、博士江西理工大学江西理工大学江西省矿业工程重点实验室江西省矿业工程重点实验室 20162016年年5 5月月21-2221-22日日2016全国选矿前沿技术会议全国选矿前沿技术会议2汇报提纲汇报提纲一、研究背景一、研究背景二、顽石可磨性能二、顽石可磨性能三、顽石磨矿实验室试验三、顽石磨矿实验室试验四、顽石磨矿工业试验四、顽石磨矿工业试验五、经济效益分析五、经济效益分析3一、研究背景一、研究背景l1、立式搅拌磨的用途、立式搅拌磨的用途又称塔式磨粗精矿再磨：铜、铁中矿再磨：4一、研究背景一、研究背景l2、立磨机的装补

2、球制度、立磨机的装补球制度磨矿介质：锻钢球钢球尺寸：25:20:15=5:4:1补加球采用25mm钢球单耗按0.2kg/t原矿添加再磨细度：-45m80%钢球不能被排出选矿厂在钢球添加方面做了许多努力！ 5一、研究背景一、研究背景 寻求可替代钢球的立磨机惰性介质！寻求可替代钢球的立磨机惰性介质！l3 3、问题分析、问题分析每天消耗1.3t,钢球成本高铁质污染，降低有用矿物表面选择性，造成回收率降低；钢球失圆率大，影响磨矿细度；再磨过程次生细泥多，影响精矿过滤6l 解决两个问题？顽石的硬度如何？顽石是否适应磨矿？自磨有何规律？二、顽石可磨性能二、顽石可磨性能 1 1、顽石来源：、顽石来源：半自磨

3、机排矿半自磨机排矿u 光滑，近椭圆形、光滑，近椭圆形、棱形，比表面积大棱形，比表面积大7 顽石分级：u 1020mmu 2030mmu 3040mmu 4050mmu 50mmRMT-150C型试验机型试验机二、顽石可磨性能二、顽石可磨性能l 2、顽石的力学性能测定二、顽石可磨性能二、顽石可磨性能8顽石大小/mm抗压强度/kg/cm2抗压强度/Mpa普氏硬度f1020303.067 30.31 3.03 2030241.592 24.16 2.42 3040279.756 27.98 2.80 4050237.715 23.77 2.38 50149.788 14.98 1.50 顽石f值为4

4、以下，有一定硬度。顽石越大，硬度越低！l 3、顽石压力测定结果二、顽石可磨性能二、顽石可磨性能9实验室实验室10L立磨机立磨机实验室磨机类型实验室磨机类型二、顽石可磨性能二、顽石可磨性能l 4、顽石自磨实验：立磨机顽石自磨实验：立磨机10顽石损失量与磨矿时间的关系顽石损失量与磨矿时间的关系不同磨矿时间的顽石磨损粒度分布不同磨矿时间的顽石磨损粒度分布l 5、立磨机、立磨机顽石自磨实验顽石自磨实验-磨矿时间磨矿时间二、顽石可磨性能二、顽石可磨性能磨矿时间2min3min4min5min6min-45m91.7392.6293.6293.6894.48顽石磨损率/%0.860.891.31.52.1

5、11顽石损失量与充填率的关系顽石损失量与充填率的关系不同充填率的顽石磨损粒度分布不同充填率的顽石磨损粒度分布二、顽石可磨性能二、顽石可磨性能l5、立磨机、立磨机顽石自磨实验顽石自磨实验-顽石充填率顽石充填率充填率30%40%50%60%70%-45m91.4391.7593.8495.6495.40顽石磨损率/%0.220.830.950.911.1812实验室磨机类型实验室磨机类型二、顽石可磨性能二、顽石可磨性能l 6、顽石自磨实验：锥形磨机顽石自磨实验：锥形磨机实验室锥形磨机实验室锥形磨机13锥形磨机中顽石自磨磨损率及磨损细度与自磨时间的关系锥形磨机中顽石自磨磨损率及磨损细度与自磨时间的关

6、系 实验条件：水量为实验条件：水量为300ml，充填率，充填率50%，顽石大小为，顽石大小为4050mm。 时间/min粒级/mm102030400.182.20 1.94 2.09 2.67 0.180.1253.71 2.01 1.00 1.02 0.1250.07416.37 10.16 7.68 6.14 0.0740.04513.89 17.09 12.61 10.43 0.0450.0383.85 4.47 5.85 6.85 0.038 59.97 64.34 70.77 72.88 合计100100100100-45m细度/%63.82 68.80 76.61 79.74 顽石

7、磨损率/%1.31 2.81 4.11 4.76 l6、锥形磨机、锥形磨机顽石自磨实验顽石自磨实验-自磨时间自磨时间二、顽石可磨性能二、顽石可磨性能14锥形磨机中顽石自磨磨损率及磨损细度与充填率的关系锥形磨机中顽石自磨磨损率及磨损细度与充填率的关系 实验条件：自磨时间为实验条件：自磨时间为20min，水量为，水量为1000ml，顽石大小为，顽石大小为40mm。 充填率%粒级/mm40%50%60%70%0.183.87 2.88 2.25 2.36 0.180.1252.47 3.77 2.69 3.31 0.1250.07414.39 13.69 13.32 11.40 0.0740.045

8、11.70 11.02 11.76 10.12 0.0450.0384.28 5.13 4.32 4.99 0.038 63.28 63.50 65.67 67.81 合计100100100100-45m细度/%67.56 68.63 69.98 72.81 顽石磨损率/%5.85 4.12 2.30 1.83 二、顽石可磨性能二、顽石可磨性能l6、锥形磨机、锥形磨机顽石自磨实验顽石自磨实验-充填率充填率15锥形磨机中顽石自磨磨损率及磨损细度与水量的关系锥形磨机中顽石自磨磨损率及磨损细度与水量的关系 实验条件：自磨时间为实验条件：自磨时间为20min，充填率，充填率50%，顽石大小为，顽石大小

9、为4050mm。 水量ml粒级/mm200（96.6%）300（95%）400（93%）500（90%）0.181.11 0.83 0.84 1.62 0.180.1251.00 1.16 1.33 1.18 0.1250.0747.09 8.20 7.62 8.41 0.0740.04513.73 13.25 11.25 12.20 0.0450.0383.99 5.96 4.61 5.48 0.038 73.09 70.61 74.35 71.11 合计100100100100-45m细度/%77.08 76.57 78.97 76.59 顽石磨损率/%1.582.172.542.92二、

10、顽石可磨性能二、顽石可磨性能l6、锥形磨机、锥形磨机顽石自磨实验顽石自磨实验-磨矿浓度磨矿浓度16实验室磨机类型实验室磨机类型二、顽石可磨性能二、顽石可磨性能l 7、顽石自磨实验：筒形磨机顽石自磨实验：筒形磨机实验室圆筒形磨机实验室圆筒形磨机17圆筒形磨机中顽石自磨磨损率及磨损细度与自磨时间的关系圆筒形磨机中顽石自磨磨损率及磨损细度与自磨时间的关系 实验条件：圆筒形磨机，自磨时间为实验条件：圆筒形磨机，自磨时间为20min，充填率，充填率50%，顽石大小为顽石大小为3040mm, ,转速转速233r/min。 时间/%粒级/mm10203040500.183.65 0.34 0.25 0.18

11、 0.16 0.180.1252.08 1.01 1.02 0.18 0.31 0.1250.0746.25 4.36 3.56 2.17 1.73 0.0740.04510.94 7.38 5.34 5.60 3.94 0.0450.0383.13 5.03 2.04 2.53 3.46 0.038 73.96 81.88 87.79 89.35 90.39 合计100100100100100-45m细度/%77.08 86.91 89.82 91.88 93.86 顽石磨损率/%0.99 1.54 2.02 2.85 3.26 l7、圆筒形磨机、圆筒形磨机顽石自磨实验顽石自磨实验-自磨时间

12、自磨时间二、顽石可磨性能二、顽石可磨性能18圆筒形磨机中顽石自磨磨损率及磨损细度与充填率的关系圆筒形磨机中顽石自磨磨损率及磨损细度与充填率的关系 实验条件：自磨时间为实验条件：自磨时间为20min，水量为，水量为100ml，顽石大小为，顽石大小为3040mm, ,转速转速233r/min。 充填率/%粒级/mm40455055600.180.31 0.99 2.07 0.84 2.40 0.180.1250.31 0.33 0.83 0.42 0.48 0.1250.0742.45 1.97 3.31 3.36 3.85 0.0740.0457.36 5.59 6.20 5.88 9.62 0

13、.0450.0384.60 3.62 3.31 3.78 3.85 0.038 84.97 87.50 84.30 85.71 79.81 合计100100100100100-45m细度/%89.57 91.12 87.60 89.50 83.65 顽石磨损率/%2.11 1.76 1.26 1.12 0.90 二、顽石可磨性能二、顽石可磨性能l7、圆筒形磨机、圆筒形磨机顽石自磨实验顽石自磨实验-充填率充填率19圆筒形磨机中顽石自磨磨损率及磨损细度与水量的关系圆筒形磨机中顽石自磨磨损率及磨损细度与水量的关系 实验条件：自磨时间为实验条件：自磨时间为20min，充填率，充填率50%，顽石大小为，

14、顽石大小为3040mm, ,转速转速233r/min。 水量/ml粒级/mm100（95%）200（90%）300（86%）400（82.8%）0.180.00 1.01 2.08 1.10 0.180.1251.53 1.01 1.04 1.10 0.1250.0741.15 2.69 5.21 2.94 0.0740.0456.49 7.74 9.38 8.09 0.0450.0383.82 3.03 5.21 4.41 0.038 87.02 84.51 77.08 82.35 合计100 100 100 100 -45m细度/%90.84 87.54 82.29 86.76 顽石磨损率

15、/%1.36 1.54 1.49 1.41 二、顽石可磨性能二、顽石可磨性能l7、圆筒形磨机、圆筒形磨机顽石自磨实验顽石自磨实验-磨矿浓度磨矿浓度20 顽石有一定硬度顽石有一定硬度，但，但f f值为值为4以下以下，硬度偏低。，硬度偏低。 不同顽石大小，不同顽石大小，硬度有差异硬度有差异。 顽石在各条件下的顽石在各条件下的自磨磨损率均不超过自磨磨损率均不超过6%。 顽石自身磨损产生细度顽石自身磨损产生细度-45m-45m均大于均大于62%。其中。其中立磨立磨 圆筒形球磨机圆筒形球磨机 锥形球磨机！锥形球磨机！二、顽石可磨性能二、顽石可磨性能8、顽石自磨实验结论顽石自磨实验结论顽石是可以作为磨矿介

16、质的顽石是可以作为磨矿介质的！21-0.045mm含量及损失量随时间的变化含量及损失量随时间的变化1、顽石磨矿时间实验顽石磨矿时间实验三、顽石介质磨矿试验三、顽石介质磨矿试验顽石磨矿时间顽石磨矿时间也不能太长！也不能太长！22-0.045mm含量及损失量变化规律含量及损失量变化规律2、顽石磨矿充填率实验顽石磨矿充填率实验三、顽石介质磨矿试验三、顽石介质磨矿试验顽石充填率也顽石充填率也不能太高！不能太高！60%足够！足够！23-0.045mm含量及损失量随磨矿浓度的变化含量及损失量随磨矿浓度的变化3、顽石磨矿浓度实验顽石磨矿浓度实验三、顽石介质磨矿试验三、顽石介质磨矿试验高浓度磨矿不高浓度磨矿不

17、一定是最佳的！一定是最佳的！65%就行就行浓度低会造浓度低会造成旋流器容成旋流器容积不够！积不够！24-0.045mm含量及损失量随给矿量的变化含量及损失量随给矿量的变化4、顽石磨矿处理量实验顽石磨矿处理量实验三、顽石介质磨矿试验三、顽石介质磨矿试验处理量的多寡处理量的多寡影响细度！影响细度！25自磨后自磨后自磨前自磨前磨矿后磨矿后 将混合顽将混合顽石表面涂部分石表面涂部分油漆，进行顽油漆，进行顽石自磨及顽石石自磨及顽石磨矿实验，观磨矿实验，观察其表面的磨察其表面的磨损情况。损情况。5、顽石磨矿磨损实验顽石磨矿磨损实验三、顽石介质磨矿试验三、顽石介质磨矿试验26顽石组成入磨前重量/g入磨后重量

18、/g顽石损失量/g损失率/%相对损失率/%60256.6254.32.30.04 0.90 6050439.4435.83.60.06 0.82 50401258.71249.49.30.16 0.74 403015421487.854.20.94 3.51 30201644.51644.7-0.20.00 -0.01 实验室取混合顽石实验室取混合顽石5766.9g，充填率为，充填率为50%，矿样，矿样500g，磨矿浓度为，磨矿浓度为60%，磨矿，磨矿10min。 混合顽石粒级磨损试验结果混合顽石粒级磨损试验结果 6、顽石磨矿磨损实验顽石磨矿磨损实验三、顽石介质磨矿试验三、顽石介质磨矿试验三、

19、顽石介质磨矿试验三、顽石介质磨矿试验277、顽石磨矿产品测试顽石磨矿产品测试三、顽石介质磨矿试验三、顽石介质磨矿试验磨矿介质磨矿介质顽石钢球Fe离子含量离子含量g/L0.490.73 矿浆中铁离子含量测定矿浆中铁离子含量测定 磨矿产品中铁磨矿产品中铁EDSEDS测定测定项目项目顽石磨矿排矿钢球磨矿排矿S 62.0454.56Fe 28.1328.28O 9.4116.71Cu 0.420.45Fe：S1:2.21:1.9246810keV0510152025 cps/eV S Fe Fe O Cu Cu 246810keV0510152025 cps/eV S Fe Fe O Cu Cu 28

20、立磨机给矿立磨机给矿顽顽石石钢钢球球表面光滑度表面絮状物表面腐蚀表面电位7、顽石磨矿产品测试顽石磨矿产品测试三、顽石介质磨矿试验三、顽石介质磨矿试验 磨矿产品磨矿产品SEMSEM测定测定29不同不同pH下顽石、钢球磨矿产品动电位图下顽石、钢球磨矿产品动电位图7、顽石磨矿产品测试顽石磨矿产品测试三、顽石介质磨矿试验三、顽石介质磨矿试验 磨矿产品磨矿产品ZetaZeta测定测定30四、顽石磨矿工业试验四、顽石磨矿工业试验1、工业试验效果分析工业试验效果分析31对比指标对比指标钢球磨矿钢球磨矿顽石磨矿顽石磨矿立磨立磨排矿排矿旋流器旋流器溢流溢流旋流器旋流器沉砂沉砂立磨立磨排矿排矿旋流器旋流器溢流溢流

21、旋流器旋流器沉砂沉砂-75m89.97 96.12 75.25 72.1997.0465.18-45m56.03 82.47 34.29 39.9784.0428.68-10m10.14 19.11 5.78 7.4215.034.684510m45.89 63.37 28.51 32.5569.0124四、顽石磨矿工业试验四、顽石磨矿工业试验回路粒度分布前后对比回路粒度分布前后对比1、工业试验效果分析工业试验效果分析32旋流器溢流粒度分布旋流器溢流粒度分布四、顽石磨矿工业试验四、顽石磨矿工业试验u易选粒级含量增加5.64%u平均粒度加粗11.86% 1、工业试验效果分析工业试验效果分析33四

22、、顽石磨矿工业试验四、顽石磨矿工业试验分级效率前后对比分级效率前后对比1、工业试验效果分析工业试验效果分析运行运行工况工况立磨立磨水力旋流器水力旋流器q-325 /t/m3.h新生新生-45m /%循环负荷循环负荷%质效率质效率%量效率量效率%顽石磨矿顽石磨矿1.1215.39189.6052.35 63.18 钢球磨矿钢球磨矿0.9421.75132.5547.7364.48提高值提高值0.18-6.3657.054.62-1.3提高幅度提高幅度%19.15 -29.24 43.04 9.68 -2.02 34旋流器溢流旋流器溢流中中Cu分布率分布率旋流器溢流铜金属分布旋流器溢流铜金属分布1

23、、工业试验效果分析工业试验效果分析四、顽石磨矿工业试验四、顽石磨矿工业试验u铜金属分布率更加均匀，有利于选别；u铜金属分布率更加均匀，也有利于过滤；u金和银元素的分布与铜相同。35项目2014.1-10月2014.9月2015.7月2015.8月2015.1-82015.9-10月原矿Cu品位0.3850.3790.3590.3590.3630.363二段回收率-91.4390.7791.2191.0892.63Cu回收率83.6784.5584.2485.1684.7485.65S给矿中Cu品位0.2040.1930.2000.1710.1800.1552、浮选指标对比浮选指标对比四、顽石磨矿工业试验四、顽石磨矿工业试验在原矿品位和S给矿中铜品位降低的情况下，铜硫分离中铜的回收率和铜总回收率均达到历史最好的水平。363、顽石工业试验磨矿产品测试顽石工业试验磨矿产品测试四、顽石磨矿工业试验四、顽石磨矿工业试验 接触角（旋流器溢流）接触角（旋流器溢流）u顽石：旋流器溢流接触角大小为86.5；u钢球：旋流器溢流接触角大小为83.05。u顽石磨矿后矿物的可浮性好于钢球磨矿。 373、顽石工业试验磨矿产品测试顽石工业试验磨矿产品测试四、顽石磨矿工业试验四、顽石磨矿工业试验 ZetaZeta（旋流器溢流）（旋流器溢流