精确化磨矿对钨矿粒度分布特性的影响.pdf

76doi:10.3969/j.issn.1671-9492.2024.03.009有色金属（选矿部分）精确化磨矿对钨矿粒度分布特性的影响2024年第3 期李雨晴1,谢峰1,徐凤平，万林海，戴修湖，吴彩斌1,3（1.江西理工大学资源与环境工程学院，江西赣州3 410 0 0；2.江西省修水香炉山钨业有限公司，江西九江3 3 2 0 0 0；3.战略金属矿产资源低碳加工与利用江西省重点实验室，江西赣州3 410 0 0)摘要：为探明精确化磨矿技术对工业磨矿产品粒度特性的影响，通过实验室对比试验发现，精确化制度下的磨矿产品粒度分布更合理，一0.0 7 4mm粒级产率由3 4.7 6%提升至44.6 4%，而过磨粒级与现场一段排矿基本保持一致，有效改善了钨矿石磨矿产品中钨金属的分布特性，与一段溢流产品相比，精确化闭路磨矿产品中一0.15十0.0 10 mm粒级钨金属含量高出现场一段溢流15.93 个百分点，一0.0 10 mm粒级钨金属含量低于现场一段溢流2 6.52 个百分点。精确化磨矿后的浮选产品中钨粗精矿回收率比精确化磨矿前高出5.92 个百分点，增幅为2 3.6 1%；尾矿产品比精确化磨矿前低出10.0 0 个百分点，降幅为3 1.95%。对香炉山钨矿三选厂进行了精确化磨矿工业试验，与工业试验前相比，精确化磨矿工业应用后一段分级溢流产品中+0.15mm粒级和一0.0 10 mm粒级含量分别减少了7.41%和11.2 5%；一0.15+0.0 10 mm粒级含量从6 6.44%提升至6 9.44%，增幅为4.52%；一0.0 10 mm粒级中钨金属含量减少了2 0.51%；一0.15十0.0 10 mm粒级中钨金属含量从79.59%提升至8 2.7 5%，增幅为3.9 7%。钨尾矿中一0.0 10 mm粒级含量减少了11.9 0%，一0.0 10 mm粒级和+0.15mm粒级中钨金属量分别减少了3 0.92%和11.8 3%。三选厂钨金属回收率从7 8.6 5%提升至8 0.8 0%，提升了2.15个百分点，增幅2.73%。精确化磨矿试验证实了对香炉山钨矿磨矿产品粒度特性分布改善和浮选指标提升均取得显著效果。关键词：钨矿；精确化磨矿；粒度分布特性；浮选回收率中图分类号：TD921+.4Effect of Precision Grinding on the Particle Size Distribution Characteristics ofthe Tungsten OreLI Yuqing,XIE Feng,XU Fengping,WAN Linhai?,DAI Xiuhu,WU Caibin3(1.School of Resources and Environmental Engineering,Jiangxi University of Science and2.Jiangxi Xiushui Xianglushan Tungsten Industry Co.,Jiujiang 332000,Jiangxi,China;3.Jiangxi Provincial Key Laboratory of Low-Carbon Processing and Utilization of Strategic MetalAbstract:In order to explore the influence of precision grinding technology on the particle sizecharacteristics of industrial grinding products,it is found that the particle size distribution of grindingproducts under the precision system is more reasonable,and the yield of-0.074 mm is increased from34.76%to 44.64%,while the amount of overgrinding particle size class is basically consistent with thefirst stage of on-site discharge.The distribution characteristics of tungsten in the grinding products areeffectively improved.Compared with the overflow products in the first section,the content of-0.15+0.010 mm tungsten in the precision locked-cycle grinding products is 15.93 percentage points higher thanthe overflow products in the first section,and the content of-0.010 mm tungsten is 26.52 percentagepoints lower than the overflow products in the first section.The recovery of tungsten rough concentrate inflotation products after fine grinding is 5.92 percentage points higher than that before fine grinding,withan increase of 23.61%.The tailing product is 10.00 percentage points lower than that before precision文献标志码：ATechnology，G a n z h o u 3 410 0 0,Ji a n g x i,Ch i n a;Mineral Resources,Ganzhou 341000,Jiangxi,China)文章编号：16 7 1-9492(2 0 2 4)0 3-0 0 7 6-0 7收稿日期：2 0 2 3-0 3-18基金项目：国家重点研发计划项目（2 0 2 2 YFC2905103）作者简介：李雨晴（2 0 0 0 一），女，江西上饶人，硕士研究生，主要从事矿物碎磨理论研究。通信作者：吴彩斌（197 2 一），男，江西鄱阳人，博士，教授，博士生导师，主要从事磨矿理论与工艺研究。2024年第3 期grinding a decrease of 31.95%.The precision grinding industrial test is carried out in the third separationplant of Xianglushan Tungsten Industry.Compared with that before the industrial test,the content of+0.15 mm particle and-0.010 mm particle in the first stage of the classification spill product after theindustrial application of the precision grinding is reduced by 7.41%and 11.25%,respectively.The contentof-0.15+0.010 mm is increased by 4.52%from 66.44%to 69.44%.The content of tungsten in-0.010 mm particle is reduced by 20.51%.The tungsten content in-0.15+0.010 mm particle sizeincreased from 79.59%to 82.75%an increase of 3.97%.The-0.010 mm size of tungsten tailings isreduced by 11.90%.The tungsten content of-0.010 mm and+0.15 mm particles is reduced by 30.92%and 11.83%respectively.The recovery of tungsten in the third concentrator plant increased from 78.65%to80.80%,an increase of 2.15 percentage points or 2.73%.The precision grinding test confirms that theimprovement of particle size characteristics,distribution and flotation index of Xianglushan tungsten oregrinding products are significantly effective.Key words:tungsten ore;precision grinding;particle size distribution characteristics;flotation recovery李雨晴等：精确化磨矿对钨矿粒度分布特性的影响77磨矿的作用是为下一步选别作业提供合适入选粒级的产品1，精确化磨矿技术通过改善矿物的粒度分布特性进而对选别作业产生积极影响2 。刘安平等3 为了提高梅山铁矿选矿厂的磨矿过程均匀性，通过精确化磨矿工业试验，使二段分级溢流产品中合格粒级含量提高了2.3 5个百分点，过磨粒级含量减少了6.91个百分点；柳晓峰等4 针对金堆城百花岭矿石进行研究，通过精确化磨矿制度优化磨矿过程，改善了磨矿产品的粒度组成，最终闭路试验获得了钼品位18.53%、回收率93.0 8%的钼精矿，验证了精确化装球制度下磨矿产品对浮选作业产生积极影响；袁程方等5 为探究精确化磨矿制度对安山扮岩磨矿粒度特性的影响，在试验中证实了精确化磨矿制度增加易选粒级钼占有率，获得了钼品位11.49%、回收率为8 2.2 9%的钼粗精矿；刘瑜等6 对柿竹园矿石进行力学性质研究，通过磨矿工艺参数优化，最终使二段溢流产量质量全面改善，使后续浮选指标有了不同程度的提高。香炉山钨矿位于江西省修水县，金属矿物主要有白钨矿、黄铜矿和磁黄铁矿，含少量闪锌矿、方铅矿等7-8 ，脉石矿物主要有石英、透辉石、钙铝榴石、萤石、方解石等9-11。选矿厂磨矿作业采用一段闭路磨矿，粒度筛析显示一段溢流中十0.15mm（欠磨粒级）、一0.15十0.0 10 mm（合格粒级）和一0.0 10 mm粒级（过磨粒级）的钨金属分布率分别为3.6 9%、79.59%和16.7 2%，钨金属在一0.0 10 mm粒级中的损失严重。因此，本文以香炉山钨矿三选厂磨矿系统为对象，对磨矿过程实施精确化磨矿技术改造，为减少矿石过磨、改善磨矿产品粒度分布、提高浮选回收率提供了一个有效的方法12 。1工业试验前磨矿系统现状香炉山钨矿三选厂磨矿系统是由MQG2700mmX3600mm球磨机和2 FLC-2000沉没式螺旋分级机组成，处理量为8 40 t/d，钢球配比为100mm：80 mm：6 0 mm=30%：40%：3 0%；一段磨矿分级工艺流程如图1所示。原矿球磨机螺旋分级机一段溢流图1三选厂一段磨矿分级工艺流程Fig.1Primary grinding and classification processflowsheet of No.3 concentrator工业试验前流程考察发现，香炉山磨矿分级系统存在以下问题：1)磨矿产品粒度分布不合理。溢流产品中+0.15、一0.15+0.0 10 和一0.0 10 mm粒级含量分别为2 0.2 3%、6 6.44%和13.3 4%；其中钨金属分布率分别为3.6 9%、7 9.59%和16.7 2%。从选钨尾矿产品可知，一0.0 10 mm粒级中钨的金属分布率为3 5.16%，说明钨在过粉碎粒级中损失严重。2)磨矿能耗过高，磨机利用效率偏低。现场磨机的钢球充填率为42%，而磨机利用效率仅有0.45t/mh。高充填率不但没有提高磨机利用效率，还导致磨机做大量的无用功，造成能量浪费。同时，钢球充填率过高，介质间碰撞频率增78加、介质磨损增大，对衬板的使用寿命也会造成负面影响。2小型试验2.1磨矿对比试验为验证精确化磨矿对粒度分布特性的改善效果，采用体积为6.2 5L的锥形球磨机进行精确化开路和闭路磨矿试验。磨矿条件为：钢球充填率3 5%，磨矿时间2 min，磨矿浓度7 5%；钢球配比40mm：3 0 m m：2 0 m m=3 0%：40%：3 0%。考察精确化磨矿制度下实验室磨矿产品粒度组成特性和金属量分布特性，并与现场一段球磨机排矿、分级溢流指标进行对比。1)粒度分布变化将精确化磨矿制度下开路和闭路的磨矿产品粒度分布与现场一段排矿和一段溢流进行比较，产品负累积产率曲线如图2 所示。从图2 可以看出，精确化开路磨矿产品与现场一段排矿的粒度分布有明显差别。精确化开路磨矿产品一0.0 7 4mm粒级产率为44.6 4%，现场一段排矿产品一0.0 7 4mm粒级产率仅有3 4.7 6%，精确化开路磨矿产品整体粒度分布更细，且细粒级含量和一段排矿含量基本相同，其中一0.0 19 mm产率均为15%左右。说明精确化制度下的磨矿产品粒度分布更加合理，呈现中间粒级分布更多、粗细粒级分布更少的趋势，磨矿产品粒度分布得越合理，合格粒级的金属量越多，对后续选别作业越会产生积极影响。10080%率上60402000.01图2 米精确化磨矿与现场磨矿产品粒度分布对比Fig.2 Comparison of particle size distribution ofprecision grinding products and on-site2)钨金属量分布变化为了观察出磨矿产品粒度分布对钨金属分布的有色金属（选矿部分）影响，将不同磨矿产品的金属量分布进行比较，如图3、4所示。从图3 可以看出，精确化开路磨矿产品中，一0.15十0.0 10 mm粒级钨金属分布率高出一段排矿10.9 1个百分点，一0.0 10 mm粒级钨金属分布率低于一段排矿3.57 个百分点。表明合理的磨矿制度能够改善磨矿产品中钨金属的含量分布。从图4可以看出，精确化闭路磨矿产品和一段溢流产品中钨金属分布同样存在较大差异。与一段溢流产品相比，精确化闭路磨矿产品中一0.15十0.0 10 mm粒级钨金属含量高出现场一段溢流15.9 3 个百分点，一0.0 10 mm粒级钨金属含量低于现场一段溢流26.52个百分点。由此可以看出，精确化磨矿对改善钨矿石磨矿产品中钨金属的分布特性起着重要的作用，这为后续分选效果的提升奠定了有利的基础。90精确化开路现场一段排矿7565.1554.244536.8229.4830150L-0.15 mm图3 米精确化开路磨矿和一段排矿产品中钨金属量分布对比Fig.3Precise comparison of tungsten metaldistribution in open-circuit grinding productsand a section of discharge products120精确化闭路现场一段溢流10080.8264.89一精确化闭路60一现场一段溢流一一精确化开路一现场一段排矿0.11粒级/mmgrinding products2024年第3 期8.945.37-0.15+0.010 mm-0.010mm40H32.8010200L图4米精确化闭路磨矿和一段溢流产品中钨金属量分布对比Fig.4Comparison of tungsten metal distributionin precision closed-circuit grinding products and a12.902.31-0.15 mmsection of overflowproducts6.280.15+0.010 mm-0.010mm5*碳酸钠18 0 03*水玻璃40 0 03*ZL2502024年第3 期2.2浮选验证试验为进一步探明磨矿产品粒度特性分布改善对浮选产品的影响，根据香炉山现场的浮选工艺，在实验原矿3*丁基黄药403*丁铵黑药2 0铜硫粗选2铜硫粗精矿李雨晴等：精确化磨矿对钨矿粒度分布特性的影响药剂用量单位：g/t搅拌、浮选时间单位：min3*丁基黄药2 03*丁铵黑药10铜硫扫选1.579室条件下进行浮选验证试验，试验流程如图5所示，磨矿产品回收率对比情况如表1所示。3*丁基黄药2 03*丁铵黑药10脱硫粗选2钨精选1.53*ZL500钨粗选2鸽扫选1.5钨粗精矿图5浮选验证试验流程Fig.51Flowsheet of flotation verification tests表1精确化磨矿前后浮选产品质量对比Table 1 Comparison of flotation product quality before and after precision milling精确化磨矿前产品名称产率铜硫粗精矿8.07钨粗精矿3.28中矿112.21中矿28.27尾矿68.16原矿100.0从表1可以看出，精确化磨矿后的浮选产品中钨粗精矿回收率比精确化磨矿前高出5.92 个百分点，增幅为2 3.6 1%；尾矿产品比精确化磨矿前的低出10.0 0 个百分点，降幅为3 1.95%。说明精确化磨矿工艺不但能改善磨矿产品的粒度分布特性，更进一步促进了选矿指标的提升。3工业试验为进一步验证精确化磨矿制度对选矿厂后续选别是否产生积极影响，对香炉山钨矿三选厂一段磨矿进行精确化磨矿工业试验，将工业试验后磨浮产品从产品质量、稳定性、分选指标等方面与试验前进中矿1中矿2钨品位钨金属回收率0.947.747.4925.072.2227.700.978.190.4531.300.98100.0行了对比。3.1磨浮产品质量比较工业试验研究前后磨浮产品的质量变化如表2 4所示。由表2 可以看出，精确化磨矿工业试验后排矿产品粒度分布得到明显改善。其中，过磨粒级含量从7.3 0%降低至5.7 1%，降幅为2 1.48%；合格粒级含量从45.2 0%提升至49.7 4%，增幅为10.04%；从钨金属分布变化也可以看出，合格粒级中钨金属量分布从6 4.0 5%提升至6 7.98%，增幅为6.14%；磨粒级中钨金属量分布从7.6 0%下降至5.69%,降幅为2 5.2 3%。结果表明精确化磨矿有效减少了过磨粒级中钨金属的损失。尾矿精确化磨矿后产率鸽品位8.850.933.977.6511.162.5611.200.8964.830.32100.00.98/%钨金属回收率8.4030.9929.1410.1721.30100.080排矿产品粒级/mm+0.15-0.15+0.010-0.010合计溢流产品粒级/mm+0.15-0.15+0.010-0.010合计由表3 可以看出，精确化磨矿工业试验后一段溢流产品粒度分布同样得到改善。其中，欠磨粒级和过磨粒级降幅分别为7.41%和11.2 5%，合格粒级含量从6 6.44%提升至6 9.44%，增幅为4.52%。溢流产品的粒度特性改变直接影响了钨金属量分布。溢流产品中过磨粒级钨金属含量从16.7 2%降低至13.2 9%，降幅为2 0.51%；金属合格粒级含量从7 9.59%提升至8 2.7 5%，增幅为3.97%。这表明精确化磨矿制度成功减少了磨矿最终产品中过磨粒级钨金属的流失，也佐证了只有磨矿产品粒度特性改善，才能提高分级溢流产品质量，两者的粒度分布相关性高达0.9913-14粒度分布钨尾产品粒级/mm调试前+0.1517.15-0.15+0.01074.36-0.0108.49合计100.03.2稳定性分析为保证后续取样样品具有代表性，对精确化磨矿后磨矿分级产品进行稳定性分析，粒度分布特征由不同粒级共同决定，除了保证磨矿细度（一0.0 7 4mm)指标外，对其他粒级进行稳定性验证也是十分必要的。通过相关性计算可以判断不同时间下磨矿产品粒度分布变化，计算方法如式（1)所示。给定两个随机变量X和Y,则X和Y之间的（皮尔逊)相关性定义为17：有色金属（选矿部分）表2 排矿产品质量变化Table 2Changes in the quality of discharge products粒度分布试验前试验后47.5044.5545.2049.747.305.71100.0100.0表3 溢流产品质量变化Table 3Changes in overflow product quality粒度分布调试前调试后20.2318.7366.4469.4413.3311.83100.0100.0表4钨尾矿质量变化Table 4Changes in the quality of tungsten tail products调试后21.2271.307.48100.02024年第3 期/%钨金属量分布变化幅度试验前6.2128.3510.0464.05-21.787.60100.0变化幅度调试前-7.413.694.5279.59-11.2516.72100.0钨矿石性脆，磨矿过程容易出现过磨现象15-16 ，而精确化磨矿制度大大减少了这种现象，对选别阶段产生了积极的影响。由表4可以看出，钨尾矿的过磨粒级从8.49%降低至7.48%，降幅为11.90%。对比钨尾矿产品中钨金属量分布变化，钨金属过磨粒级含量从3 5.16%降低至2 4.2 9%，降幅为3 0.92%；金属欠磨粒级含量从2 0.2 9%降低至17.8 9%，降幅为11.83%。磨矿分级产品粒度及钨金属量分布更加集中,而在欠磨和过磨粒级中的分布更少。从钨尾的钨金属量分布可以看出，由欠磨和过磨造成的钨金属损失均减少，过磨和欠磨造成钨金属损失的比例有效降低，这与磨矿产品质量改善密不可分。/%钨金属量分布变化幅度调试前23.7320.28-4.144.56-11.935.16100.0Corr(X,Y)=VVar(X)XVVar(Y)其中,Cou(X,Y)表示协方差；Var（X)表示方差。当Corr(X,Y)愈趋近于1,则说明X、Y相关性更好。对8 月2 1日和9月4日的磨矿分级取样产品进行筛下累积产率和相关性计算，结果如图6 所示。从图6 可以看出，8 月2 1日至9 月4日的排矿、沉砂和溢流相关性分别为0.999、0.997、0.999,说明经过试验后26.3367.985.69100.0钨金属量分布调试后3.9682.7513.29100.0调试后17.8957.8224.29100.0Cou(X,Y)变化幅度-7.136.14-25.23/%变化幅度7.323.97-20.51变化幅度-11.8329.76-30.92(1)参考文献2024年第3 期工业试验后，磨矿分级产品的粒度分布特征稳定，所取样品具有代表性。100一（排矿8 月2 1日）(排矿9月0 4日)（沉砂8 月2 1日）80（沉砂9月0 4日）（溢流8 月2 1日）（溢流9月0 4日）604020F0图6 磨矿产品粒度相关性分析Fig.6Correlation analysis of particle size ofgrinding products3.3分选指标对比为进一步验证磨矿产品质量改善对选厂钨金属回收率的影响，对三选厂钨金属回收率进行统计，钨金属回收率变化如图7 所示。从图7 可以看出，三选厂钨金属实际回收率从7 8.6 5%提升至8 0.8 0%，提升了2.15个百分点，增幅为2.7 3%，选别指标提升显著。说明精确化磨矿工业试验研究对香炉山矿磨矿产品粒度特性分布改善、浮选指标提升效果显著。110100F908070F6050Fig.7 Tungsten metal recovery change4结论1)精确化磨矿通过改善磨矿产品粒度特性分布，实现一段溢流中钨金属在合格粒级中的富集，从而改善浮选产品的质量。2)采用精确化磨矿过程，可以显著提升一段溢流和浮选尾矿的产品质量。溢流产品中过磨粒级李雨晴等：精确化磨矿对钨矿粒度分布特性的影响溢流相关性=0.999排矿相关性=0.997沉砂相关性=0.9990.010.1粒级/mm提升2.15个百分点78.65增幅2.7 3%（工业试验前）1月 7 月（工业试验后）8 月 9月生产时间图7 钨金属回收率变化:81钨金属含量减少了2 0.51%，合格粒级钨金属含量增加了3.97%；钨尾矿产品中过磨粒级钨金属含量减少了3 0.92%，欠磨粒级钨金属含量减少了11.83%。3)精确化磨矿工业试验后，磨矿分级产品的粒度分布特征稳定。香炉山钨矿三选厂钨金属实际回收率从7 8.6 5%提升至8 0.8 0%，提升了2.15个百分点，增幅2.7 3%，选别指标提升显著。1克袁程方，邵翌博，熊源，等.装球制度对花岗斑岩磨矿产品粒度特性的影响J.矿业研究与开发，2 0 2 2 42（2）：54-59.1YUAN Chengfang,SHAO Yibo,XIONG Yuan,et al.Effect of balling system on granularity characteristics ofgrinding products of granite porphyry JJ.MiningResearch and Development,2022,42(2):54-59.2石刚，胡蝶，吴红，等.张庄铁矿磨矿系统优化试验研究J.现代矿业，2 0 2 2,3 8（1）：12 9-13 2.SHI Gang,HU Die,WU Hong,et al.Experimentalstudy on the optimization of grinding system inZhangzhuang Iron Mine J.Modern Mining,2022,38(1):129-132.3刘安平，吴彩斌，严刘学，等.梅山铁矿精确化磨矿工业试验研究J.矿冶工程，2 0 14,3 4（5）：58-6 1.LIU Anping,WU Caibin,YAN Liuxue,et al.Commercial tests on precise grinding of iron ore fromMeishan Iron Mine J.Mining and MetallurgicalEngineering,2014,34(5):58-61.4柳晓峰，康建雄，袁程方，等.钢球级配对百花岭选厂钼矿石磨矿产品粒度特性的影响研究J.现代矿业，2021,37(10):120-123.80.8LIU Xiaofeng,KANG Jianxiong,YUAN Chengfang,et al.Research on the influence of the granularitycharacteristics of the molybdenum ore precisiongrinding products in Baihualing Concentrator J.Modern Mining,2021,37(10):120-123.5袁程方，李勇，朱峰，等.安山琦岩精确化磨矿粒度特性研究J.有色金属（选矿部分），2 0 2 2（5）：8 5-91.YUAN Chengfang,LI Yong,ZHU Feng,et al.Study onaccurate grinding particle size characteristics ofandesitic porphyrite J.Nonferrous Metals（M in e r a lProcessing Section),2022(5):85-91.6刘瑜，杨昊，邹春林，等.精确化磨矿对产品粒度分布及能耗的影响JI.矿业研究与开发，2 0 15，3 5（7）：53-57.LIU Yu,YANG Hao,ZOU Chunlin,et al.Influence ofaccurate 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