[发明专利]一种基于矿石性质确定矿石入磨粒度的方法

说明书

 

技术领域

    本发明涉及一种基于矿石性质确定矿石入磨粒度的方法，属于矿物加工技术领域。

背景技术

在矿物加工技术领域中，矿石磨细，实现有用矿物与脉石矿物之间的单体解离，消耗的能量占到矿物加工总能耗的40%至60%。矿石磨细过程中的节能，一直是矿物加工技术领域研究的热点问题之一。矿石破碎和磨矿构成了矿石磨细的两个环节，但两种方式消耗的能量是不同的，一般而言，破碎矿石需要的能量要低于磨细矿石需要的能量，因此多碎少磨成为矿石碎磨过程节能的原则。

但是在矿石破碎过程中，随着粒度的变细，进一步的破碎所需要的能量会随之升高，当超过一定的粒度界限时，碎矿能耗反而高于磨矿能耗，所以，多碎少磨也是有限度的，对于这一限度，至今还没有一个具有理论依据的计算方法，因此，在碎矿磨矿流程设计中，确定碎矿与磨矿之间的粒度界限一般都是参照工业生产，由于工业生产不一定就是按照能量最低的模式进行碎磨矿，所以，以工业生产为依据的设计，显然也不可能完全按照能耗最低的模式碎磨矿。由于碎矿与磨矿的粒度界限即入磨粒度是选择碎矿设备和磨矿设备类型和计算碎矿能力和磨矿能力的依据之一，入磨粒度在没有充分依据的情况下一旦确定，以此为依据的碎矿设备和磨矿设备的选择计算必然存在问题，这就是目前大多数选矿厂碎磨能耗高的原因之一。

马正先在“缩小入磨粒度以提高粉磨效率降低粉碎系统能耗”一文中分析了入磨粒度与磨机产量和功耗之间的关系，表明缩小入磨粒度可有效地增产节能，同时提出了使粉碎系统总能耗最小时最佳入磨粒度的简单计算式。作为佐证，给出了缩小入粒度后磨机增产节能的实例，并对缩小入磨粒度存在的问题及主要对策作了简要阐述。但该计算公式属于经验性的，没有普适性。邦德提出了适合于易磨性物料的人磨粒度：                                               （μm），但实际上这也是一个经验公式，其中的功指数W_i在不同的磨矿粒度下，即使是同一种矿石，也不是常数，这给计算带来困难。对于该公式，李文发表了“计算合理入磨粒度不宜直接使用简单的榜德公式”的论文，论文中指出，有人提出直接用榜德的破碎功指数和磨矿功指数来计算磨机的合理给矿粒度，这种直接使用简单的榜德公式，无论对磨矿和破碎，在数学上均不能成立。

Magdalinovic, N.M. 在“磨矿过程中球磨机所需功耗计算”一文中指出，邦德功耗指数W_i作为衡量矿石可磨性的一个指标，它不是恒定不变的，而是随着磨矿产品细度的变化而变化。因此，在实践中当给定的磨矿产品细度、功指数未知时，运用能耗公式计算磨矿过程能耗就会出现错误。

因此，迄今为止，能够计算磨矿能耗，通过磨矿能耗计算入磨粒度的公式仍然是邦德功指数公式，但该公式为经验公式，功指数的测定受磨矿粒度的影响，不是一个常数，计算结果与实际有很大的误差，所以，还没有一个能够确定合适入磨粒度的方法。还没有一个通过矿石力学性质直接计算最佳入磨粒度的方法。

发明内容

    本发明的目的就是针对选矿厂设计过程中，难以依据矿石性质确定合适的入磨粒度的问题，提供一种基于矿石性质确定矿石入磨粒度的方法，通过试验检测矿石的力学性质，为入磨粒度的确定提供一种可行的方法。

本发明通过以下技术方案来实现：

（1）矿石力学性质的测定

取有代表性的矿石20块，根据材料力学实验要求将其中的10块矿石切割成标准试件，在材料实验机上测定每一块矿石试件的弹性模数和极限应力，计算10个测定结果的算术平均值，作为该矿石的弹性模数E和极限应力σ。将另外的10块矿石加工成适合于劈裂功法或接触角法测定表面能的试件，通过破裂功法或接触角法分别测定出10块矿石的比表面能，计算10个测定结果的算术平均值作为该矿石的比表面能γ。

（2）矿石入磨粒度的确定

将矿石弹性模数E、极限应力σ、比表面能γ和破碎机给矿粒度d_f代入矿石入磨粒度计算公式中确定入磨粒度。

本发明的技术原理：