現階段磨礦介質的研究進展及發展方向

鄢富坤，蔡燦，黎元龍，曾曉島

現階段磨礦介質的研究進展及發展方向

鄢富坤，蔡燦，黎元龍，曾曉島

（貴州甕安經濟開發區管理委員會，貴州甕安，550400）

我國礦產資源豐富，但富礦資源比較少，要通過磨礦作業來將有用礦物和脈石礦物充分解離并達到合適的選別粒度。開展對礦介質的現狀及發展趨勢研究，提高磨礦作業中磨礦介質與礦物原料的匹配性，提高磨礦介質的針對性，對實現對資源的綜合、高效利用，是很有必要的。

資源；磨礦；磨礦介質；發展趨勢

前言

我國磷資源豐富，但富礦資源比較少，除這部分富礦可直接深加工利用外，絕大部分礦石需經破碎選別才能被利用。大多數礦石中的有用礦物和脈石礦物常常緊密連生在一起，須進一步通過加工處理后才能加以利用，而將有用礦物和脈石礦物充分解離并達到合適的選別粒度，通常又是通過磨礦作業來完成的，其中由于磨機的磨礦作業都是靠運動的磨礦介質來實現的。隨著人類對礦產資源的進一步開采和利用，富礦資源日益減少，礦石的貧、細、雜問題也日益凸顯，針對此情況展開磨礦介質的現狀及發展趨勢研究，提高磨礦作業中磨礦介質與礦物原料的匹配性，提高磨礦介質的針對性，，對實際生產和理論研究都有十分重要的意義[1-3]。

1 現階段磨礦介質的進展

1.1 圓錐柱形介質

圖1 圓錐柱形磨礦介

波蘭科沙林學者Tadeusz等通過大量的試驗研究，發明了一種介質雙面運動的新型選擇性磨礦方式，可以很大程度上提高磨礦效率；Doering國際公司研制的Cylpebs磨礦介質（圓錐柱形介質）、Donhad公司生產的Powerpebs磨礦介質（長柱狀磨礦介質）、法國Wheelabrator Allevard Enterprise公司制造的Millpebs磨礦介質（鋼砂拋丸磨礦介質），并且取得了很好的選擇性磨碎效果[4-6]。

1.2 凹形球介質

F·L·馮克魯格爾在前人對圓柱、圓錐、立方體和六棱柱等形狀的基礎上，通過大量的科學實驗和長期研究，最后發現使用一種帶有部分凹形球介質，這種磨礦介質與普通球相比，它的比表面積更大，因此磨礦效率也較高，另一方面，由凹形面和凸形面接觸產生的磨礦選擇性提高了，與棒磨機中棒的作用類似，大顆粒保護了小顆粒[7-10]。

圖2 兩種類型的凹形磨礦介質

通過試驗發現，采用較粗的給料時，無論凹形磨礦介質面積占全部介質的比例如何，在37μm到150μm的范圍內，產品都比較細，從而證實了磨礦的選擇性作用。

1.3 短柱形介質

在國內，昆明理工大學的段希祥教授在李啟衡教授等前人的基礎上，提出了精確化裝補介質的方法及計算公式，而且從磨礦介質的形狀入手，提出短柱形小尺寸介質既在轉動性能方面有所改善，比表面積也較大，作業時有短線接觸的破碎作用特性，產品粒度特性均勻及過粉碎輕，是一種適宜于細磨的介質形狀。通過在云南、貴州、河南、江西、甘肅等地眾多選廠的應用研究，都取得了令人比較滿意的效果[11-12]。

圖3 短柱形介質結構示意圖

1.4 膠囊球介質

近階段出現一種新型的磨礦介質，因形似膠囊，所以被稱為膠囊球磨礦介質。它有較大的比表面積，而且能靈活級配，集圓形磨球、圓柱形磨棒的優點于一身，既有磨球效能中的點與點接觸，又有鋼棒效能中的線與線接觸，為一種高效率的磨礦新介質。這種新型的膠囊球研磨介質的結構特征在于膠囊球中部為腰鼓型的兩大端相接的圓錐臺，兩段部為光滑相連的小半球面。膠囊球的總長度L約等于1～3.5倍小半球面底部直徑D；小半球面的球面半徑R等于0.4～1.2的小半球面底部直徑D；腰鼓形的兩相連圓錐臺長度H等于1～2.5小半球面底部直徑D，其圓錐臺錐度1：a為1:50。通過試用證明，這種新介質一方面能夠提高磨機的粉碎能力，降低研磨介質的消耗；另一方面，適當地延長了研磨體本身的使用壽命。所以，基于以上的這些優點，國內已經出現部分廠家現在生產出了多種規格的膠囊球，被廣大實際生產單位所喜愛。

圖4 膠囊球結構示意圖

2 磨礦介質的發展方向

新型磨礦介質部分已經成功應用到實際生產中，主要服務于化工、建材、制藥等方面行業，取得了很好的效果。從研究細磨的運動形式來看，細磨下應放棄強烈沖擊的作用，主要采用磨剝作用，再輔以輕微沖擊作用，這樣才有好的效果。所以，昆明理工大學的段希祥教授提出采用硬而耐磨的介質材料，研究顯示，新型細磨介質耐磨鑄鐵段，不僅生產率高，過粉碎輕，而且磨礦產品單體解離度高，選別指標好，磨礦綜合成本低，全面改善了細磨及選別過程。所以，耐磨鑄鐵段應是新型細磨介質材質的較佳選擇。隨著磨礦介質的發展，將材料科學與新型磨礦介質的研發應用相結合，有很廣闊的前景。

3 結語

（1）現在普通使用的圓形磨礦介質，存在著貫穿力較強，容易過粉碎、產品粒度不均勻等問題，造成磨礦作業的能耗和鋼耗較高情況。

（2）新型磨礦介質從形狀入手，增加了磨礦介質的作業選擇性，并在實際生產中取得了很好的效果。

（3）磨礦介質的發展方向，主要集中在增加磨礦選擇性、針對性的同時，提高介質耐磨耐損性能，達到提質增效的效果。

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Research progress and development direction of grinding media at this stage

Fukun Yan，Can Cai，Yuanlong Li，Xiaodao Zeng

（Guizhou Wengan Economic Development Zone Management Committee, Wengan,550400）

China is abundant of mineral resources, but High-grade ore resources are relatively Less content. It is necessary to fully dissociate useful minerals and gangue minerals through grinding operations and achieve appropriate separation size. It is necessary to carry out research development trend of ore medium, improve the matching between grinding medium and mineral raw materials in grinding operation, and improve the pertinence of grinding medium, so as to realize the comprehensive and efficient utilization of resources at present situation .

Resources; grinding; grinding media; development trend

10.19551/j.cnki.issn1672-9129.2019.03.023

TD453

A

1672-9129(2019)03-0066-03

鄢富坤，男，碩士研究生,化工高級工程師。E-mail：zgbjyy1234@126.com