两段磨矿精确化装补球方法的开发及应用研究.docx

前 言
球磨机作为传统的粉磨设备，已经有一百多年的历史。球磨机作为将固体物料细化制粉的重要设备，广泛应用于冶金、化工、水泥、陶瓷、建筑、火电、医药以及国防工业等部门。尤其是冶金工业中的选矿部门，磨矿作业更是具有十分重要的地位。在选矿工业中，磨矿是矿石入选前的一道重要工序，它接受破碎作业的产品，继而将矿石磨碎到选别作业所要求的粒度。除少数有用矿物单体解离度高的砂矿和部分高品位富矿不需要磨矿外，几乎都需要经过磨矿使有用矿物获得比较理想的单体解离度及合适的细度。随着全球性工业化进程的加速，矿产原料等粉体需要量剧增，仅我国每年需要经球磨机粉磨的物料就有数十亿吨。国内外矿产资源的大量开发利用使得矿产资源日趋贫化，那些优质、易磨和易选的矿产资源逐渐枯竭，代之而来的是大量的低品位矿产资源。对低品位矿产资源的利用，需要将有用矿物与脉石矿物有效分离，并经过选别之后，才能成为适于工业应用的优质原料。因此，这就使需要用球磨机处理的固体物料量大大增加。
碎矿和磨矿是选矿厂的领头工序，选矿厂的作业率和原矿的处理能力实际上取决于球磨机的生产率和处理能力。球磨机作业的优劣直接影响着整个选矿厂的经济技术指标。磨矿生产指标的改善，可使后续作业的生产指标得到改善，如提高有用矿物的单体解离度、降低有用矿物的过粉碎可以提高选别作业的精矿品位和有用矿物的回收率，减少有用矿物的金属流失，提高选矿厂的过滤效率等。
选矿厂中的碎矿和磨矿的投资占全厂总投资的60%左右，磁选厂甚至达75%以上，电耗也占选矿的50%～60%，生产经营费用也占选厂的40%以上。同时，磨矿作业产品质量的高低也直接影响着选矿指标的高低。因此，碎矿和磨矿工段设计及操作的好坏，直接影响到选矿厂的技术经济指标，经济而合理的完成磨矿的基本任务，是每个磨矿工作者的职责。
众多磨矿工作者长期以来，围绕着通过什么样的工艺或方法来全面改善磨矿效果，其中最有实际意义的是从磨矿介质这个因素入手，使磨矿效果全面改善，这是因为磨矿作业是通过磨矿介质实现的。
然而，磨矿介质又受诸多因素如介质尺寸大小与形状、磨机装载量、介质配比、合理补加钢球制度和磨机转速等因素的制约。任何一个环节的细小变化都会影响着磨矿效果的好坏。如钢球尺寸过大，则会导致钢球的破碎力太大，容易造成贯穿破碎，产生过粉碎；使用不同钢球配比的装球制度其磨矿效果明显比只装一种钢球的效果好；一天补一次或多次补少量球比一星期或一个月补加一次钢球，其效果也要好。
国内外选矿厂的磨矿流程应用最广泛的是两段磨矿流程，其主要优势就是具有生产能力大、磨矿产品特性好及选别指标好等。然而，过去的研究却忽视两段磨矿的研究，李启衡教授主编的《碎矿与磨矿》中介绍的“合理平衡装补球方法”也是介绍一段磨矿的，在装补球制度上对两段磨矿的研究基本没有。
课题组于2003年开发了一段磨矿中的装补球方法，在许多厂矿应用效果显著，但是将此方法应用在两段磨矿时，处理量反而会大幅下降。可见，在两段磨矿流程简单机械的搬用一段磨矿的装补球方法是不行的，必须针对两段磨矿的具体特点分别开发粗磨段及细磨段的精确化装补球方法。
本论文主要研究内容为：在两段磨矿中针对矿石的力学性质调节磨矿介质，使磨矿效果得到全面的改善，从而提高整个选矿厂的经济效益。即研究矿石的力学性质尤其是岩矿抗压强度的测定方法，研究钢球在磨矿中的作用并确定精确计算钢球尺寸的公式，运用破碎统计力学原理确定钢球的种类及配比并在实验室用四种方案验证其正确性，根据钢球的磨损规律进行精确简易的补加钢球，在粗磨段进行提高粗磨机转速的适应性研究，在细磨段用新型细磨介质替代传统钢球，深化拓展两段磨矿中的精确化装补球方法，使磨机中随时都保持适合矿料组成的钢球配比，使磨机内的球荷特性始终处于最佳球荷范围内。
本论文将开发的两段磨矿精确化装补球方法应用在云南狮子山铜矿后，；%，%；%。。
本论文将在后续各章节详细介绍上述研究内容及实际应用的效果。
第一章 文献综述
磨矿作业的分类与目的
不同的磨矿过程有不同的性质和目的，并且对磨矿机械的施力状态也有不同的要求。认真分析一下各种粉磨作业的应用情况，可以将磨矿作业大致分为以下四类[1]:
（1）擦洗性磨矿。此类磨矿的目的既不是解离矿物，也不是粉碎矿料，而是为了使矿粒充分暴露新鲜表面，以利于和粘结剂粘结并得到好的粘结质量。建筑砂料的磨矿，水泥制件砂料的磨矿，冶金球团工艺中的润湿磨磨矿等等均属擦洗性磨矿。在此类磨矿中，过度磨矿是有害的，产生的矿泥将影响产品质量，矿砂遭受过度打击也降低产品强度。因此，充分