[发明专利]提高矿石、矿物和精矿的研磨效率的方法

说明书

发明领域

本发明涉及颗粒状原料或颗粒状原料流的破碎的改进研磨方法。本发明特别可用于在采矿工业或采掘工业中颗粒状材料的粉碎和尤其用于矿石、精矿或含碳材料如煤炭的粉碎。

背景技术

在采矿工业和采掘工业中常常实施颗粒状材料的粉碎或破碎。例如，从矿山得到的矿石的选矿常常需要将矿石进行破碎以便减小矿石的粒度和为选矿过程暴露所需矿物表面。这特别与从矿石生产精矿，从矿石或精矿浸析矿物的浮选法，以及物理分离方法如重力分离、静电分离和磁力分离法相关。类似地，许多其它矿物处理方法需要矿石或精矿的尺寸减缩以便提高矿物处理过程的动力学到经济比值。

研磨是颗粒状材料的粉碎或破碎的一种常用方法。研磨机典型地包括添加颗粒状材料的研磨室。研磨室的外壳可以旋转，或在研磨室中的内部机构可以旋转(或两者)。这引起在研磨室中颗粒状材料的搅拌或搅动。研磨介质也可添加到研磨室中。如果研磨介质不同于被破碎的颗粒状材料，则该研磨方法称作外体研磨(exogenous grinding)。如果在颗粒状材料本身之间的冲撞引起研磨作用和没有添加其它研磨介质，则称作自体研磨。各种各样的研磨机是已知的，其中包括珠粒研磨机，栓钉研磨机，球研磨机，棒研磨机，胶体磨，气流粉碎机，级联式研磨机，搅拌式研磨机，搅动式研磨机，SAG研磨机，AG研磨机，塔式粉碎机和振动研磨机。

美国专利5,797,550和5,984,213号(它们的全部内容被引入这里供参考)描述了研磨机或磨碎机，其包括在研磨室中的内部分级区域。在这些美国专利中描述的研磨机可以是立轴研磨机或水平轴研磨机。在这些美国专利中描述的研磨机的商品实例是由Xstrata Technology公司以商品名称“IsaMill”销售的，本申请的申请人的商业分公司。

被加入到研磨机中的原料和从研磨机中排出的产物都具有粒度分布。有许多表征颗粒状材料的粒度分布的方法。例如，可以使用关于通过标称尺寸的累积质量百分数与粒度关系曲线的图解表示法。术语Dx则用于表示(按累计基础)所通过该尺寸的wt％。例如，D₈₀指有80％(按累计基础)通过该指定尺寸的粒度分布。因此，等于75微米的D₈₀是指一种粒度分布，其中80％的质量小于75微米。

已经采用IsaMill技术来实现较细原料颗粒状材料的超细研磨。Isamill采用圆形研磨盘，它在浆状物中搅拌介质和/或颗粒状物。分级和产品分离器保持研磨介质在研磨机内，仅仅让产物排出。迄今IsaMill的装置已使用天然研磨介质并且旨在获得具有低于19微米的D₈₀值和最常常低于12微米的D₈₀值的超细产物。

在研磨应用中，颗粒状原料典型地被称为F和颗粒状产物被称为P。因此，F₅₀指有50％通过该指定尺寸的原料样品。同样，等于100微米的P₉₈指有98％的质量小于100微米的产物粒度分布。

在研磨应用中的粒度分布曲线，描述为粒度与在log对垂直轴(log versusnormal axis)上通过的累计百分数的关系曲线，典型地通过在曲线上的单个点来表征，即D₈₀(或通过粒度的80％累积质量)。P₈₀是传统的研磨和分级粒度分布曲线的合理表述，因为随着颗粒用传统的技术被研磨到更细小的粒度，原料粒度分布逐渐地移到在log-线性标度上的左侧。

发明简述

在第一方面，本发明提供减小含有颗粒状物的原料的粒度的方法，包括：

a)提供含有颗粒状物的原料；

b)将原料加入到具有至少500kW功率的研磨机中，该研磨机具有至少50kW/立方米的研磨机研磨容积(是扣除轴和搅拌器的体积之后研磨机的内容积)的比耗用功率(specific power draw)，该研磨机包括研磨介质，该研磨介质包含具有不少于2.4吨/m³的比重和粒度在约0.8到8mm范围内的颗粒状材料；

c)在研磨机中研磨原料；和

d)从研磨机中排出产物，该产物所具有的粒度范围使得产物的D₈₀是至少约20微米。

优选，从研磨机中排出的产物所具有的粒度使得产物的D₈₀是约20-1000微米。