中低品位胶磷矿的选择性磨碎试验研究

鄢富坤*，肖庆飞，黎元龙，曾晓岛，籍烨，蔡灿，易厚燕

（1.贵州瓮安经济开发区管理委员会，贵州瓮安，550400；2.昆明理工大学国土资源工程学院，云南昆明，650093）

中低品位胶磷矿的选择性磨碎试验研究

鄢富坤1*，肖庆飞2，黎元龙1，曾晓岛1，籍烨1，蔡灿1，易厚燕1

（1.贵州瓮安经济开发区管理委员会，贵州瓮安，550400；2.昆明理工大学国土资源工程学院，云南昆明，650093）

我国矿产资源丰富，但其中中低品位磷矿所占比例较大。开展对中低品位胶磷矿的选择性磨碎试验研究，提高磨矿介质在磨矿过程中的磨矿针对性，实现对资源的综合、高效利用，是很有必要的。本试验应用段氏球径半理论公式，对云南某地的中低品位胶磷矿开展选择性磨碎试验，取得了很好的选择性磨碎作用。

中低品位胶磷矿；磨矿介质

引言

我国磷资源丰富，但富矿资源比较少，除这部分富矿可直接深加工利用外，绝大部分矿石需经选矿才能被利用。磷矿保有储量中品位大于 30%的富矿仅占总储量的7% ，几乎都集中于云、贵、川、鄂。磷矿保有储量的平均品位为16.85%，低于18%的储量约占一半，易选矿少，难选胶磷矿多。这类矿石中有害杂质的含量一般较高，矿石颗粒细，胶结共生普遍，嵌布紧密，开采难度大且选别较困难。沉积型磷块岩(俗称胶磷矿)占总贮量的70%，属难选磷矿[1-5]，并且类型多，矿石性质差异较大。这类矿石特点是矿层厚、品位较高、规模大，但因含磷矿物为氟碳磷灰石，其理论品位P2O5含量较低，且晶体极细，同时由细小晶体组合成的集合体中还含有数量不等、粒级不同的白云石等杂质，因而要求入选粒度细，但是过细的磨矿粒度又会使磷矿石大量过粉碎，从而造成资源的浪费，这就对磨矿作业的选择性有一个较高的要求，运用选择性磨碎的方法[6-7]，增加磨矿介质对矿物原料的匹配性，提高磨矿介质的针对性，要求在保证有用矿物单体解离的基础上，尽量降低磨不细级别和过粉碎级别的产率，一方面对磨机处理量和磨矿效果有促进作用，一方面又能减少介质之间不必要的研磨和碰撞，降低钢耗和能耗，对实际生产和理论研究都有十分重要的意义。

1 试样性质研究

本试验研究矿样来自于云南某磷矿浮选厂，在选厂全面取样后，于室外用自然光将之晾干，并尽量挑出其中的非矿物原料类杂质，分开放置于干燥阴凉处，特殊选定的表面平整大粗块留作力学性质研究分析，其余则留作磨矿试验研究。

1.1 物理性质研究

1.1.1 矿石容重研究

对所送表面平整代表性矿样进行表面加工，测定矿石物理性质

表1 矿石物理性质

1.1.2 矿石抗压强度研究

表2 矿石抗压强度研究

1.2 化学性质研究

表3 光谱分析结果

表4 多元素分析结果

表5 物相分析结果

矿物物相分析表明：胶磷矿为磷酸盐矿物，占磷总量的绝大部分，胶磷矿是选矿回收的主要有用矿物，其它脉石矿物中 P2O5占磷总量的极少部分，而且，主要胶磷矿呈微细包体、机械夹杂分散在脉石矿物中，白云石、石英等矿物是选矿要尽量抛弃的。

（1）矿石的所含杂质比较多，如MgO、CaO、SiO2等所占比例较大，占了60%以上，是属于要重点脱除的脉石矿物，有用矿物以P2O5为主，嵌布粒度比较细，品位也较低，这就要尽量提高磨矿介质对矿物原料的匹配性，既要求有用矿物的单体解离，又要尽量减少过粉碎级别的产率。

（2）磷矿石为中硬偏软及韧性大的矿石。以抗压强度计的硬度而论，f=8～16为中硬矿石，f＜8为软矿石，试验磷矿石7.11，隶属于软矿石范畴，为中硬偏软型矿石。过去一直认为，矿石变硬了，生产率下降了，但矿石的韧性大却是被忽视。试验矿石的泊松比om高达0.34，属韧性大的矿石。

2 给排矿粒度分析

2.1 磨机给矿粒度分析

对磨机给排矿试样进行粒度分析，结果如表6：

表6 磨机给矿粒度分析

由上表结果看出，球磨机的给矿是比较细的，95%过筛的最大粒度确定也只有1.4mm，采用过大的磨矿介质尺寸是不适宜的。磨机给矿中混杂的-200目达22.97%，说明分级效率不高，应进一步提高分级效率。

2.2 磨机排矿粒度分析

对磨机给排矿试样进行粒度分析，结果如表7：

表7 磨机排矿粒度分析

3 选择性磨碎试验研究

3.1 介质尺寸研究

截至目前为止，段氏球径半理论公式是国内外计算球径最精确的公式[8-12]：

将磨机工作条件参数代入球径半理论公式：

考虑韧性大，Db值放大 10%，最后取

故取球磨最大球径40mm，即给矿5mm时，最佳球径40mm；给矿1mm时，最佳球径30mm；给矿0.3mm时，最佳球径25mm；给矿0.15mm时，最佳球径20mm。

3.2 磨矿介质磨碎效果研究

将计算结果用试验验证。

表8 磨矿介质磨碎效果研究

试验结果表明：随球径减小，虽然-0.028mm过磨及-0.01mm过粉碎有所减轻，但粗粒及磨不细级别产率逐渐增加。Φ40mm球为最佳球径，它的-0.074mm及-0.1mm组级产率最高，磨不细最少。

依据球磨机给矿的粒度组成表，结合破碎统计力学，得出介质优化配比：Φ40:Φ30：Φ25:Φ20=15:25:40:20。再按照同等比例将铸铁段配一个混合段组，两种混合介质组在同等条件下进行对比磨碎，结果如下表所示：

表9 两种混合介质组在同等条件下进行对比磨碎结果

表10 综合数据对比分析表

对比结果看出：（1）磨矿介质制度优化后，提高了磨矿过程的针对性和选择性，与试验前戒指制度相比较，钢球组-0.074mm级别产率增加3.04%，过粉碎级别（-0.010mm）产率减少 18.07%，中间易选级别（0.10-0.028）产率增加4.83%；（2）混和铸段组的产品粒度特性比混和球组的更好，-0.074mm级别产率增加35.24%，过粉碎级别（-0.010mm）产率减少 18.14%，中间易选级别（0.10-0.028）产率增加23.49%；

4 结束语

本试验在对中低品位胶磷矿进行力学性质研究和嵌布特征分析的基础上，根据磨机给矿的粒度特性，应用段氏球径半理论公式，对磨矿介质制度进行优化，达到过粉碎级别产率减少 18.07%，中间易选级别产率增加 4.83%的良好效果。同时，应用新型细磨新介质-铸铁段，在同等条件下，铸铁段的产品粒度特性比钢球的好，过粉碎级别产率减少 0.07%，中间易选级别产率增加 18.66%，取得了很好的选择性磨矿效果。

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[5]正反浮选产品粒度分布与存在问题分析(Ⅳ)-宜昌磷矿的分级浮选[J].化工矿物与加工,2009,(9):5-8.

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[7]谢敏雄,丁辉.选矿节能降耗的途径浅析[J].国外金属矿选矿,2008,(10):2-4.

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[10]段希祥.选择性磨碎及其在选矿上的意义,未发表著作.

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Experimental Research on Selective Grinding of Medium and Low Grade Phosphate Rock

YAN Fukun1*,XIAO Qingfei2,LI Yuanlong1,ZENG Xiaodao1,JI Ye1,CAI Can1,YI Houyan1
（1.Guizhou Wengan Economic Development Zone Management Committee,Guizhou Wengan,550400,China; 2.Faculty of Land and resource Engineering,Kunming University of Science and Technology,Yunnan Kunming,650093,China）

China is abundant of mineral resources,and the proportion of middle and low grade phosphate rock is relatively large.It is necessary to carry out selective grinding test of medium and low grade phosphate rock to improve the grinding accuracy of grinding media in the process of grinding to be comprehensive and efficient utilization of resources.The application test of Duans half theory formula size on low grade phosphate rock in Yunnan province to carry out selective grinding test,has achieved good effect of grinding.

medium and low grade phosphate rock; grinding media

TP952

A

1672-9129(2017)04-0236-04

鄢富坤,肖庆飞,黎元龙,等.中低品位胶磷矿的选择性磨碎试验研究[J].数码设计,2017,6(4):236-239.

Cite：YAN Fukun,XIAO Qingfei,LI Yuanlong,et al.Experimental Research on Selective Grinding of Medium and Low Grade Phosphate Rock[J].Peak Data Science,2017,6(4):236-239.

10.19551/j.cnki.issn1672-9129.2017.04.059