冶金工程毕业设计-1.8万字锡矿石.docx

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1、第一章锡矿石对磨矿的特殊要求云锡公司个旧选厂的锡矿石主要是氧化矿即锡石(SnO2),锡石脆而易碎，表面硬度虽大但易于过粉碎而形成矿泥。由于云锡公司个旧选厂的选别流程部分采用的是摇床重选，粒度过细重力对矿粒的影响减小，分离困难，选别指标下降。现以某锡矿公司的实际生产为例具体说明如下：细粒级，特别是0.037mm以下的细粒级,粒级回收率较低,表1为该公司82年及83年两年的粒级回收率水平。从表中可以看出，表1：某公司锡石各粒级回收率粒级(m)+7474-3737-1919-1010-0年份粒级回收率81.1775.1332.2211.350.651982(%)80.1171.9233.309.70

2、0.871983小于0.0IOmm的粒级基本不能回收(回收率不到1%),0.0100.019mm粒级虽能回收，但回收率很低只有10%左右，所以锡选厂将这两个粒级定为过粉碎粒级是有道理的；0.0190.037mm虽然不是过粉碎粒级，但因粒级较细回收率不到35%；0.0370.074mm粒级回收率较高为71%75%；最有效的是+0.074mm级别，粒级回收率达80%以上。可见过磨的危害很大。过粉碎及过磨严重是锡矿石磨矿中的严重问题。云锡公司个旧选厂的锡矿石由多种矿物组成，且各种矿物的机械性质各不相同，而且差别很大。所以当锡矿石受到磨碎作用时，锡矿物与其它矿物被磨碎的情形差别较大，其中及锡矿物与其它

3、矿物脉石在被磨碎的程度上、形状上等其他方面都不同，这就是锡矿石中的各种矿物在磨碎过程中表现出不同的磨碎行为，这种现象就是锡矿石的选择性磨碎现象。产生选择性磨碎现象的内因是组成矿石的各种矿物机械性质存在差异，外因是磨碎机械的施力大小、施力方式、机械性能以及磨矿机械的操作条件等。利用入磨矿石中各种矿物的机械性质的差异或利用磨碎机械施力状况和机械性能乃至机械操作条件的调节而得到各种矿物不同磨碎行为的磨矿，或者说磨碎行为具有某种选择性的磨矿，均称为选择性磨矿。锡矿石是一种选择性磨碎现象十分显著的矿石，这就要求磨矿能将锡矿物及有用矿物从脉石矿物中单体解离出来并达到一定的粒度，这是进行有效地将锡矿物分选出

4、来的前提，也是选厂中破碎与磨矿的目的。综合上述，由于锡石选择性磨碎现象十分显著，同时又容易产生过粉碎的严重现象，就要求在磨矿过程中尽可能地做到选择性磨矿，即是要达到有用矿物的单体充分解离的目的，而不是矿石粒度的机械减小。同时又要尽可能地减轻过粉碎现象。第二章现厂磨矿中存在问题的分析云锡公司个旧选厂磨矿中存在的问题主要是钢球尺寸过大，导致细磨效率低，有用矿物单体完全解离度不高，同时又导致过粉碎现象十分严重，使得精矿产品的品位和回收率偏低，单位产品的电耗及材料消耗过高。这样既达不到“增收”的效果，又达不到“节支”的目的。该选厂的一段磨13号磨机给矿由于经过前面棒磨机粗磨过，所以粒度比较细，其最大粒

5、度按95%过筛计为0.94mm,第二段11号磨机的给矿由于是一段床的中矿，浓度希，取样时被富集，粗粒比较集中，所以二段磨的给矿最大粒度比一段磨的最大给矿粒度稍微大了一点，按95%过筛计为0.97mm。两段给矿粒度分布在表2、3中列了出来。对于这样细的给矿粒度，根本就用不到80mm直径这么大的钢球。其实采用20mm左右的钢球就基本够了，但是这样细的钢球生产起来不方便，且制造成本又比制造大钢球的成本要高，所以钢球生产商很少或几乎不生产这样的小直径钢球。所以只能寻求中3040mm的钢球，但是客观上说，3040mm的小钢球也很难买到，即使能买到，价格也要比打钢球高30%50%,故公司选厂也不愿意用。这

6、是导致钢球偏大的原因之一。第二个原因是选厂主观上的原因，他们或者认为小钢球尺寸小了会磨不细矿粒，或者认为小钢球不耐磨，加进去几天就完了，消耗量大，或者认为小钢球在磨矿过程中过粉碎严重。要解决钢球尺寸过大的技术问题，首先应该解决好对钢球尺寸的认识问题。从物理现象上看，磨矿过程是一个粒度减小的过程。但从力学实质上看，磨矿过程是一个功能转变过程：磨矿机械对矿石做功，这个功就转变为矿石的变形能，破碎后成为表面能。而磨矿机械的功正是通过钢球来做的：磨机将钢球举升到磨机内较高的位置，使钢球具有足够的位能与动能，当钢球落下打击矿石时即把自身具有的机械能释放出来，对矿石做功，破碎矿石。因此钢球在磨矿中是能量的

7、媒介体，故称磨矿介质，同时也是破碎行为的主体，它传递能量的大小就决定了破碎行为是否发生。对一个尺寸确定的磨机，当钢球上升的高度一定时，钢球传递的能量实际上是由自身的能量决定的，大钢球传递大的能量，小钢球传递小的能量。从现代破碎力学的观点看，矿粒的破碎是由于自身的能量密度超过一定限度时表2：一段给矿粒度分析结果级别mm重量g产率r(%)筛上累计产率Er上(%)筛下累计产率Er下(%)+2.04.50.90.9100-2.0+1.014.02.83.799.1-1.0+0.553.510.714.496.3-0.5+0.315114.022.837.285.6-0.315+0.154145.029

8、.066.262.8-0.154+0.1114.522.989.133.8-0.1+0.07423.54.793.810.9-0.07431.06.21006.2合计500100出现的，而且破碎的方式也与破碎能量的大小有关。这样，钢球传递给矿粒的能量就不是越大越好，而应该是使矿粒按人们的意愿沿矿物晶界面之间解离。传递的能量过大，会使矿粒产生“贯穿破碎”，破碎行为毫无选择性，同时，过大的破碎力也使矿粒产生过粉碎。这种情况下的破碎不是沿矿物结合的晶界面发生，而是在能量最大的方向发生，即这种破碎只能是矿粒粒度的机械减小，而不是使矿物之间相互解离，故不是选矿所要求的。当然传递的能量过小也不行，它不能使

9、破碎行为发生，己作用的破碎能量将在岩体的弹性恢复中丧失，只有在压力的多次作用使岩矿达到疲劳极限时才可能产生破碎行为，这必然多耗能量。钢球尺寸过大及过小均是不合理的，在一定程度上说尺寸过小的危害更大一些。当传递表3：二段给矿粒度分析结果级别mm重量g产率r(%)筛上累计产率Er上(%)筛下累计产率Er卜(%)+2.04.00.800.80100-2.0+1.019.03.804.6099.20-1.0+0.537.07.4012.0095.40-0.5+0.31566.013.2025.2088.00-0.315+0.154118.023.6048.8074.80-0.1540.10138.02

10、7.6076.4051.20-0.10+0.07448.09.6086.0023.60-0.074+0.03762.7212.5498.5414.00-0.037+0.0194.480.9099.441.46-0.0190.0100.420.0899.520.56-0.0102.380.481000.48合计500100的能量精确，刚好使破碎行为沿结合力最弱的矿物晶界面之间发生，因而破碎行为具有良好的选择性。沿矿物之间的结合面解离，这样产生的粒子正是选矿所需要的。而传递能力的精确性正是由钢球尺寸的精确性来决定的：钢球尺寸过大，传递的能量过大。钢球尺寸过大，一方面因打击次数少，使磨不细现象严重，

11、另一方面被打着的矿粒由容易产生过粉碎，故产品中过粗及过细的均较多，产品粒度不均匀。A.F.塔加尔特主编的选矿手册早已指出：大钢球磨损量大，小钢球磨损量小。这与Davis的钢球磨损理论一一钢球的磨损速度与球的体积成正比一一是一致的。球径愈大的磨损愈快，球耗也愈大。长沙矿冶研窕院在齐大山做的小钢球工业试验及昆明理工大学在云锡期北山做的小钢球工业试验均证明，小钢球的单耗比大钢球降低20%以上。因此，认为小钢球不耐磨及消耗大是没多少依据的。认为二段磨中用小钢球时会磨不细也是没多少依据的。无数实验室试验及工业试验均已证实，只要尺寸选择正确，决无磨不细的现象出现，只有细度比大钢球提高的现象。段希祥教授曾经

12、做过牟定及大姚细磨给矿的不连续磨机磨碎试验，其试验结果见表4。证明磨不细现象是钢球尺寸偏大（4Omm以上）及偏小（6mm以下）时严重，尺寸精确时磨不细现象最少。以上分析表明，个旧选厂磨矿中采用过大的钢球，不但在技术上不合理，而且在经济上不合算。表4：牟定二段磨及大姚三段磨给矿的球径与产品细磨试验结果项目球径定二段磨给矿0.4mm大姚三段磨给矿0.3mm磨不细(+0.Ivmm)产率产品(-200目)产率磨不细(+0.Ivmm)产率产品(-200目)产率401.2390.362.0789.56300.7593.690.9092.52200.1298.800.0699.07140.0699.520.

13、0699.769.50.1599.280.0999.556.013.7876.8514.6576.58第三章解决个旧选厂磨矿问题的方向80年代以来，由于矿业不景气及能源价格的持续上涨，磨矿设备大型化的趋势己基本停止，粉碎工作者的注意力开始集中到如何提高磨矿过程的效率、降低能耗及材料消耗方面。其中从磨碎工艺流程，设备改进直至操作参数的调整方面的研究很广泛。值得注意的是从磨矿力学性质方面进行研究以提高磨碎效率开始引起人们的重视。过去只强调不同的矿石性质应该采用不同的工艺，而采用什么样磨碎方法则是很少考虑。但面对磨碎投资大及消耗高的现实，选矿工作者开始认识到不能忽视碎矿磨矿，并开始研究各种特定条件的

14、磨碎工艺。在90年代己有不少人提出，应该针对不同的矿石性质采用不同的磨矿工艺，并认为现代的矿石准备流程主要发展趋势在磨矿过程中增加矿物解离的选择性，以争取在最小的能耗下获得最大的矿物选择性解离。因此，对矿物磨碎规律的研究，增加矿物选择性解离的研究，介质尺寸及形状的研究，减少有价矿物过粉碎的研究，选择破碎作用强的磨矿方法及机械的研究，选择性磨碎回路中的分级设备的研究等均陆续出现，且绝大部分是围绕着选择性磨矿进行的。这方面的成果在当时也逐步应用于磨矿过程并受到较好的效果。目前冶金矿山矿石的磨碎均是依靠磨碎机械，该作业的属性为力学过程，且提高磨矿效率是当代选矿领域研究的一项重要技术课题。而要提高磨矿

15、效率，就要提高这个力学过程的效率。为此仅研究破碎力的大小及方式是不够的，还必须研究破碎的对象一一矿石及矿物的力学性质，研究在破碎力作用下矿石及矿物的破碎规律。只有研究破碎对象的力学性质，破碎过程的研究才具有强的针对性,才有可能取得较好的破碎效果。从矿石及矿物的破碎规律中即可找到减少“不必要破碎”的途径，又可找到提高破碎效率的途径，这同样是节能、节省材料消耗及减少有用矿物损失的一个重要方面。由此可见，以矿物机械性质差异及破碎方法差异为基础的选择性磨矿有着广泛的研究内容极广阔的应用前景，并将成为磨矿领域研究的重要方面。可以预料，选择性磨矿规律的应用将在相当广泛的领域内起到显著提高磨矿效率及降低消耗的重要作用。以上分析表明，选择性磨矿规律的研究及应用，是解决个旧选厂磨矿问题的关键几重要方向之一。如何实现选择性磨矿，首先是