祝小紅 劉 芬 李劍威 朱圣林 廖伯承 楊 光

(江西銅業(yè)集團(tuán)有限公司 德興銅礦，江西 德興 334224)

銅選礦過(guò)程中銅粗精礦再磨一般采用濕式磨礦，磨礦介質(zhì)多采用金屬研磨介質(zhì)。磨礦介質(zhì)不但受自身、礦石的磨損，還會(huì)受到礦漿的電化學(xué)腐蝕，磨耗較高，占總介質(zhì)磨耗的5%以上。為提升粗精礦再磨效果并降低再磨成本，相關(guān)學(xué)者在再磨方面進(jìn)行理論研究的同時(shí)，還開(kāi)展了不同材質(zhì)、不同形狀磨礦介質(zhì)及再磨工藝對(duì)磨礦結(jié)果影響的試驗(yàn)研究，并取得了一定進(jìn)展[1-6]。氧化鋁陶瓷磨球因具有強(qiáng)度和硬度高、耐磨性好、高溫和化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)且無(wú)污染等優(yōu)異特性，被廣泛用于不同類型的陶瓷、瓷釉、玻璃、化工等工廠的厚硬材質(zhì)精加工和深加工。目前除陶瓷行業(yè)外，石英、化工等行業(yè)生產(chǎn)中也在陸續(xù)嘗試使用高鋁研磨球[7-11]?；诖?，本文研究采用氧化鋁含量為95%的氧化鋁球?yàn)樵倌ソ橘|(zhì)，并研究其對(duì)磨礦效果和選別指標(biāo)的影響。

1 粗銅礦再磨浮選原則流程

德興銅礦泗洲選礦廠二期日處理原礦量2萬(wàn)t，銅粗精礦再磨作業(yè)流程為：一段粗精礦先經(jīng)預(yù)先分級(jí)，沉砂自流入球磨機(jī)進(jìn)行再磨，再磨后的排礦與二段掃選Ⅰ精礦、掃選Ⅱ精礦一同進(jìn)入檢查分級(jí)，檢查分級(jí)的溢流與預(yù)先分級(jí)溢流合并進(jìn)入銅硫分離，原則流程見(jiàn)圖1。

圖1 銅粗精礦再磨—浮選原則流程Fig.1 Principle flowsheet of regrinding flotation for coarse copper concentrate

2 試驗(yàn)

2.1 鋼球再磨分級(jí)考查

鋼球介質(zhì)密度大，易導(dǎo)致磨機(jī)負(fù)荷較高，且運(yùn)行一段時(shí)間后磨損變形嚴(yán)重，磨礦效率降低。依據(jù)全年統(tǒng)計(jì)結(jié)果計(jì)算，其平均磨耗為28 g/t。試驗(yàn)前首先對(duì)目前生產(chǎn)中的銅粗精礦再磨分級(jí)作業(yè)流程進(jìn)行考查。鋼球再磨工藝流程見(jiàn)圖1，再磨介質(zhì)采用Φ35 mm的鋼球，磨礦分級(jí)考查結(jié)果為：鋼球充填率為34.88%，鋼球粒徑分布率如圖2所示；預(yù)先分級(jí)溢流中的-76 μm和-38.5 μm含量分別為95.06%和75.95%；檢查分級(jí)溢流中的-76 μm和-38.5 μm含量分別為85.43%和52.44%；預(yù)先及檢查分級(jí)總溢流中的-76 μm和-38.5 μm含量分別為91.69%和63.91%；預(yù)先分級(jí)效率為46.51%，檢查分級(jí)效率為39.51%，球磨機(jī)磨礦效率為0.887 t/(m3·h)。

圖2 鋼球粒級(jí)負(fù)累積分布率Fig.2 Negative accumulation of steel ball-level distribution

2.2 氧化鋁球磨礦試驗(yàn)

磨介氧化鋁球直徑分別為15、25、35 mm，其理化指標(biāo)見(jiàn)表1。試驗(yàn)過(guò)程中氧化鋁研磨球初裝球徑15、25、35 mm比例為3∶4∶3，當(dāng)充填率達(dá)到最佳狀態(tài)時(shí)，采用Φ35 mm的氧化鋁研磨球作為補(bǔ)加球。為了與鋼球磨介進(jìn)行對(duì)比，采用鋼球?yàn)槟ソ?，用另一臺(tái)球磨機(jī)進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，鋼球充填率為35%，每天補(bǔ)加Φ35 mm鋼球。

表1 氧化鋁研磨球主要理化指標(biāo)Table 1 Main physical & chemical indexes of high alumina grinding ball

3 結(jié)果與討論

3.1 充填率對(duì)磨礦效果的影響

氧化鋁研磨球充填率分別為20%、25%、30%、33%、35%，對(duì)比試驗(yàn)球磨機(jī)鋼球充填率為35%，兩臺(tái)再磨機(jī)輪換開(kāi)停，檢查分級(jí)溢流，進(jìn)行篩析對(duì)比，試驗(yàn)結(jié)果如圖3所示。

圖3 氧化鋁球與鋼球磨介在各充填率條件下所得料漿溢流細(xì)度對(duì)比Fig.3 Comparison of overflow fineness under different filling ratios using alumina ball and steel ball as grinding mediums

從圖3可以看出，氧化鋁球充填率為20%時(shí)，其再磨效果較對(duì)鋼球效果略差。當(dāng)氧化鋁研磨球在充填率低于35%時(shí)，其檢查分級(jí)溢流細(xì)度低于鋼球充填率35%時(shí)的再磨作業(yè)指標(biāo)；當(dāng)氧化鋁研磨球的充填率為35%時(shí)，檢查分級(jí)的溢流細(xì)度明顯優(yōu)于鋼球充填率為35%時(shí)的。對(duì)該條件下預(yù)先及檢查分級(jí)總溢流進(jìn)行篩析，測(cè)得其-76 μm和-38.5 μm含量分別為95.32%和71.36%。雖然氧化鋁磨介充填率為20%時(shí)，對(duì)粗銅精礦的再磨效果與鋼球充填率為35%時(shí)的差不多，但磨介充填率低時(shí)的磨礦效率太低，因此應(yīng)適當(dāng)增大磨介充填率。

3.2 氧化鋁研磨球磨耗

為確定氧化鋁球作為磨礦介質(zhì)時(shí)的磨耗，對(duì)銅粗精礦再磨作業(yè)進(jìn)行了為期半個(gè)月的球耗情況跟蹤測(cè)定，共分三個(gè)階段進(jìn)行檢測(cè)統(tǒng)計(jì)，結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 氧化鋁研磨球磨耗結(jié)果統(tǒng)計(jì)Table 2 Abrasion result statistics of alumina ball

由表2可知，測(cè)試期內(nèi)氧化鋁研磨球的平均磨耗為4.7 g/t。依據(jù)全年生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，鋼球年度單耗為28 g/t，即氧化鋁研磨球的磨耗較鋼球下降了83.21%。

3.3 氧化鋁研磨球能耗

試驗(yàn)期間，試驗(yàn)再磨機(jī)累計(jì)開(kāi)車2 738.7 h，累計(jì)用電量190 734.48 kW·h，試驗(yàn)再磨的單位電耗為0.084 kW·h/t。生產(chǎn)對(duì)比再磨機(jī)累計(jì)開(kāi)車272 773.18 h，累計(jì)用電量50 208.96 kW·h，生產(chǎn)再磨機(jī)單位電耗為0.194 kW·h/t。采用氧化鋁研磨球取代鋼球，其再磨機(jī)能耗降低了56.70%。

3.4 氧化鋁球磨礦對(duì)后續(xù)選別指標(biāo)的影響

為了深入研究采用氧化鋁研磨球?qū)︺~粗精礦再磨后對(duì)后續(xù)浮選指標(biāo)的影響，在試驗(yàn)及對(duì)比磨機(jī)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)3～5 d后，對(duì)后續(xù)選別指標(biāo)進(jìn)行了每期10 d共20 d的對(duì)比考查，二期的試驗(yàn)指標(biāo)與一期生產(chǎn)指標(biāo)對(duì)比情況見(jiàn)表3。

表3 試驗(yàn)穩(wěn)定期選別指標(biāo)對(duì)比Table 3 Comparison of flotation index in the stable period of the test

由表3可知，再磨階段采用氧化鋁研磨球取代鋼球后，對(duì)二段工藝流程技術(shù)指標(biāo)的影響很小，且在入選原礦品位相近時(shí)，二段銅精礦品位及銅回收率略好于鋼球?yàn)槟ソ橄到y(tǒng)的。

4 結(jié)論

1)氧化鋁研磨球可以取代鋼球作為銅粗精礦的再磨介質(zhì)。

2)再磨機(jī)中氧化鋁研磨球充填率35%的條件下，其分級(jí)總溢流中的-76 μm和-38.5 μm含量分別達(dá)到了95.32%和71.36%，較相同充填率的鋼球再磨機(jī)分別高出3.63%和7.45%，達(dá)到了再磨細(xì)度的要求，氧化鋁球取代鋼球作為二段磨礦介質(zhì)時(shí)，不影響再磨作業(yè)后的選別指標(biāo)。

3)采用氧化鋁研磨球可有效降低銅粗精礦再磨作業(yè)的球磨單耗及能耗，較鋼球介質(zhì)再磨機(jī)磨耗下降83.21%，能耗下降56.70%。