中關鐵礦球磨機磨礦介質尺寸與配比試驗

涂光富 郭 斌

(河北鋼鐵集團沙河中關鐵礦有限公司)

球磨機內磨礦介質的尺寸與配比影響著球磨機的生產能力和磨礦產品的粒度特性。以中關鐵礦選礦廠為例，通過球磨機初裝球的精確化和補加球的科學化控制，有效改善磨礦產品質量，從而提高整個選礦廠的經濟技術指標。

1 礦石粒度特性

中關鐵礦選礦廠球磨機以鋼球或鋼段作為磨礦介質，原礦粒度組成見表1，計算球磨機介質尺寸時暫不考慮-0.074 mm粒級，入磨礦石粒度組成見表2。

表1 原礦粒度組成

表2 入磨礦石粒度組成

2 介質尺寸計算

根據段氏半理論公式，計算球磨機介質直徑[1]：

(1)

式中，Kc為綜合修正系數;ψ為磨機轉速率,%；σp為礦石抗壓強度，MPa；ρc為磨礦介質在礦漿中的有效密度，g/cm3；D0為介質“中間縮聚層”直徑，cm。

計算中關鐵礦選礦廠球磨機介質(高鉻介質)直徑時，對各參數進行取值。

(1)Kc與原礦粒度d的對應關系見表3。

表3 Kc與原礦粒度對應關系

通過表3繪制Kc與原礦粒度d的關系曲線，并擬合函數關系：Kc=3.127d-0.432，擬合度較高，R2=0.975 6。

(2)球磨機轉速率ψ=75%。

(3)礦石抗壓強度σp= 52.18 MPa=521 800 g/cm2。

將上述參數和Kc=3.127d-0.432=3.127 代入式(1)計算球磨機介質直徑：

Bb=14.47d0.568.

(2)

計算相應礦石粒度d對應球磨機介質尺寸Bb，結果見表4。

表4 中關鐵礦球磨機介質尺寸計算 mm

由表4可知，根據礦石粒度，可選擇φ60 mm鋼球和φ40 mm×50 mm、φ25 mm×20 mm鋼段3種磨礦介質。

3 磨礦介質配比試驗

3.1 試驗方法

以φ60 mm鋼球、φ40 mm×50 mm和φ25 mm×20 mm鋼段為磨礦介質，采用全粒級礦石進行不同磨礦介質配比的磨礦試驗。對磨礦產品進行篩析，以磨礦產品中各粒級含量為考核指標，考察不同磨礦介質配比對磨礦效果的影響。磨礦產品篩分流程見圖1。

圖1 磨礦產品篩分流程

3.2 試驗結果與討論

磨礦介質配比試驗礦樣質量30 kg，采用φ460 mm×600 mm球磨機(有效容積100 L，介質充填率31%，介質質量150 kg，磨礦濃度75%、磨礦時間15 min)進行磨礦介質配比試驗。試驗條件見表5，結果見表6。

表5 磨礦介質配比條件

表6 不同配比方案的磨礦產品粒度產率

表6表明，隨φ25 mm×20 mm鋼段配比的增加，磨礦效果越來越好；φ60 mm鋼球和φ40 mm×50 mm、φ25 mm×20 mm鋼段質量比為1∶1∶8時，磨礦效果最好，-0.074 mm粒級達到最高，為66.06%；繼續增加φ25 mm×20 mm鋼段配比，磨礦效果有所下降。隨φ25 mm×20 mm鋼段配比的增加，-0.038 mm粒級含量越來越小，過磨問題得到有效改善。

4 結 論

中關鐵礦原礦-0.074 mm粒級含量11.93%，根據段氏球磨機介質直徑半理論公式計算中關鐵礦磨礦介質最佳尺寸為φ60 mm鋼球和φ40 mm×50 mm、φ25 mm×20 mm鋼段；由磨礦介質配比試驗確定φ60 mm鋼球和φ40 mm×50 mm、φ25 mm×20 mm鋼段的質量比為1∶1∶8，此時磨礦產品細度最大，-0.074 mm粒級占66.06%，且-0.038 mm粒級含量較小，過磨問題得到一定程度的改善。試驗結果有助于實現球磨機初裝球的精確化和補加球的科學化，從而改善磨礦產品質量、提高選礦廠經濟技術指標。