矿石可磨性测定
来源：网络 作者：网络转载 2019-10-14 阅读：648
一、概述 矿石可磨度是按比例放大原则计算工业磨机所必需的基准数据，是可以通过实验测定的矿石特征常数,在不同磨矿条件下其值不变或仅按一定比例变化。随着工业磨机计算方法的不同，可磨度的度量方法也不同,常见的有功指数法、能量效率法、新生比表面法和单位容积生产量法等。 在世界范围内目前应用最广的是F.C.邦德(Bond)提出的功指数法。邦德认为：“磨矿时有效消耗的总能量与磨矿产品粒度的平方根成反比。”若用d80(80%小于d)度量粒度,则将矿石由F（给矿80%小于F微米）磨到P（产品80%小于P微米）所需的功为（千瓦小时/吨）：
（1） 式中W1就是邦德功指数，代表将每一吨矿石由无限大磨到P=100微米所需的功（千瓦小时）。W1的数值可通过不同方法由试验求得。 磨矿能量效率e为磨矿过程中每消耗1千瓦小时电能所获得的磨机生产量(按给矿量或新生小于75微米物料量计)。 C.F.汤普森（Thompson）基于“磨矿消耗的能量取决于新生表面量”的理论，制定了比表面法可磨度测定程序，相应的磨机功指数计算公式为：WT=WT0.KGS.KF （2） 式中 WT和WT0 —设计矿石和基准矿石的汤普森功指数kW·h/t KGs—相对比表面可磨度系数； KF—给矿粒度系数。 试验的任务仅在于测定相对比表面可磨度系数。不同磨机在不同给矿和产品粒度下的基准汤普森功指数及给料粒度系数已由汤普孙测出，不须另做试验。待测矿石功指数可由上式算得。 国内长期沿用的是单位容积生产量法，通常用单位容积磨机产出的新生-75微米物料量度量可磨度。测定时一般取基准矿石与待测矿石同时试验，采用比较法求相对可磨度系数,然后根据已知的基准矿石可磨度数据计算待测矿石的可磨度。 二、用落重试验确定功指数 落重试验亦称冲击破碎试验，是测定矿石可碎性和可磨性的早期方法之一,经不断改进之后至今仍未被完全淘汰。早期使用的落重试验装置的基本构件为一块带有凹陷型试样室的钢砧和一个柱形冲模,利用自由落下的重物(球)冲击冲模而击碎矿石,可磨度用每焦耳功所产生的新表面度量。邦德曾设计了双摆球式和双摆锤式冲击破碎试验装置,用两个相向摆动的球或锤代替落球或落锤和钢砧，根据试样冲击破坏强度计算功指数。最近英国M.E.阿西姆(Asim,1984)改进的落球试验装置，是在试样室内放置四个呈方形排列的球,将试料层围在中心部位，然后用沿导向筒自由落下的第五个球直接冲击试料层,以此模拟球磨机中的冲击破碎过程。此法虽不及实验室磨矿机试验接近生产实际，但却可以研究矿石逐步破碎过程中每一步的矿石粒度分布的变化(用选择函数和破碎函数度量)和能耗(用邦德功指数度量)，并可将全部试料取出做粒度分析而不必取样。 三、用常规磨矿机确定功指数 下面先介绍邦德在美国艾利斯一查默斯(Allis-Chalmers)实验室制定的标准棒磨机和球磨机试验程序。 1.标准棒磨机试验 给矿破碎到小于12.7毫米（0.5英寸）,取样筛析。取1250厘米3试料装在量筒中并称量,给入磨机中闭路干磨。棒磨机直径305毫米(12英寸),长605毫米(24英寸)，波形衬板，倾角可调。装直径31.75毫米(1.25英寸)棒2根，44.45毫米（1.75英寸）棒6根，棒长533.4毫米（21英寸），总重33.38千克。 为了使磨矿机两端物料分布均匀,磨机在水平状态下先旋转8转,然后上倾5°，旋转一转，再下倾5°，又转一转,最后调至水平状态再转8转。排矿时倾倒45°转30转。所得产品用试验筛筛分,筛孔范围为4~65目(4750~212微米),称量筛下产品，并计算出每转磨出的合格筛下产品量。筛上产品作为循环负荷返回,补加与筛出量相等的新给矿,一起送入棒磨机进行第二周期的磨矿。循环负荷按100%控制，即每次磨出的筛下产物量大致等于给矿量的50%。为此，后续每一同期的磨矿转数须根据上一周期的每转筛下物产量计算，如此反复进行至每转产出的筛下产物量达到恒定值为止。取最后三转的每转筛下物产量的平均值度量磨矿效率,并按下式计算邦德功指数Wi:[next] （3） 式中 P1—闭路筛分用试验筛筛孔尺寸μm； G —按磨矿产品中筛下产物量计算的磨矿效率，g/r. P和F的意义同前。由于邦德功指数原来是按每短吨矿石所需千瓦小时数计，现为了统一使用国际单位制,改用（公）吨代替短吨，所以在式中引入了换算系数1.1。求出的功指数值适合于计算开路湿磨、（衬板）内直径为2米的溢流型棒磨机输入功率,若内直径为D，则应乘以（2/D）0.2；若为干磨，则应乘上1.3的系数。 2.标准球磨机试验 用破碎到小于3350微米的矿石作为标准给矿，必要时也可用较细给矿。先取样筛析,然后用量筒量取700厘米3矿样给到球磨机中干磨。第一周期磨矿持续100转。倒出用试验筛筛分，筛下物称重取出,补加等量新给矿与筛上物一起给到球磨机中进行第二周期磨矿，控制循环负荷量为新给矿的250%,其余操作方法与棒磨机试验相同。 球磨机规格为305×305毫米,用光滑内衬。装36.6毫米球43个、30.2毫米球67个、25.4毫米球10个、19.1毫米球71个、15.9毫米球94个，总计285个，重20.125千克。磨机转速为70转/分。 功指数按下式计算： （4） 本式适用于计算闭路湿磨的2米溢流型球磨机输入功率。干磨时乘1.3,直径换算系数与标准棒磨机试验法相同。 几十年来提过许多改进性或简化了的试验程序,均只能认为是邦德试验程序的补充。例如，D.G.阿姆斯特朗（Armstrong）认为，开路分批棒磨产品与工业闭路球磨产品的的粒度分布相似，因而建议用实验室棒磨机开路湿式磨矿取代干式球磨机闭路磨矿法测定球磨功指数。T.尼蒂（Niiti）认为，在整个磨矿过程中单位能耗并非固定不变，因而建议要在试验中连续地测定和记录能耗的变化情况。T.F.贝里（Berry）提出了用比较法测定功指数的试验程序。 3.比较法确定邦德功指数 此法是基于下列假设：若两种重量相等的矿样，在同一磨机内磨碎，当给矿粒度大致相等,磨矿时间、矿浆浓度和磨机转速均相同时，所需要输入的功也相等。此时按式（1）可得： （5） 式中符号含义同前,不带足标的表示待测矿石，带足标“0”的表示基准矿石。若基准矿石的功指数已知,试验的任务仅在于求出同一条件下所磨两份矿样的P和F。因而此类试验利用普通实验室磨机就可进行。磨矿时间根据所需磨矿细度用待测矿石试验确定。 四、单位容积生产量法 试验一般在开路条件下进行，只在特殊情况下,如不同粒度矿粒可磨度相差很远和循环负荷量很大的情况下,才安排实验室仿闭路磨矿实验，试验的任务通常是求相对可磨度系数K。 q t0 K=----=---- q
0 t
（6）[next] 式中 q和q0 —待测和基准矿石的单位容积生产量，按磨矿时新生的-75μm物料量计t/m3·h； t和t0 —待测和基准矿石磨到指定粒度所需时间，S。 试验程序如下：将待测矿石和基准矿石分别破碎到-3毫米，筛去-150微米的细粒根据球磨机的规格，称取若干份等量（500~1000克）试样，在相同条件下，进行不同时间的磨矿，磨矿产品分别筛析,然后绘制磨矿时间与产品中筛下物累计产率关系曲线，从上找出为了把试样磨到规定细度（按-75微米级含量计）所需的磨间t和t0(下图)。 用-75微米（200网目）物料量表示细度,是我国选矿界多年沿用的方法。在磨矿粒度细于90%-75微米时,这一表示法误差将很大。这时须改用其他方法表示细度，例如-45微米物料百分含量或d80（80%物料小于d微米）。有时也可用比表面积度量产品粒度。 凡是用比较法确定可磨度的,都应在实验室内经常储备足够的基准矿石试样。基准矿样一般取自生产稳定的大型矿山。图中 相对可磨度度验曲线1.基准矿石可磨度曲线；2.待测矿石可磨度曲线
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