球磨机细磨镍矿的试验研究

金川有色金属公司是我国最大的镍基地，镍金属储量大，资源丰富且镍矿石品位高、易选别。从60年代中期到现在，经多年的工业实践，积累了丰富的镍选矿经验，从流程、球磨机设备及操作等多方面均较适应金川的矿石性质。但近几年来，随着俄罗斯、加拿大等产镍大国将大量金属镍投放国际市场，使金属镍价格大幅度降低，因此，降低镍的生产成本越来越成为镍业生产的主要问题。选矿可从降低镍矿选加紧的成本分析入手。从金川公司选厂的球磨机磨矿作业分析，存在以下问题有待于改进：

金川公司处理的镍矿石普氏硬度系数f值居于12~14之间，为中硬矿石，最终磨矿细度小于0.074mm占80%。公司二选厂采用一段棒磨、三段球磨机的四段磨矿流程，流程太长且效率不高，减轻60mm的球装60%，40mm的球装40%，第三段球磨60mm的球装40%，40mm的球装60%，但由于补加球均是60mm的一种球，实际上球磨机运转一定时间后，各段球磨机内球荷粒度特性均基本相同，而处理的矿石粒度又不同，显然针对性不强。再加上钢球质量差，也影响到磨矿效果，针对以上问题，拟通过新型细磨介质的使用来提高细磨效率，利用实验室小型试验为工业实践提供依据。

经测定三段球磨机给料的粒度及金属分布特性，球磨机的给矿粒度较细，第二段给矿按95%过筛计最大粒仅0.38mm，第三段给矿按95%过筛计最大粒只有0.27mm，即使第一段球磨给矿最大粒为1.6mm，且给料中又以较细的中间粒级产率多；镍金属分布虽不均匀，但也未达到某一级别抛尾的地步。小于0.010mm级别品位比0.038~0.010m级别品位高，说明镍矿物易泥化及过粉碎。因此在镍矿石的细磨中应采用精确尺寸及形状合适的磨矿介质，尽量减轻过粉碎。

在实验室不连续球磨机（DXL） 160mmX180mm中作磨碎试验，转速率为95.28%，球磨机每次给料500g，磨矿浓度65%，由试验确定最佳球磨，第一段球磨机的最佳球径为30mm，第二段球磨的最佳球径为14mm，第三段球磨的最佳球径介于9.5mm与14mm之间，为11.5mm。而由于实际工业生产中最小的钢球尺寸很难达到30mm以下，所以在以后的试验中将球径相应调整，并做了与新型细磨介质耐磨铸造铁锻的对比试验。

在实验室DXL200mmX240m不连续球磨机上作钢球与耐磨铸铁段的对比磨矿实验，转速率为84.34%，磨矿浓度为65%，磨矿的时间第一段球磨机给料磨13.5分钟，第二段磨12分钟，第三段磨15分钟。通过三种给料的耐磨铸铁与钢球的对比磨碎试验可知，当铸铁段与钢球质量相当时，因铸铁段属短线接触，破碎力小，所以铸铁段磨不细产率略多于钢球，但它的过粉碎却比钢球轻2%~4%，对第一段磨矿给料应采用偏大的40mmX45mm及35mmX40mm铸铁段，因其磨碎粗粒能力强；第二、第三段磨矿给料则应相应采用小规格的铸铁段，提高细磨的研磨面积。由试验也可知，现厂球径偏大较多，若采用适宜规格铸铁段取代选厂所用钢球后，在处理量相同的情况下，铸铁段的产品更细。随后进行的实验室连续对比磨矿试验也证实了此点。

在实验室DXL400mmX450mm大型连续球磨机作钢球与耐磨铸铁段连续磨碎金川镍矿石的对比试验，转速率为82%，介质装入量为100kg，磨矿浓度控制在60%左右。钢球配比为：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%，加权平均球径为42.7mm；铸铁段则采用35mmx40mm占38.94%32mmX38mm占7.8%，30mmX35mm占44.11%，25mmX25mm占9.15%，等体积加权平均直径36.2mm铸铁段小于钢球直径，根据结果分析得出，用铸铁段取代钢球用于球磨机细磨后，细磨能力增强，按球磨机利用系数计算球磨机的处理能力分别提高13.70%、27.08%及9.87%；产品粒度特性大大改善，磨矿产品中磨不细级别及过粉碎级别产率均相应减少，合格粒级产率上升，精矿品位及回收率因此得以提高。根据耐磨铸铁段细磨锡矿及硬质石英砂岩铜矿的工业实践还可断定，若采用铸铁段取代现场钢球用于金川镍矿细磨，不但可以提高细磨效率，还可以降低磨矿介质消耗，使镍矿选别成本及镍金属的生产成本下降，提高我国镍金属在国际、国内市场中的竞争能力。