碎矿与磨碎在选矿中的重要性

碎矿与磨碎在选矿中的重要性由矿山开采出来的矿石，除少数富含有用矿物的富矿外，绝大多数是含有大量脉石的贫矿。对冶金工业来说，这些贫矿由于有用成分含量低，矿物组成复杂，若直接用来冶炼提取金属，则能耗大、生产成本高。为了更经济地开发和利用低品位的贫矿石，扩大矿物原料的来源，矿石在冶炼之前必须先经过分选或富集，以抛弃绝大部分脉石，使有用矿物的含量达到冶炼的要求。在选矿工艺过程中，有两个最基本的工序:一是解离，就是将大块矿石进行破碎和磨细，使各种有用矿物颗粒从矿石中解离出来;二是分选，就是将已解离出来的矿物颗粒按其物理化学性质差异分选为不同的产品。由于自然界中绝大多数有用矿物都是与脉石紧密共生在一起，且常呈微细粒嵌布，如果不先使各种矿物或成分彼此分离开来丿卩使它们的性质有再大的差别，也无法进行分选。因此，让有用矿物和脉石充分解离，是采用任何选别方法的先决条件，而碎矿与磨矿的目的就是为了使矿石中紧密连生的有用矿物和脉石充分地解离。粉碎过程就是使矿块粒度逐，渐减小的过程。各种有用矿物粒子的解离正是在粒度减小的过程中产生的。如果粉碎的产物粒度不够细，有用矿物与脉石没有充分解离，分选效果不好;而粉碎产物的粒度太细了，产生过粉碎的微粒太多，尽管各种有用矿物解离得靠完全，但分选的指标也不一定很好。这是因为任何选别方法能处理的物料粒度都有一定的下限，低于该下限的颗粒(即过粉碎微粒)就难以有效分选。例如，浮选法对于5~10脚以下的矿粒，重选法对于19卢n以下的矿粒，目前还不能很好回收。所以，选矿厂中碎矿和磨碎的基本任务就是要为选别作业制备好解离充分且过粉碎程度较轻的入选物料，而且这种物料的粒度要适合于所采用的选别方法。若粉碎作业的工艺和设备选择不当，生产操作管理不好，则粉碎的最终产物或者解离不充分，或者过粉碎严重，都将导致整个选矿厂技术经济指标的下降。在选矿厂中，碎矿和磨碎作业的设备投资、生产费用、电能消耗棚材消耗往往所右的比例最大:设备费用占60%左右，生产费用占40%~60%;电能消耗占50%~65%，钢材消耗约占50%以上。故破碎和磨碎设备的计算选择及操作管理的好坏，在很大程度上决定看选矿厂的经济效益。综上所述，选矿厂的技术指标高低和经济指标好坏，其根源常常在于碎矿和磨矿，所以每个选矿工作者都必须认真对待碎磨工序和所用的设备，尽可能降低碎矿和磨矿的成本。1.2碎矿与磨矿工艺的一般特点通常进人选矿厂的原矿块度都很大，有的达到1500oun，而入选的矿料粒度一般又比较细(譬如浮选粒度通常在0.3nvn以下)，现有碎磨设备还不能一次就把巨大的矿块粉碎到符合要求的入选细度。因此，矿石粉碎只能分阶段逐步地进行，碎矿和磨矿就是粉碎过程中的两个大阶段。根据粉碎产物的粒度大小，碎矿阶段还分为粗碎段(碎到350~1000un)、中碎段(碎到100~40nun)和细碎段(碎到25-6mm)，磨矿阶段也分为粗磨段(磨到1~0.3nun)和细磨段(磨到O.1~0.074nun)。这些“段”是按所处理的物料粒度或者按物料经过碎磨机械的次数来划分的。不同的碎磨阶段要使用不同的设备，例如粗碎段用颚式碎矿机或旋回碎矿机，中细碎段则分别用标准型圆锥碎矿机和短头型圆锥碎矿机，粗磨段用格子型球磨机，细磨段用溢流型球磨机等。因为一定的设备只有在适宜的粒度范围下才能高效率地工作。实际生产所儒要的碎矿和磨矿段数，要根据矿石性质和所要求的最终产物粒度来确定。为了控制碎矿和磨矿产物的粒度，并将那些已符合粒度要求的物料及早分出，以减少不必要的粉碎，使碎磨设备能更有效地工作，破碎机常与筛分机械配合使用，磨矿机常与分级机配合使用。它们之间不同形式的配合组成了各种各样的碎磨工艺流程。1.3碎矿与磨矿技术的发展碎矿和磨矿不仅在选矿厂中是一个重要的工序，而且在建材、冶金、化工、煤炭、陶瓷和食品等许多工业部门生产中，也是一个不可缺少的重要环节。在碎矿和磨矿中电耗、钢耗及原材料的消耗极其巨大，例如J厂碎磨作业费用约占生产成本的30%以上，碎磨机械的耗电量约占全厂总耗电量的70%;有色金属选矿厂碎磨每吨原矿的平均电耗约为16kW.h，占选厂总耗电量的40%左右，钢耗平均约为1.5kg/t。因此，寻求改善粉碎过程的方法，改进设备的工艺性能以及研制新型高效设备，降低粉碎的能耗，成为许多领肿广大研究工作者的共同目标，受到世界各国的重视。粉碎过程中，粉碎机械必须以巨大的作用力施加在物料颗粒上，克服物料各质点间的内聚力，后，才能发生碎散，这就需要输入一定的能量。为了更有效地利用输入的能量和找寻节能的途径，提高粉碎机械的工作效率，必须弄清楚物料粉碎过程中能量消耗的规律丿卩粉碎功耗理论。这方面的研究已有100多年历史，取得不少成果，但直到现在粉碎理论还不太完善，仍需继续探讨。目前应用予工业生产的J粉碎方溃。仍以机械破碎法为主。这种方法申量利用率很低，输入1的能量大部分以热的形式散失掉。据介绍，破碎机械的电能利用率约为30%，而球磨机真正用于磨碎物料产生新生表面的表面能仅占总能耗的0.6%，被粉碎物料和气流带走的热却占了78.6%。，因此，探索非机械力作用的新的粉碎方法就成了粉碎领域中一个重要的研究课题。目前入们正致力于研究的新方法有:超声破碎、热力破碎、高频电磁波破碎、水电效应破碎以及减压破碎等。对于传统的机械粉碎方法，虽有效率不高和设备笨重等弊端，但毕竟还在广泛应用。因此，对粉碎设备的改进和创新也很受重视。近年来，新型的碎磨设备不断问世，如冲击颚式碎矿机、超细碎碎矿机、离心磨矿机、辊磨机、多筒球磨机，射流磨机等等，促进了粉碎技术的发展。在创新的同时，入们也致力于采用新技术、新材料以及新制造工艺等，对传统的碎磨机械加以改进，以提高其可靠性和耐久性，改善其工艺性能和工作效率，降低其重量和金属消耗，方便操作和维修。如碎矿机采用液压技术和大型滚动轴承，球磨机采用橡胶衬板、角螺旋衬板、矿层磁性衬板以及可以调整转速的环形电动机，筛网采用尼龙材料，等等。为了提高磨矿回路中分级设备的效率，减少有用矿物的过粉碎，各种新型细筛相继出现，如高频振动筛、湿法立式圆筒筛、旋流细筛等，开始应用于工业生产以取代原有的分级机械(如螺旋分级机)，效果很好。目前，碎矿与磨矿设备除了向大型化、高效化、可靠化和节能化发展外，入们还更加注意了机电一体化和电子控制技术的同步发展。为了掌握碎矿、筛分和磨矿工艺过程的规律，提高过程效率，人们也注意了了对工艺过程的研究，并建立了筛分动力学、磨矿动力学及磨矿介质运动学等有关理论。实践证明，这些理论对指导工业生产很有实际意义。通过学习，要使学生懂得碎矿和磨矿的基本理论及工艺知识.#能棚柒毋以分析碎磨过程中的工艺问题，了解主要设备的构造、工作原理、工艺性能、使用维赐和选择计算，以及粉碎领域目前存在的主要问题及发展趋势，为学好其他专业课和以后的工作提供帮助。