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矿石可磨度试验

放大字体  缩小字体    发布日期:2020-05-22  作者:768  浏览次数:39
核心提示:工艺试样的准备选矿工艺试验所需的试样量取决于试验的内容和规模。实验室试验一般需要50 至5000千克试样,半工业和工业试验则需要几拾、几百甚至几千吨试样。试验前应根据矿石性质拟订试验方案,按照设想的选矿方法和试验流程确定所需 的
 工艺试样的准备

选矿工艺试验所需的试样量取决于试验的内容和规模。实验室试验一般需要50 5000千克试样,半工业和工业试验则需要几拾、几百甚至几千吨试样。

试验前应根据矿石性质拟订试验方案,按照设想的选矿方法和试验流程确定所需 的试样品种,以及各类试样的数量和粒度除了选矿工艺试样外,还必须考虑为研究矿石 组成特性所需的分析和鉴定试样。

试验前样品的加工准备过程由一系列的破碎和缩分工序组成。总的原则有二条, 一是必须始终注意保持试样的代表性;二是不应作不必要的破碎,要让暂时不用的矿样 在尽可能粗的粒度。下贮存备用。有关的理论和方法可参看本书第21篇。

在破碎和缩分前应仔细地按照釆样说明书和装箱卡逐箱地查验全部样品,以免发 生差错。加工设备和场地在工作前后均应认真清扫,以免油类污染、异物混入或不同物 料相互夹杂。

2-2所示是一个粗细不等粒度嵌布矿石选矿试样绩分流程的例子。试样原始 重量!0 * 2000千克,最大粒度"0 = 50毫米。由于入选粒度须在试验中确定,因而在这 里平行地准备了几份具有不同粒度上限的选矿试样。为了保证试样的代表性,每次缩分前均根据试样粒度计算试样的最小必需量。第一、二段破碎一般使用实验室型颚式 破碎机,第三段破碎用对辊机。

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 矿石可磨度试验

(一)概述

矿石可磨度是按比例放大原则计算工业磨机所必需的基准数据,是可以通过实验 测定的矿石特征常数,在不同磨矿条件下其值不变或仅按一定比例变化。随着工业磨 机计算方法的不同,可磨度的度量方法也不同,常见的有功指数法、能量效率法、新生比 表面法和单位容积生产量法等。

在世界范围内目前应用最广的是F.C.邦德(Bond)提出的功指数法。邦德认为: "磨矿时有效消耗的总能量与磨矿产品粒度的平方根成反比。国内长期沿用的是单位容积生产量法,通常用单位容积磨机产出的新生-75微米 物料量度量可磨度。测定时一般取基准矿石与待测矿石同时试验,釆用比较法求相对 可磨度系数,然后根据已知的基准矿石可磨度数据计算待测矿石的可磨度。

(二) 用落重试验确定功指数

落重试验亦称冲击破碎试验,是测定矿石可碎性和可磨性的早期方法之一,经不断 改进之后至今仍未被完全淘汰。早期使用的落重试验装置的基本构件为一块带有凹陷 型试样室的钢砧和一个柱形冲模,利用自由落下的重物(球)冲击冲模而击碎矿石。可 磨度用每焦耳功所产生的新表面度量。邦德曾设计了双摆球式和双摆锤式冲击破碎试 验装置,用两个相向摆动的球或锤代替落球或落锤和钢砧,根据试样冲击破坏强度计算 功指数。最近英国M.E.阿西姆(Asim,1984)改进的落球试验装置,是在试样室内放置 四个呈方形排列的球,将试料层围在中心部位,然后用沿导向筒自由落下的第五个球直 接冲击试料层,以此模拟球磨机中的冲击破碎过程。此法虽不及实验室磨矿机试验接 近生产实际,但却可以研究矿石逐步破碎过程中每一步的矿石粒度分布的变化(用选择 函数和破碎函数度量)和能耗(用邦德功指数度量),并可将全部试料取出做粒度分析而 不必取样。

(三) 用常规磨矿机确定功指数

下面先介绍邦德在美国艾利斯一查默斯(Allis - Chalmers)实验室制定的标准棒磨 机和球磨机试验程序。

标准棒磨机试验

给矿破碎到小于12.7毫米(0.5英寸),取样筛析。取1250厘米B试料装在量筒中 并称量,给入磨机中闭路干磨。棒磨机直径305毫米(12英寸),长605毫米(24英寸), 波形衬板,倾角可调。装直径31.75毫米(1.25英寸)棒2根,44.45毫米(1.75英寸)棒 6根,棒长533.4毫米(21英寸),总重33.38千克。

为了使磨矿机两端物料分布均匀,磨机在水平状态下先旋转8转,然后上倾5。,旋 转一转,再下倾5。,又转一转,最后调至水平状态再转8转。排矿时倾倒45。转30转。 所得产品用试验筛筛分,筛孔范围为4-65目(4750-212微米),称量筛下产品,并计算 出每转磨出的合格筛下产品量。筛上产品作为循环负荷返回,补加与筛出量相等的新 给矿,一起送入棒磨机进行第二周期的磨矿。循环负荷按100%控制,即每次磨出的筛 下产物量大致等于给矿量的50%

标准球磨机试验

用破碎到小于3350微米的矿石作为标准给矿,必要时也可用较细给矿。先取样筛 析,然后用量筒量取700厘米3矿样给到球磨机中干磨。第一周期磨矿持续100转。倒 出用试验筛筛分,筛下物称重取出,补加等量新给矿与筛上物一起给到球磨机中进行第 二周期磨矿,控制循环负荷量为新给矿的250%,其余操作方法与棒磨机试验相同。

球磨机规格为305 5 305毫米,用光滑内衬。装36.5毫米球43个、30.2毫米球67 个、25.4毫米球10个、19.1毫米球71个、15.9毫米球94个,总计285个,重20.125千 克。磨机转速为70转/分。

几十年来提出过许多改进性或简化了的试验程序,均只能认为是邦德试验程序的 补充。例如,D.G.阿姆斯特朗(Armstrong)认为,开路分批棒磨产品与工业闭路球磨产 品的粒度分布相似,因而建议用实验室棒磨机开路湿式磨矿取代干式球磨机闭路磨矿 法测定球磨功指数。T.尼蒂(Niiti)认为,在整个磨矿过程中单位能耗并非固定不变,因而建议要在试验中连续地测定和记录能耗的变化情况。T.F.贝里(Beny)提出了用比 较法测定功指数的试验程序。

比较法确定邦德功指数

此法是基于下列假设:若两种重量相等的矿样,在同一磨机内磨碎,当给矿粒度大 致相等,磨矿时间、矿浆浓度和磨机转速均相同时,所需要输入的功也相等。

比较法确定邦德功指数

此法是基于下列假设:若两种重量相等的矿样,在同一磨机内磨碎,当给矿粒度大 致相等,磨矿时间、矿浆浓度和磨机转速均相同时,所需要输入的功也相等。

类别

主要测定方法和仪器

最适粒度范围

ptm

粒度定义方法

 

光学显微镜

40$0.8

投影面宽度或其等面

 

电子显微镜

1-0.001

积圆直径

计数法

场干扰法 激光测粒仪 电敏测粒仪

200 - 0.5

等场强干扰度球体直径

比表面

吸附法

10 $ 0.01

等比表面积球体直径

测定

渗透法(层流)

100 $ 0.5

 用一套由粗至细的标准试验筛将试样筛分成不同粒度级别的方法叫做筛分分析。

标准试验筛

各国试验筛孔尺寸已标准化。我国过去长期沿用的是美国泰勒筛标准。原泰勒筛 筛制的基筛为200网目一每英寸长筛网含200个筛孔,筛孔净长74微米,相邻两筛 筛孔尺寸比(简称筛比)为! = 1.414(主筛比)或之! = 1.189(辅助筛比)。泰勒筛制在 一个相当长时期内被世界上许多国家广泛釆用。后来美国、英国和日本等国的国家标 准或工业标准都是以泰勒筛为基础制定的。与此同时,在西欧却逐步地形成了以1毫 米筛孔的筛子为基筛,以!10 + 1.2589为主筛比的"10系列筛制,并被推荐作为国际 标准筛制。国际标准化组织(ISO)筛子、筛分分析及其他粒度分析方法”技术委员会 1959年荷兰会议,为了协调两类筛制,提出了两个折衷方案,作为ISO标准。两个方案 的主系列都是"20/3系列 以1毫米筛为基筛,(+ 1.40为筛比。第一方案按 西欧习惯取!0 + 1.12为辅助筛比,组成辅系列"20;第二方案则以(!0)3 + 1.19为 辅助筛比,构成辅系列"40/3,与原来泰勒筛制接近。在此以后,各国都以此为基础修 订了各自的国家标准。表2_2列出的是ISO现行标准和各国现行标准,均注明了最后 一次修订或认可的年份。

在选矿工艺试验中涉及的物料粒度一般小于100毫米。其中100至6毫米物料的 筛析,釆用冲孔钢板或金属丝网制成的手筛。冲孔筛的孔径下限为1毫米,由呈方形排 列的方孔或三角形排列的圆孔组成。6至0.038毫米物料的筛析通常用成套的标准试 验筛,其中100微米以上用于干法筛分,再细时用湿法筛分。微细物料的筛析使用电成 型或电蚀技术制成的镍板微孔筛,据报导商业微孔筛孔径范围为150 $5微米,实际常 用的则为25 $5微米。普通标准试验筛用机械振筛机振动,微孔筛则须置水中利用超 声波振动被筛物料。

B试验操作

干法筛分是先将标准试验筛按顺序套好,把试样倒入最上层筛面上,盖上顶盖,放到振筛机上筛分15分钟左右.然后将最下层筛子取下,用手持筛子在橡胶布或光面纸 上进行检查筛分。如果一分钟内所得筛下物料量小于筛上物料量的0.1~0.5%(视物 料性质而定,脆性易碎物料取上限),就可以认为筛析已达终点,否则还要放回振筛机上 继续筛分。筛分结束后,将各粒级产品倒出称量。为清除筛孔中的难筛颗粒,可将筛子 倒置,然后用手轻轻拍击筛框,使嵌在孔中的颗粒振落,也可使用软毛刷清扫,但对100 微米以下的筛网,毛刷常使筛丝扭曲,筛孔变形。筛孔堵塞过多时,须置水中用超声波 清洗干净,才能供下次使用。筛分损失量不应超过0.5 ~ 1%。

含泥多的粘结性物料,须釆用干、湿联合法筛析。此时可先将试样用水浸湿泡散, 或直接倒在细孔(75或100微米)筛上,用手持筛子在水盆内进行筛分。为提高筛分效 率,应将筛子不断地摇动,但不要提出水面。盆中水过度浑浊时须另换一盆清水继续筛 分,直至盆中水不再变浊为止。然后将筛上物料烘干并称重,再按干法进行筛析,底层 筛筛下物料与湿筛时筛下的细泥合并,筛上各级分别收集。近年来已设计出可供湿法 筛析用的套筛和振筛机,水流从顶盖上的喷流水管给入,经各层筛网,由底盘侧边排水 管流出。须注意的是,即使釆用湿式套筛,底层筛筛孔也不宜小于38微米,否则很易堵 塞。再细时需使用微孔筛,在超声波作用下进行湿筛,但超声波频率不当时可能损坏筛 面,操作中必须注意。

筛析所需试样的最小重量取决于最大粒的尺寸,可根据本书21篇介绍的公式计 算。每次给入成套试验筛的试样量以25 ~ 150克为宜。如果超过很多,就应分几次筛 分。直接用75微米筛湿筛时,每次筛分试样量不宜超过50克。

不适宜于湿筛的细物料,可使用气流喷射筛(Air-jet sifter)筛析。射流筛的基本工 作原理是,置标准试验筛于封闭的筛室中,让有压气流通过可扫越全部筛面的旋转扁喷 嘴由下向上吹过筛网,翻松试料,然后依靠筛下的负压,使小于筛孔的细粒在气流挟带 下穿过筛网,落入收集容器中。由于气流两次穿过筛网,所以筛孔不易被堵塞,筛分粒 度下限可以达到10微米。

C筛析数据处理

筛析结束后,应根据各粒级的重量计算各粒级的产率,即重量百分数,以及累计 (积)产率。筛上累计产率指的是,大于某一筛孔尺寸各粒级产率的总和;相应地,筛下 累计产率是指小于该尺寸的粒级的总产率。在选矿工艺试验中,还常需将各粒级产品 分别化验,然后计算金属在各粒级中的分布率。

筛析结果常用图形表示,称为筛析曲线,或粒度分布曲线。一般用累计曲线,即横 坐标为粒度,纵坐标为累计产率。有时也利用直方图绘制频率分布曲线,即各粒级产率 与各级平均粒度的关系曲线,此时可利用均值、标准离差、偏度、峰度等统计量具体地表 征物料的粒度特性。

用普通坐标分度法绘制的筛析曲线的主要缺点是,试点沿粒度坐标分布疏密不匀, 细粒部分试点密集,粗粒部分稀疏。为了使试点在图上分布均衡,提出了 10个以上改 进方法。最重要的设想是利用对数坐标代替普通坐标。若仅粒度坐标按对数值分度,则称为半对数曲线图;如果累计产率和粒度都按对数值分度,就叫做全对数曲线图。


 
 
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