一种确定矿石最佳入磨粒度的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种确定矿石最佳入磨粒度的方法，属于选矿中的磨矿领域。
【背景技术】
[0002] 全国冶金系统每年约有3?4亿吨矿石需要进行破碎，而矿石的破碎是能耗消耗 的过程，碎磨的能耗约占全球发电量的5%。如何在提高破碎能力的前提下尽可能的降低能 耗就成了众多研究者的课题。多碎少磨或以碎代磨是现代碎磨领域推出的最佳技术方案， 在国内外选矿厂受到了普遍重视及应用。
[0003] 为了实现多碎少磨及以碎代磨的最佳技术方案，粉碎工作者们进一步研究了碎矿 粒度降低至多粗后交给磨矿最为合适的问题。各人研究的出发点不同，研究的方法也不相 同，得出的结论也有差异。
[0004] 诺尔斯及法栾特从碎矿和磨矿能耗最低的角度出发，用邦德公式的计算结果作 图，得出碎至12. 7mm(l/2英寸）交给磨矿时碎磨能耗之和最低，这种结果对于不同矿种不 同规模大小的选厂来说，采用同样的入磨粒度与实际效果偏差太大。
[0005] 原苏联研究者则从碎磨成本最低的角度出发测算出大型选厂碎矿最终粒度4? 8mm最好，小型选厂的碎矿最终10?15_，这种结果也只是一个大致的范围。
[0006] CN 102706784B，2013. 04. 03,介绍了一种基于矿石性质确定矿石入磨粒度的方 法，通过测定矿石的极限应力、弹性模数、比表面能来计算入磨粒度。CN 102716796B， 2013. 04. 03,介绍了一种基于碎磨设备性能确定选矿厂矿石入磨粒度的方法，通过改变细 碎机排矿口宽度和球磨机给矿量，确定碎矿及磨矿能耗系数，从而获得合适的入磨粒度。这 两个专利的申请人为同一人，但两种方法在同一个选厂计算出来的结果却相差较大，因此， 按不同方法推导出来的计算公式在同一选厂同种条件的数据也不可靠。而且数据计算结果 显示入磨粒度在8?13mm范围，目前许多厂矿采用高效圆锥破碎机将入磨粒度降至8mm以 下，碎矿加上磨矿的总能耗仍然在继续下降，不能因为目前碎矿设备的性能限制就认为目 前的入磨粒度就合理，因此，该两个专利计算结果也不准确。
[0007] 马正先"缩小入磨粒度以提高粉磨效率降低粉碎系统能耗"，李文"计算合理入磨 粒度不宜直接使用简单的榜德公式"，Magdalinovic, N. M "磨矿过程中球磨机所需功耗计 算"，这些文章中提到的公式在上面两个专利中都说明了其缺陷，公式均属于经验性的，没 有普适性。
[0008] 孙文锦在"铁矿石在粉碎能耗合理分布模型的研究"中，按照系统能耗最低原则， 研究了冀东鞍山式磁铁矿石粉碎过程包括爆破、破碎、磨矿作业作为一条作业线，构建了矿 石粉碎过程各工艺环节能耗合理分布模型。该成果通过采取适当提高能量利用率较高的爆 破、破碎作业的能耗，减少能量利用率较低的磨矿作业的能耗，实现了各粉碎环节合理能耗 的量化分配，使系统总能耗最小。该模型对特定的铁矿石及选厂规模有一定的指导意义，但 对其它不同矿种不同规模矿山没有普遍适应性。
[0009] 姚宇新在"矿岩粉碎能耗规律的分析"中，采用矿岩粉碎颗粒分布符合G- S分布 的现象，修正利用自相似原理推导出的与粉碎颗粒表面分维数相关的单位能耗公式。并用 花岗岩、大理岩、石灰岩、铁矿石验证了公式的准确性，但没有说明该粒度对碎矿与磨矿作 业整体的能耗有无实用性。
[0010] 国内矿山均根据实际生产经验确定矿石入磨粒度。J. C. Farrant认为：当破碎的 粒度为9?12mm时，破碎的总能耗最低。而国内公认的经验粒度范围为10?15mm。目前 还没有一个真正从理论上推导出来的碎矿与磨矿整体能耗最低的最佳入磨粒度公式。
【发明内容】
[0011] 本发明的目的是针对选矿厂碎矿与磨矿作业能耗巨大的问题，提供一种确定矿石 最佳入磨粒度的方法，通过测定细碎机的给矿粒度及球磨机的排矿粒度，为矿石最佳入磨 粒度的确定提供一种可行的方法。
[0012] 本发明的技术方案是：一种确定矿石最佳入磨粒度的方法，所述方法的具体步骤 如下：
[0013] St印1、细碎机给矿粒度的测定
[0014] 在细碎皮带上刮取具有代表性的矿样m吨，在实验室进行缩分筛析，获得负累积 产率为80 %时对应的粒度Fkl;
[0015] Step2、粗磨机排矿粒度的测定
[0016] 在粗磨机排矿上横流截取具有代表性的矿样η千克，在实验室进行干湿联合筛 分，获得负累积产率为80%时对应的粒度Pk2;
[0017] Step3、最佳入磨粒度的确定
[0018] 将测定的Fkl、Pk2值代入矿石最佳入磨粒度计算公式，计算碎矿与磨矿总能耗最低 时的入磨粒度d k:
[0019]
【主权项】
1. 一种确定矿石最佳入磨粒度的方法，其特征在于：所述方法的具体步骤如下： Step1、细碎机给矿粒度的测定 在细碎皮带上刮取具有代表性的矿样m吨，在实验室进行缩分筛析，获得负累积产率 为80%时对应的粒度？1;1; Step2、粗磨机排矿粒度的测定 在粗磨机排矿上横流截取具有代表性的矿样n千克，在实验室进行干湿联合筛分，获 得负累积产率为80%时对应的粒度Pk2; Step3、最佳入磨粒度的确定 将测定的Fkl、Pk2值代入矿石最佳入磨粒度计算公式，计算碎矿与磨矿总能耗最低时的 入磨粒度dk:
2. 根据权利要求1所述的确定矿石最佳入磨粒度的方法，其特征在于：所述在细碎皮 带上刮取具有代表性的矿样的具体重量由细碎给矿的最大粒度决定，给矿粒度为细碎机皮 带上代表性矿样的80 %过筛粒度。
3. 根据权利要求1所述的确定矿石最佳入磨粒度的方法，其特征在于：所述在粗磨机 排矿上横流截取具有代表性的矿样的具体重量由粗磨排矿的最大粒度决定。
4. 根据权利要求1所述的确定矿石最佳入磨粒度的方法，其特征在于：所述Fkl为细碎 机皮带上代表性矿样的80 %过筛粒度。
5. 根据权利要求1所述的确定矿石最佳入磨粒度的方法，其特征在于：所述Pk2为粗磨 机排矿横流截取代表性矿样的80 %过筛粒度。
【专利摘要】本发明涉及一种确定矿石最佳入磨粒度的方法，属于选矿中的磨矿领域。本发明首先测定细碎机给矿粒度及粗磨机排矿粒度；接着将测定的Fk1、Pk2值代入矿石最佳入磨粒度计算公式，计算碎矿与磨矿总能耗最低时的入磨粒度。本发明产品粒度可以实现1～4mm，使碎磨能耗大幅度降低，进一步论证了本发明碎矿与磨矿的总能耗最低的理论；克服了经验公式计算入磨粒度的缺陷；通过本方法计算得出的最佳矿石入磨粒度，应用在不同矿种及不同规模的矿山上具有普适性，为碎矿与磨矿的节能提供了理论依据，为选矿厂选用设备指明了方向。
【IPC分类】B02C23-00, G01N15-02
【公开号】CN104607301
【申请号】CN201410814747
【发明人】肖庆飞, 汪太平, 胡新付, 赵红芬, 王周和, 邓禾淼, 秦洪训, 李进友, 王彩霞
【申请人】昆明理工大学, 铜陵有色金属集团股份有限公司
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2014年12月24日