破碎磨矿技术的研究和进展04

61JKSimMet现状•世界上销售量最大，使用最广的选矿软件•超过300单位使用JKSimMet–生产单位用于优化操作–工程单位用于流程设计–大学用于新一代工程师的训练JKDropWeightJKSimMJK自磨/半自磨数学模型结构LoadProductMassTransport,DBreakageFeedBreakageRate,RAppearanceFunction,APerfectMixingmodel:j1626364“地质到冶金”综合研究作业成本($/t)能耗(kWh/t)爆破0.200.2破碎0.800.5-2磨矿4.0020-10065粉体工程的成本•合理安排各个作业的产品粒度•让低能耗低成本的作业多出力•综合优化Cum.%Passing10020110100100010000Particlesize(mm)66Design1Design2Design31250tph爆破产品粒度分布对自磨机处理量的影响1009080701420tph60501480tph403067爆破矿粉对于后续作业的不利影响•自磨机的处理量–需要大块矿石作磨矿介质•堆浸的渗透性–细粉渗透性和回收率•铁矿石矿块/矿粉比–块矿价格：960元/吨–粉矿价格：850元/吨68矿山生产的现实…•原矿的粒度分布影响破碎和磨矿的生产。•改变给矿的粒度分布可以提高破碎磨矿的效率。•采选之间的生产成本可能要重新分布，但是公司的总效益会得到改善。•采选之间缺乏共同语言。69Mine-to-Mill®的技术70过程模型BlastModelsSizeOSSOSSSizeFeederMillDataOreCharacterisationBallAdditionFeedRateLoadSpeedFeederRatiosBallAdditionFeedRateWaterPowerWaterSpeedMillModelsDCSPredictedFragmentationDispatchSystemFeedRateOremovementDrillDataOreCharacterisationDilutioncontrolBlastParameters爆破设计爆破产品的粒度测量破碎机和磨矿机的控制71爆破模型(JKSimBlast)72爆破产品的粒度在线测量-Split73钻探岩心破碎特征和爆破考查爆破模型磨机模型破碎磨矿考查Scoping&ProjectPlanningMonitoring&Modelling仿真优化•MainComminutionValidation和实施Implementation验证&74P843A参与单位ResearchProviders(Sumitomo)•为磨矿生产提供最佳给矿硬度和粒度75CourtesyCSIRO矿体数据库•配矿的依据•为选厂提供稳定的品位FrequencyLow5101520253076粗粒废石合理应用矿体数据库粗粒贫矿0.25300250100150200FragmentationSize(mm)501.00.80.60.40.2000.20.150.10.0500FinelyConcentratedOre细粒富矿ConventionalBlastCoarseCoarseWasteGrade(kWh/t)A*bBMWiTPH1,0001,250A*bGeM(t/h)10010305159025702050301120113811641176119212121232126212681292131613341356137013921408143014481464Depth(m)77COARSEORESTOCKPILESAGMill40ft.x22ft.20.0MW用钻探岩心A*b/Wi预测处理量A*bconvertedtoCadiaHillSABCcircuitTPHEstimates…integratedwithBondWItoestimatecircuitcapacity!FROMCRUSHINGTOFLOTATIONBallMill22ft.x34ft.9.0MWBallMill22ft.x34ft.9.0MW2,0001,750TOFLOTATION1,500PebbleCrusherMP10002x750kW78爆破孔碎末硬度测试•地质和勘探过程中记录爆破钻孔碎末的硬度•爆破钻孔碎末的取样–对粗颗粒测试硬度–结合粒度分布和颗粒硬度预测选厂处理量–模型因矿山和矿石而异79收益铜/金矿煤铜矿铁矿提高处理量7.5%减少煤矸石的含量，减少粉煤,提高灰分的解离度年产值提高2千5百万美元通过改变爆破设计使块矿的产率提高1%，通过破碎机间隙的调整进一步提高块矿产率1-3%80高压电脉冲破碎矿石的研究历史•高压电脉冲曾被用于––––提纯核工业材料从水里分解氧和氢打破肾结石挖涵洞工程中用于破碎矿石•在矿物工业中的应用–矿物单体解离•进展缓慢–高能耗(~100kWh/t)•近年来JKMRC与selFrag制造商的合作–改进能量使用效率8182高压电脉冲的原理和特征•SelectiveFragmentation(selFrag)–高导电率/介电常数的矿物–选择性破碎•上升脉冲时间小于500ns时，固体比水更容易破碎。83selFrag操作•••••湿式作业脉冲电压：90-200kV电极距离：10-40mm脉冲周期：1-5Hz适用颗粒尺寸：–试验室型：45mm–半工业型：150mmCum.Passing(%)脉冲破碎产品的粒度分布•与机械破碎相比，产品更粗–相同的能量输入•细颗粒和超细颗粒少–3.5%vs.17.7%-106mm@8.9kWh/t–8.6%vs.47.7%-106mm@21.9kWh/t•不适合用于粒度减小作业−达到相同的t10需要两倍机械破碎的能量•适合用于要求产生尽量少细颗粒的作业8410090807060504030201001000.010.1110ParticleSize(mm)Mechanical,8.9kWh/tselFrag,8.9kWh/tMechanical,21.9kWh/tselFrag,21.9kWh/t%ChangeinA*bA*bValue85降低矿石硬度•预处理作业破坏矿石结构––––小于4kWh/t裂缝和微裂缝X-光裂缝成像水银孔隙度的测定•矿石强度降低–A*b增大–粒度效应0504030201010090807060Ore1Ore2Ore3Ore516014012010080604020001020304050ParticleSize(mm)UntreatedSAGFeedPulses-treatedSAGFeed86矿物单体解离•95%单体解离含铜矿物的分布–机械破碎产品富集于53mm–脉冲破碎产品富集于53mm•适用于粗粒回收含铜矿物模型仿真AppliedVoltage100kVX-planePyrite5.4kV/mmChalcopyrite5.4kV/mmSilicate(4kV/mm)Water0kV/mm•脉冲作用下的矿物电场分布–矿物界面产生最大电场强度差–选择性破碎–因矿石而异8788潜在应用（1）•高压电脉冲预处理自磨/半自磨给矿–10吨铜矿石半工业试验–处理粒级：12.5-150mm–A*b变化：33.3增大到57.6•JKSimMet流程选择和优化–需要半工业试验来验证89潜在应用（2）•粗粒单体解离矿物回收–阶段回收粗粒单体解离矿物–避免细粒有用矿物损失–粗粒抛尾•提高浸出回收率–裂隙和微裂隙使药剂更易和有用矿物接触•从炉渣中回收有用金属90小结••••高压电脉冲技术有望改善破碎磨矿过程的能耗效率有望在提高金属回收率发挥作用需要研究高压电脉冲技术对后续作业的影响需要半工业试验来验证它的优缺点和可行性