球磨機細磨鎳礦的試驗研究

金川有色金屬公司是我國最大的鎳基地，鎳金屬儲量大，資源豐富且鎳礦石品位高、易選別。從60年代中期到現在，經多年的工業實踐，積累了豐富的鎳選礦經驗，從流程、球磨機設備及操作等多方面均較適應金川的礦石性質。但近幾年來，隨著俄羅斯、加拿大等產鎳大國將大量金屬鎳投放國際市場，使金屬鎳價格大幅度降低，因此，降低鎳的生產成本越來越成為鎳業生產的主要問題。選礦可從降低鎳礦選加緊的成本分析入手。從金川公司選廠的球磨機磨礦作業分析，存在以下問題有待于改進：

金川公司處理的鎳礦石普氏硬度系數f值居于12~14之間，為中硬礦石，最終磨礦細度小于0.074mm占80%。公司二選廠采用一段棒磨、三段球磨機的四段磨礦流程，流程太長且效率不高，減輕60mm的球裝60%，40mm的球裝40%，第三段球磨60mm的球裝40%，40mm的球裝60%，但由于補加球均是60mm的一種球，實際上球磨機運轉一定時間后，各段球磨機內球荷粒度特性均基本相同，而處理的礦石粒度又不同，顯然針對性不強。再加上鋼球質量差，也影響到磨礦效果，針對以上問題，擬通過新型細磨介質的使用來提高細磨效率，利用實驗室小型試驗為工業實踐提供依據。

經測定三段球磨機給料的粒度及金屬分布特性，球磨機的給礦粒度較細，第二段給礦按95%過篩計最大粒僅0.38mm，第三段給礦按95%過篩計最大粒只有0.27mm，即使第一段球磨給礦最大粒為1.6mm，且給料中又以較細的中間粒級產率多；鎳金屬分布雖不均勻，但也未達到某一級別拋尾的地步。小于0.010mm級別品位比0.038~0.010m級別品位高，說明鎳礦物易泥化及過粉碎。因此在鎳礦石的細磨中應采用精確尺寸及形狀合適的磨礦介質，盡量減輕過粉碎。

在實驗室不連續球磨機（DXL） 160mmX180mm中作磨碎試驗，轉速率為95.28%，球磨機每次給料500g，磨礦濃度65%，由試驗確定最佳球磨，第一段球磨機的最佳球徑為30mm，第二段球磨的最佳球徑為14mm，第三段球磨的最佳球徑介于9.5mm與14mm之間，為11.5mm。而由于實際工業生產中最小的鋼球尺寸很難達到30mm以下，所以在以后的試驗中將球徑相應調整，并做了與新型細磨介質耐磨鑄造鐵鍛的對比試驗。

在實驗室DXL200mmX240m不連續球磨機上作鋼球與耐磨鑄鐵段的對比磨礦實驗，轉速率為84.34%，磨礦濃度為65%，磨礦的時間第一段球磨機給料磨13.5分鐘，第二段磨12分鐘，第三段磨15分鐘。通過三種給料的耐磨鑄鐵與鋼球的對比磨碎試驗可知，當鑄鐵段與鋼球質量相當時，因鑄鐵段屬短線接觸，破碎力小，所以鑄鐵段磨不細產率略多于鋼球，但它的過粉碎卻比鋼球輕2%~4%，對第一段磨礦給料應采用偏大的40mmX45mm及35mmX40mm鑄鐵段，因其磨碎粗粒能力強；第二、第三段磨礦給料則應相應采用小規格的鑄鐵段，提高細磨的研磨面積。由試驗也可知，現廠球徑偏大較多，若采用適宜規格鑄鐵段取代選廠所用鋼球后，在處理量相同的情況下，鑄鐵段的產品更細。隨后進行的實驗室連續對比磨礦試驗也證實了此點。

在實驗室DXL400mmX450mm大型連續球磨機作鋼球與耐磨鑄鐵段連續磨碎金川鎳礦石的對比試驗，轉速率為82%，介質裝入量為100kg，磨礦濃度控制在60%左右。鋼球配比為：60mm的球占11.12%，60~50mm的球占27.36%，50~40mm的球占16.60%，40~30mm的球占22.70%，30~20mm的球占22.22%，加權平均球徑為42.7mm；鑄鐵段則采用35mmx40mm占38.94%32mmX38mm占7.8%，30mmX35mm占44.11%，25mmX25mm占9.15%，等體積加權平均直徑36.2mm鑄鐵段小于鋼球直徑，根據結果分析得出，用鑄鐵段取代鋼球用于球磨機細磨后，細磨能力增強，按球磨機利用系數計算球磨機的處理能力分別提高13.70%、27.08%及9.87%；產品粒度特性大大改善，磨礦產品中磨不細級別及過粉碎級別產率均相應減少，合格粒級產率上升，精礦品位及回收率因此得以提高。根據耐磨鑄鐵段細磨錫礦及硬質石英砂巖銅礦的工業實踐還可斷定，若采用鑄鐵段取代現場鋼球用于金川鎳礦細磨，不但可以提高細磨效率，還可以降低磨礦介質消耗，使鎳礦選別成本及鎳金屬的生產成本下降，提高我國鎳金屬在國際、國內市場中的競爭能力。