某矿山深部矿石球磨功指数和可磨度测定研究

李光胜，徐 超，朱幸福，陈艳波，于淙权

（山东黄金矿业科技有限公司选冶实验室分公司，山东 烟台 261441）

碎磨过程中矿石粒度的减小与能量消耗存在一定关系，主要的碎磨能耗学说有雷廷格尔（Rittinger）面积学说、基克（F.Kick）体积学说、邦德（Bond）与王文东第三破碎学说，其中与磨矿过程紧密相关的是邦德（Bond）与王文东第三破碎学说[1]。Bond 功指数是影响磨矿效果的一个极为重要的因素[2]。

磨矿功指数的测定对磨机直径、球磨介质直径以及磨机转数等参数的确定具有重要意义[3]。

1 样品制备

试验样品为某矿山深部矿石，用于磨矿功指数测定和可磨度测定。矿石在粗碎(颚式破碎机)碎至-10mm、细碎(对辊破碎机)碎至-2mm，混匀后采用割环法进行缩分，缩分后样品储存备用。

2 磨矿功指数测定

2.1 基础试验条件

试验入料 ： ＜2.36mm（-8目）。

试验物料堆比重： 1.580g/cm3。

试验磨机负荷 ： 1106.0g（700cm3×1.580g/cm3）。

2.2 试验入料粒度分析

按照生产要求80%通过的产品粒度，取相应的最大产品粒度P1=150μm。球磨功指数试验入料粒度分析见表1。

表1 磨矿功指数入磨原矿粒度筛分结果表

由表1可知入磨原矿中已经达到产品粒度要求的物料含量R0=22.08%。按照原矿筛分结果绘制原矿粒度分析见图1。

图1 磨矿功指数入磨原料粒度分析图

经插值法计算得出原矿80%通过的粒度值F80=960（μm）。

2.3 磨矿数据

第一个磨矿循环中球磨机运转转数取产品粒度150μm对应的筛目数值，测定试验数据记录见表2。

最后三个循环的循环负荷平均值为248.8%，符合250%±5%的标准；Gbp最大值与最小值之差为0.003，不大于平均值ΔGbp的3%。本次实验进行7个磨矿循环即达到平衡。

纳入标准：（1）年龄＞18岁；（2）症状与体征符合L5-S1椎间盘突出相关的根性疼痛，腿痛重于腰痛；（3）X线片、CT及MRI检查证实为L5S1节段腰椎间盘突出且无腰骶椎异常者；（4）经8～12周正规保守治疗效果不佳甚至加重者；（5）患者及家属知情同意且无其他手术禁忌证者。

2.4 产品粒度分析

将达到平衡的最后3个循环的磨矿产品混合均匀筛分后进行粒度分析，结果见表3。

表3 磨矿功指数产品粒度筛分结果表

由表3可知磨矿产品-200目物料含量48.55%，产品粒度分析见图2。

表2 磨矿功指数测定试验数据记录表

图2 磨矿功指数产品粒度分析曲线图

经插值法计算得出产品80%通过的粒度值P80=119（μm）。

2.5 功指数数值计算

功指数计算：

式中：

P1—产品100%通过的粒径 150μm。

Gbp—每转净生成量 1.412g/r。

P80—产品80%通过的粒径 119μm。

F80—初始入料80%通过的粒径 960μm。

3 深部矿石相对可磨度测定

分别针对石英脉矿石和深部矿石取5个代表性样品进行磨矿细度分析。固定实验条件：锥形球磨机，矿量1kg，浓度为70%；差异实验条件：磨矿时间分别为9min，12min，15min，18min，21min。数据详见下表4。

表4 石英脉矿石和深部矿石磨矿细度测定试验结果

按照磨矿筛分结果绘制磨矿曲线对比图详见图3。

图3 石英脉矿石和深部矿石磨矿细度曲线对比图

经插值法计算，石英脉矿石磨至要求细度-200目占55%所需时间为11.05min，深部矿石所需时间为11.77min。以石英脉矿石为标准计算深部矿石的相对可磨度为：

K=t0/t=663s/706s=0.94＜1

说明深部矿石较石英脉矿石难磨。

4 结论

（1）深部矿石球磨功指数测定表明，在最大产品粒度P1=150μm，给矿中80% 物料能通过的粒度大小为960μm，磨矿平衡时筛下产品中80%物料能通过的粒度大小为119 μm，每一转所生成Gbp为1.412 g/r，通过计算得出Bond球磨功指数为19.65 kW·h/t。

（2）以石英脉矿石为标准计算深部矿石的相对可磨度为0.94。