破碎方式对邦铺钼铜矿石可磨性及钼浮选的影响*

印万忠 侯 英 丁亚卓 姚 金 王余莲 罗溪梅 孙大勇

(1.福州大学紫金矿业学院;2.东北大学资源与土木工程学院;3.成都利君实业股份有限公司)

磨矿作业能耗占整个碎磨作业能耗的80%以上，降低磨矿能耗最有效的途径是降低入磨矿石的粒度［1］。高压辊磨机是一种新型高效的破碎设备，具有单位破碎能耗和钢耗低、处理能力大、占地面积少等特点。经高压辊磨机破碎的产品粒度细且分布均匀［2-4］，颗粒内部可产生大量微裂纹，能有效降低Bond球磨功指数，节能效果明显［5-6］，并可提高磨矿过程中矿物的单体解离度。

本研究对西藏墨竹工卡县邦铺钼铜矿矿石进行高压辊磨—球磨—钼浮选试验和传统破碎—球磨—钼浮选试验，分析两种破碎方式所得产品的粒度特性差异，测定两种破碎方式所得产品在不同目标粒度(0.45、0.18、0.105和0.074 mm)下的Bond球磨功指数，考察两种破碎方式对后续浮钼效果的影响。

1 矿样性质

试验矿样是邦铺钼铜矿提供的－200 mm块矿，将其破碎加工后取样进行X射线衍射(XRD)分析、化学多元素分析及钼和铜的物相分析，结果见图1和表1～表3。

图1 矿样XRD分析结果

表1 矿样化学多元素分析结果 %

表2 矿样钼物相分析结果 %

表3 矿样铜物相分析结果 %

由图1可知，矿石中有用矿物主要为辉钼矿、钼华、黄铜矿、辉铜矿、铜蓝和黄铁矿，脉石矿物主要为石英。

由表1可知，矿石中可以选矿回收的元素只有钼和铜。

表2表明，矿石中的钼基本以硫化物形式存在，硫化钼占总钼的98.95%，这对选钼有利。

从表3可以看出，矿石中的铜大部分为硫化铜，但次生硫化铜分布率达46.69%，且有15.86%的铜被氧化，这将对选铜造成一定影响。

2 试验方法

按图2所示流程对原矿样分别进行高压辊磨破碎和传统破碎，然后对两种破碎产品进行筛析和Bond球磨功指数测定，并按图3所示流程进行球磨—钼浮选试验，以比较两种破碎产品的粒度特性及可磨性和可选性。

图2 破碎流程

图3 球磨—钼浮选试验流程

粗碎采用重庆市龙建机械制造有限公司生产的PEX－150×250型颚式破碎机，调排矿口大小为75 mm。

中碎采用南昌海峰矿机设备有限公司生产的XPC－60×100型颚式破碎机，调排矿口大小为20 mm。

细碎分别采用成都利君实业股份有限公司生产的CLM－25－10型高压辊磨机和武汉洛克粉磨设备制造有限公司生产的RK/PEF－60×100型颚式破碎机，前者的辊间距和后者的排矿口大小均调为3 mm。

浮选在吉林探矿机械厂生产的的XFD型1.5 L单槽浮选机中进行，每次给矿量500 g，粗选浓度33%。所用捕收剂煤油和柴油及起泡剂2号油均为四川省温江天府化学助剂厂生产的工业纯制品。

3 试验结果和讨论

3.1 两种破碎产品粒度特性对比

两种破碎产品的粒度筛析结果如表4所示。

表4 两种破碎产品的粒度分布

罗辛－拉姆勒方程(R－R方程)是一种描述物料粒度特性的经验模型，其具体形式为［7-8］

式中，R为粒度大于x的颗粒的正累计产率，%;x为筛孔孔径，μm;b为与物料粒度相关的参数;n为均匀性系数，表示粒度分布的均匀程度，n越小，粒度分布越均匀。

将表4中的正累计产率数据用R－R方程进行回归，结果如表5所示。可见，R－R方程可以很好地描述两种破碎产品的粒度特性。

表5 破碎产品正累计产率的R－R方程回归结果

由表4和表5可知，高压辊磨产品较传统破碎产品的粒度更细(－0.074 mm粒级含量高7.00个百分点)，且粒度分布更均匀(均匀性系数n较小)。

3.2 两种破碎产品Bond球磨功指数对比

Bond球磨功指数的计算公式为

式中，Wib为Bond球磨功指数，kWh/t;P1为试验筛孔尺寸(即目标粒度)，μm;Gbp为磨矿平衡时球磨机每转1转所新生成的粒度小于P1的物料量，g/r; P80为产品的d80(80%物料成为筛下的筛分粒度)，μm;F80为给料的d80，μm。

按目标粒度分别为0.45、0.18、0.105和0.074 mm对高压辊磨产品和传统破碎产品进行Bond球磨功指数试验，由上式计算相应的Bond球磨功指数，结果如表6所示。

表6 不同目标粒度下两种破碎产品的W ib

由表6可以看出:高压辊磨产品的Bond球磨功指数在目标粒度由0.45 mm降低到0.18 mm时变化比较平缓，在目标粒度由0.18 mm降低到0.074 mm时快速上升;传统破碎产品的Bond球磨功指数在目标粒度由0.45 mm降低到0.105 mm时变化比较平缓，在目标粒度由0.105 mm降低到0.074 mm时快速上升。在所有目标粒度下，高压辊磨产品的Bond球磨功指数均低于传统破碎产品的Bond球磨功指数，但随着目标粒度变细，高压辊磨产品Bond球磨功指数的降低幅度呈减小趋势——目标粒度为0.45、0.18、0.105和0.074 mm时，高压辊磨产品Bond球磨功指数的降低幅度依次为 16.05%、15.38%、9.05%和9.23%。

3.3 球磨—钼浮选试验

按图3流程，将两种破碎产品用锥形球磨机磨至不同细度进行钼浮选试验，结果如图4所示。

图4 磨矿细度对两种破碎产品浮钼效果的影响

由图4可以看出，高压辊磨产品浮选钼的最佳磨矿细度为－0.074 mm占65%，而传统破碎产品浮选钼的最佳磨矿细度为－0.074 mm占75%，表明高压辊磨产品中的钼矿物更容易单体解离。

表7给出了高压辊磨产品和传统破碎产品在不同目标粒度下进行Bond球磨功指数试验时产品中－0.074 mm粒级的含量。根据表7用Origin 8.0软件绘制Bond球磨功指数试验产品－0.074 mm含量与目标粒度的关系曲线并输出为AutoCAD图形，在该图中可以查出:高压辊磨产品在最佳浮钼磨矿细度(－0.074 mm占65%)下的Bond球磨功指数目标粒度为128μm，传统破碎产品在最佳浮钼磨矿细度(－0.074 mm占75%)下的Bond球磨功指数目标粒度为104μm。

表7 Bond功指数试验产品－0.074 mm含量

进一步根据图4用Origin 8.0软件绘制Bond球磨功指数与目标粒度的关系曲线并输出为Auto-CAD图形，在该图中可以查出:高压辊磨产品在最佳浮钼磨矿细度(Bond球磨功指数目标粒度为128 μm)下的Bond球磨功指数为9.68 kWh/t，传统破碎产品在最佳浮钼磨矿细度(Bond球磨功指数目标粒度为104μm)下的Bond球磨功指数为10.86 kWh/t。两者相比，前者低10.87%。

在各自的最佳磨矿细度下，高压辊磨产品的浮钼回收率为85.38%，传统破碎产品的浮钼回收率为87.70%，前者低2.32个百分点。分析其原因，可能是高压辊磨产品较传统破碎产品粒度更细，球磨时钼矿物容易过磨，从而使整体钼回收率受到影响。

4 结论

(1)在相同的－3.2 mm破碎粒度下，高压辊磨产品较传统破碎产品－0.074 mm粒级含量高7.00个百分点，且粒度分布更均匀。

(2)目标粒度为0.45、0.18、0.105和0.074 mm时，高压辊磨产品的Bond球磨功指数比传统破碎产品分别降低16.05%、15.38%、9.05%和9.23%，降低幅度随目标粒度下降呈减小趋势。

(3)高压辊磨产品浮选钼的最佳磨矿细度为－0.074 mm占65%，传统破碎产品浮选钼的最佳磨矿细度为－0.074 mm占75%，相应的Bond球磨功指数分别为9.68 kWh/t和10.86 kWh/t，前者比后者降低10.87%，节能效果显著。

(4)在各自的最佳磨矿细度下，高压辊磨产品和传统破碎产品的浮钼回收率分别为85.38%和87.70%，前者低2.32个百分点。

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