矿石可磨度的测定

磨矿设备，是选矿厂的关键设备，磨矿工段的投资和经营费用，在整个选矿厂中所占的比率都很大，而磨矿细度能否达到要求，对于所设计选厂能否达到设计指标又具有决定性的意义，因而在选矿厂设计工作中，矿石的可磨度是一个极其重要的原始数据。可是，在实际工作中我们经常可以看到，按实验室可磨度试验结果算出的磨矿机生产率往往与实际不符，这意味着现有的实验室可磨度测定方法是不完善的，需要在实践中研究改进。

已经提出的可磨度测定方法有许多种，其差别主要表现以下两方面：

一、可磨度的度量标准不同

矿石可磨度的表示方法也有许多种，但总的说来可归并为两大类。

第一类是以单位容积磨机的生产能力表示可磨度，一般是指单位时间的产量，但也有的是指磨矿机每转一转的产量;而生产量有的是指在指定给矿和产品粒度下处理的矿石量，有的是指新生-200目的产品量，有的则是指新生产表面-吨(即新生的总表面积=比表面积×吨数)。

第二类是以单位耗电量度量可磨度，即在指定的给矿和产品粒度下每磨一吨矿石的耗电量(千瓦小时/吨)，或新生每吨-200目物料的耗电量(千瓦小时/吨-200目)，或每吨矿石每新生1000厘米2/厘米3比表面的耗电量(千瓦小时/吨-10002厘米/厘米3)。

不论是采用第一类或第二类表示方法，都又可以分为绝对法和相对法，前者是用所测出的单位容积生产能力或单位耗电量的绝对值度量可磨度，因而也叫做绝对可磨度;后者是将待测试样与标准试样的单位容积生产能力或单位耗电量的比值度量可磨度，因而也叫做相对磨度。由于实验室磨矿机与工业磨矿机磨矿条件相差甚远，绝对值很难直接引用，因而目前都是测定相对可磨度。

二、磨矿试验方法不同

按照磨矿试验方法的不同，可分为开路磨矿测定法和闭路磨矿测定法两类。

(一)单位容积生产能力法

1、开路磨矿测定法

取-3(2)+0.15毫米的矿样数份(每份500或1000克)，在固定的磨矿条件下，依次分别进行不同时间的磨矿，然后将各份磨矿产品分别用套筛(或仅用200目的标准筛)筛析，并绘出磨矿时间与产品中各筛下(或筛上)级别累积产率的关系曲线，从而找出为将试样磨到所要求的细度(按-200目含量计或90%小于某种指定粒度计)所需要的磨矿时间T。

磨矿机的单位容积生产能力，即绝对可磨度，按给矿量计算应为：

(1)

式中 q-在指定的给矿和产品粒度下，按给矿量计算的单位容积生产能力，公斤/升时;

P-试样原始重量，公斤;

V-试验用磨矿机体积，升;

T-磨到指定细度所需时间，分。

按新生-200目产品计算应为：

(2)

式中 q-200-按新生-200目产品量计算的单位容积生产能力，公斤/升·时;

γ-200-新生-200目含量，%。

测定相对可磨度时，需用一标准矿石作对照。若在相同条件下，将标准矿石磨到一细度所需的时间为To，算出绝对可磨度为qo或qo-200，

(3)

由于磨待测矿石和标准矿石时的P、V、γ-200均相同，因而不论是按给矿或新生-200目产品计算生产能力，推算出的相对可磨度计算公式均为：

(4)

这样，试验的任务仅在于求出To和T。

新生-200目含量法

这是最常用的方法，如图1所示，若曲线1和2分别代表标准矿石和待测矿石不同时间磨矿产品用200目标准筛筛析结果，所要求-200目含量为x，则自纵坐标上x处引一水平线分别与曲线1和2相交，两交点的横坐标即为所求之To和T。

图1 相对可磨度测定曲线

90%小于指定粒度法

国内有的单位，在测下可磨度时，也曾采用以90%小于某指定粒度作为度量磨矿细度的方法。

图2 不同时间磨矿产品筛析曲线

(因故图表不清，需要者可来电免费索取)

图2a和图2b分别为某标准矿石和待测定矿石不同时间磨矿产品用套筛筛析的结果。套筛筛孔尺寸为0.3、0.15、0.10、0.074毫米。

由图中曲线查得，将该两种矿石磨到90%小于0.3、0.15、0.10、0.074毫米(在图中即为10%大于各该粒度)所需的时间如表1。

表1 开路磨到90%小于下列粒度所需时间 分

依公式1算出不同磨矿细度下按给矿量计算的单位容积生产能力，即绝对可磨度如表2。

表2 不同磨矿细度下的单位容积生产能力 公斤/升·时

依公式3算出，待测矿石的相对可磨如表3。

表3 不同磨矿细度下待测矿石的相对可磨度K

由上可知，待测矿石比标准矿石难磨得多，但随着磨矿粒度的减小，可磨度的差别也减小。

2、闭路磨矿测定法

把一定数量的-3毫米左右的原矿，筛除指定粒度的合格产品后，进行不同时间的磨矿。每种时间均闭路10次。即每次磨矿产品，在筛除指定粒度的合格产品后，返回磨矿机重磨，同时用筛除了合格产品的原矿补足筛除的部分，使磨矿机中的矿石总量保持不变，随着闭路次数的增加，产品中的合格产品量也将逐渐增加，但增加的幅度将逐渐减少，大约经过10次闭路，过程即可基本稳定。然后用最后两次的试验数据计算循环负荷和可磨度指标。

循环负荷c可按下式计算：

(5)

式中 γ-最后两次磨矿产品中合格产品的平均产率。

磨矿机的单位容积生产能力按下式计算：

(6)

式中 γ-最后两次磨矿产品中合格产品的平均产率。

相对可磨度K则按下式计算：

(7)

式中 q和qo-待测矿石和标准矿石的绝对可磨度，即单位容积生产能力，公斤/升·时;

γ和vo-待测矿石和标准矿石在相同磨矿时间(因而T=To)下闭路磨矿时，最后两次磨矿产品中合格产品的产率。

磨矿时间不同，返砂量也将不同，可根据生产实践资料，选定合格的返砂量，然后根据所要求的返砂量，确定磨矿时间，并在该磨矿时间下计算可磨度。

(二)单位耗电量法

单位耗电量法也可称单位功率法。例如，若以在指定的给矿和产品粒度下处理一吨原矿的耗电量定义单位耗电量，则其单位为千瓦小时/吨，但也可改写成千瓦/小时，后者的定义即为每小时每磨一吨原矿所需的功率。然后即可根据设计磨矿相的处理量计算所需磨矿机的总功率。在按新生-200目产品量或表面积计算单位耗电量时，情况也是一样的。

磨矿试验操作与单位容积生产能力法类似，但所用磨矿机的转矩是可以精确测量和记录的，以便能够精确计算磨矿的净耗电量(总耗量-空载时的耗电量)或净功率。

可磨度的计算是以破碎第三定律为基础的，所用的方程式为：

(8)

式中 W-测得的单位耗电量，千瓦小时/吨，即单位功率，千瓦/吨/小时;

ω-功指数，即绝对可磨度，单位同W;

P-产品粒度，微米;

F-给矿粒度，微米。

相对可磨度是指标准矿石与待测矿石功指数的比值：

(9)

式中 W-测得的单位耗电量，千瓦小时/吨，即单位功率，千瓦/吨/小时;

ω-功指数，即绝对可磨度，单位同W;

P-产品粒度，微米;

F-给矿粒度，微米;

凡带“o”的均是指标准矿石，不带足标的均是指待测矿石。

若试验所用磨矿机不能测定净功率，则可将待测矿石和标准矿石在相相同时间下磨矿，并假定只要磨矿条件相同且给矿粒度相近，则磨矿时间相同时耗电量也相等，因而式9中之Wo=W，此时即可直接根据筛析数据(P和F)计算相对可磨度。

可磨度测定时的注意事项：

1、由于目前都是测定相对可磨度，因而作对照用的标准矿石必须稳定可靠。通常应选择矿石性质稳定、操作正常、生产数据稳定可靠、而且矿石性质比较相近的矿山的矿石作标准矿样。专业试验研究单位还应经常储备有足量的同一标准矿样，不要时常更换。

2、由于相对可磨度数值与磨矿细度有关，因而所选磨矿细度必须根据设计要求确定。若在选矿试验时磨矿细度未能最后肯定，则必须按几个可能的粒度分别计算可磨度，并直接附上原始曲线供设计人员使用。若今后生产准备采用两段磨矿或阶段磨选流程，则选矿试验时也应分段测定可磨度。

3、是干磨还是湿磨，应与工业生产一致。采用闭路磨矿测定法时，返砂量的大小反应与生产实际相符。

4、实验室可磨度测定结果不能用作自磨机的设计原始数据。