钒钛磁铁矿Bond球磨功指数测定试验研究

2021年第3期!色金属(％矿'今)・41・doi：10・3969/j.issn.1671-9492.2021.03.007
g钛磁铁矿Bond球磨功指数测定试验研究
何逵
(攀枝花学院饥钛学院，四川攀枝花617000)
摘要：以一$.$0、一1.70、一0.83、一0.425mm四种粒级的飢钛磁铁矿为试验原料，开展Bond球磨功指数测定试验，获得了一0.15、一0.096、一0.075、一0.058mm粒级产品下的Bond球磨功指数，建立了给料粒级、产物粒级与功指数之间的
数学模型，同时将邦德功指数试验转换为工业试验。

研究结果表明，功指数与给料粒度、产物粒度成反比例关系；功指数与给
料粒度呈指数函数关系、与控制筛孔尺寸呈二次函数关系；每转新生成产物G bp随着控制筛孔尺寸的减小而减小。

工业换算
结果显示，产物粒度越细，磨矿处理量越小；实际单位功耗与计算单位功耗均随着产物粒度的减小而增大。

研究结果为飢钛
磁铁矿不同磨矿粒度下磨机计算与选择提供一定的指导意义。

关键词：钛磁铁矿；Bond球磨功指数；给料粒度；产品粒度
中图分类号:TD921.4文献标志码:A文章编号：1671-9492(2021)03-0041-04
Experimental Study on Determination of Bond Ball Mill
Work Index of Vanadium Titanomagnetite
HE Kui
{Institute of Vanadium Titanium,Panzhihua University,Panzhihua617000,Sichuan,China"
Abstract:Bond ball mill power index of four different sizes(一3.35,一1.7,一0.83and一0.425mm"of V-Ti magnetite was tested on Bond power index of four different products was obtained(一0.15,一0.096,一0.075and一0.058mm".The mathematical model between the feed particle,product particle and power index were established.At the same time,the Bond power index test was transformed into industrial test.The results show that the power index is inversely proportional to the feed size and the product size.The power index is exponential function to the feed size and quadratic function to the control screen size.The G bp of new production per revolution decreases with the decrease of the control screen size.The results of industrial conversion show that the finer the particle size of the product,the smaller the grinding capac i t y.The ac t u al un i t power consump t i o n and t h e calcula t e d un i t power consump t i o n increase w i t h t h e decrease of the particle size of the produc.The above results can also provide some guidance for the calculation and selection of the grinding machine with different grinding sizes of vanadium titanomagnetite.
Key words:vanadium titanomagnetite；Bond ball mill work index；feed particle size；product particle size
攀枝花地区蕴藏丰富的飢钛磁铁矿资源，约占国内探明储量的90%，扌钛之都的美誉$飢钛磁铁矿属于多金属共存的矿石体系，含有贵重金属，具有相当高的综合利用，但钛磁铁矿矿石性质，主要有用矿物镶嵌粒度较细，如一0.038mm超细粒级钛铁矿含量较高,效地回收钛铁矿，选钛厂不得不对 进行多次磨矿分解离目的矿物，这、会进一步增加选矿成本。

磨矿作业是选厂的重要作业之一，是一个高、低效率的工序，磨矿：占整的60%〜70%$因此，研究磨矿过程中的磨矿效率、功耗显得重要$花密地钛地区钛的主要生产企业，同时也是国内最大的钛精矿地，目前磨矿作业主要采用球磨机。

球磨机的计算主要包括容积功耗法，其中功耗法是基于BOND F C和王文东于20世纪
收稿日期：2020-06-17
基金项目：飢钛资源综合利用省重点室项目(2019FTSZ09)；卩钛产业发展研究中心项目(2019VTCY-Y-04"作者简介：何逵(1988-),男，湖阳人，博士研究生，主要研究方钛磁铁矿综合利用$
•42-!色#属(％矿'()2021年第3期
50年代所提出功耗法能够反映矿石的可磨性，其中Bond功指数是表征矿石颗粒在磨机中研磨到一定细度所需消耗能量的指标，在计算能耗功率的同时引入了磨机转速率和介质充填率等影响因素，相比容积法更为完善,因此在矿业界得以广泛使用$
近几十年来，众多学者对各类矿石进行了Bond 球磨功指数测定研究。

王二锋等6对河北某铁矿石
进行了0.15mm和0.075mm邦德球磨功指数测定，结果显示当控制筛孔为0.15mm和0.075mm时，球磨功指数分别为15.86kW•h/t、17.11kW-h/t。

何剑伟等⑺通过对11组不同粒度的石灰石原料开展了Bond球磨功指数试验，并将试验结果转换成工业试验进行了更接近生产的理论研究，分析了功指数相关参数的演化规律$研究结果表明，产物粒度与磨矿产能成反比，磨机的实际单位功耗与产物粒度呈正比的趋势，但是功指数并未出现明显变化的现象，实验室结果与工业换算结果存在一定差异$牛福生等8基于Bond粉碎第三理论对煤矿进行了球磨功指数试验，为煤矿的磨矿工艺提供了一定的指导。

王泽红等［9］以石英砂、铁矿石为原料，研究了给料粒度、产物粒度与Bond球磨功指数之间的关系，结果表明，邦德球磨功指数与产物粒度成反比，石英的球磨功指数增加幅度要大于铁矿石，邦德球磨功指数与给料粒度呈指数函数关系。

机钛磁铁矿的Bond球磨功指数相关研究甚少，针对当前攀枝花矿业集团公司致力于回收一0.038mm超细粒级钛铁矿的攻关问题，传统的以给料粒度为一3.2mm的邦德标准球磨功指数研究已经难以满足要求$因此，研究不同粒级(特别是小于3.2mm)给料与不同产物粒级情况下机钛磁铁矿Bond球磨功指数显得尤为必要，这对机钛磁铁矿磨矿工艺的精确设计和计算起到重要的理论指导意义$
1试验物料及方法
试验所用的矿样来自攀枝花密地选厂二段破碎车间，工艺矿物学分析显示主要含有钛磁铁矿、钛铁矿，少量的磁铁矿、褐铁矿、针铁矿以及次生磁铁矿、硫化物等,脉石矿物主要以钛普通辉石、斜长石为主，原矿化学多元素分析结果见表1$采用XPC-100X230顎式破碎机、RK/PC300X400锤式破碎机对原料进行预先处理，获得一3.35、一1.7、一0.83、一0.425mm四种粒级的飢钛磁铁矿原料，分别对原料进行粒度分析得出不同给料粒度下物料的20，如表2所示$采用吉林探矿机械厂生产的XMGQ©305X305邦德功指数球磨机按照标准测定程序进行1］$磨机内径为305mm,有效长度为305mm,装机功率为0.6kW,筒体光滑没有安装衬板和提升条，磨机装有转速计数器，能够在完成指定的转数之后自动停止工作$磨机转速为75r/min,转速率为91.3%,钢球充填量为20.125kg,充填率为19.4%,最大钢球直径
36.5mm，磨机6J/r$出磨机每转一周新产生的控制筛孔尺寸P1(g m)以下粒级物料的质量G b p(g/r),结合原料粒度分析值280(g m)和P80(g m)，按照公式(1)计算出球磨机功指数。

式中：
W lb—球磨机功指数,kW-h/t；
P1—试验控制筛孔尺寸，g m；
G bp—磨机每转一周新生成的指定控制筛孔以下粒级产品的质量，g/r；
P S0—产品中80%物料通过的粒度尺寸，g m；
280—给料中80%物料通过的粒度尺寸，g m$表1原矿化学多元素分析结果
Table1Re+ult+ofchemicalmulti-element
analy+i+ofrawore
组分TFe TO2V2O5S SO2AI2O3CaO MgO P
含量28.5911.560.250.054223.59 5.12 4.029.560.045表2不同给料粒度下物料的！80
Table2!s0of different feed size
给料粒度/mm280/g m
—3.352328
一1.71421
一.83612
一.425321
2试验结果与分析
2.1试验机结果
产物尺寸分.15、.96、.75和0.058mm,记录磨矿平衡时的G bp,P s0值，结合表2中的2值代入公式(1),计算出不同给料粒度、不同产物粒度下的Bond功指数W lb，所得结果如表3所示。

由表3可知，当控制筛孔尺寸为150g m
时，随着给料粒度的减小，磨矿平衡时产品粒度P80现出先增大后的趋(当尺寸
150g m时，P s。

值变化不明显。

给料粒度一定时，随着控制筛孔尺寸的减小,磨机每转新生成产物G b p值减小,控制筛孔尺寸一定时，每转新生成产物仏”值变化幅度较小。

同一给料粒度下，
邦德功指数随着控制筛
202#年第3期何 逵:％L 钛磁铁矿Bond 球磨功指数测定试验研究・43・
孔尺寸变小而变大，当给料粒度小于3. 35 mm 时增加 幅度较大(
尺寸一定时，邦德功指数 ’给料粒度的 增大,筛孔尺寸越小增加速度越快$
表3 Bond 球磨功指数测定试验结果Table 3 Test results of Bond ball
milwo?kindex
控制筛孔 尺寸/^m 参数
给料最大粒度/mm
3.35
#.70
0.83
0.425
P 8°/mm
0.#270.#350.#200.#27#50
G bp/(g ・ r i )#.344
#.347#.369#.547
W b/(kW ・ h ・ t
i )
#820.50823.70933.#45
P 8°/mm 0.0880.08
0.08
0.0896
G bp /(g ・ r ]#)
0.865
0.8940.86#0.830W ib /(kW ・ h ・ t ]#) 22.735
22.220
27.386
35.966
P 80/mm 0.0690.0660.0480.06675
G bp /(g ・ r ]#)
0.69#
0.6230.5650.625
W ib /(kW ・ h ・ t ]#) 24.92627.936
32.#5440.#59
P 80/mm 0.048
0.0520.05#0
0.05358
G bp /(g ・ r ]#)
0.5#5
0.50#0.4560.435
W ib /(kW ・ h ・ t ]#) 27.083
30.65
37.#46
47.#74
■ 3.35 ^(^=35.396-0.16^+0.000.04^,疋=0.999)
• 1.7 mm(JK b =54.059-0.502x+0.00185x 2,雇0.97) ▲0.83 mm(^=63.408-0.57x+0.00204x 2,2?2=0.999) 弋0.425 mm (曙79.539-0.723X+0.0027&2,1?2=0.994)
不同给料粒度下飢钛磁铁矿邦德球磨功指数与
尺寸、纟
度的关系如图# ，采用
origin 对其进行拟合可知邦德功指数W b 与 孔尺寸x 呈二
数关系 式(2)所示，邦德功指
数W b
度x 呈指数函数关系
式(3)
$
W b ' a b bx b ex 2
(2)
式中:a 、b 、c 分布为拟合参数，各曲线a 、b 、c 值 与拟合相关指数见图#()$由图1(a )可得，参数a 、
b
度的减小而增大，c 值变化不明显;
各参数的 度的变 不同，模型 I 验
数据的拟合相关系数非常高$
W b ' A + +e Cx
(3)
式中，A 为常数项，B 、C 为指数函数的拟合参
数，各
A 、
B 、
C 值及拟合相关指数见图1(b ) $随
尺寸的 ，拟合参数表现岀A 值增大,
B
,C 值先增大后减少的规律$
45
40(匚•q
•
霜
启
puoq
3530
25
20
15——I -------------1--------------1-------------1--------------1---------60 80 100 120 140
控制筛孔尺寸伽i
(a)不同给料粒度下邦德功指数与控制筛孔尺寸之间的关系
40
ۥ3530
25
q
•
慝蠢兽puoa
20
45
15
0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5
给料粒度/nun
(b)不同控制筛孔下邦德功指数与给料粒度之间的关系
图1邦德功指数拟合曲线
Fig.1 Thefitingcu?veofBondwo?kindex
2.2工业转换结果
现将试验机功指数结果转换成现场数据，观察 不同给料粒度下的单位功耗，对应的转换准则如
下:处理量与务 的关系如公式(4)、功率计算 如公式(5)、试验磨机实际单位功耗W #如公式(6)、 试验磨机计算单位功耗W 2如公式(7)所示。

Q = 1 g/r X 75 r/min C 60 min/h X #0_6 g/t X
务 (4)
P = (1 W ・ min/r)/(#/75 r/min ) = 0. 075 (k W )
5)
EF 5 X EF 6 X EF 7 X EF 8 (kW ・ h/t )
(7)
其中公式(7)中的参数取值如表4所示,W ,为试
机计算的功指数$
表4相关参数取值
Table4 Thevalueof?elevantpa?amete?s
参数
EF #
EF 2
EF 3
EF
EF 5EF 6
EF 7
EF 8
数#.3
#
#
#
(P 80 + 10. 3)/(1. 145 X P 80)#
#+0.#3/(R b
]#.35)
#
注：表4取值参考杨家 《碎矿与磨矿》一书中#64-165页，其中R b 为球磨破碎比。

• 44 -
!色#属（％矿'（）
2021年第3期
换算工业试验结果如表5所示，不同给料粒度 下处理量Q
尺寸 的关系如图2所
示。

由表5可知，实际单位功耗W 1 际计算单位功耗W 2
尺寸的 增大（ 席孔
尺寸大于96 g m 时候，W 1与W 2随着给料粒度的变
表5
不同给料下功指数转换结果
细而减小；控制筛孔尺寸小于或者等于96 g m 时,
W 】、W 2基
持不变。

由图2可得,处理量Q f 制
尺寸存在正比例关系, 尺寸的增大
处理量呈现岀增加的趋势，可见产品磨的越细，每小
时处理量就越低，这
的仇”的 类似的。

Table 5 Data converted by work index at various feed size
/(kW - h - t —1)
控制筛孔尺寸/gm
度/mm
3.35 1.700.83
0.425
W i
W 2
W 1
W 2
W 1
W 2
W 1
W 2
150
12.4
15.029
12.35914.92112.17315.38310.77514.8729619.27824.718.63624.28319.35725.052
20.07127.06675
24.119
32.31426.75235.40829.493
39.0726.66736.6085832.3946.166
33.257
46.477
36.591
50.492
38.297
53.507
图2控制筛孔尺寸与处理量的关系曲线Fig.2 Therelationcurvebetweenthecontrol
meshsizeandtheoutputcapacity
3 结论
以不同给料粒度的飢钛磁铁矿作为试验原
料，采用Bond 球磨功指数测定方法研究了不同产 物粒度下的功指数变
律， 机 1经过一定的规律
工业
，得岀如下
:
1） 试验机结果表明邦德功指数随着给料粒度、控
制筛孔尺寸的减小而增大，当 度 3.35 mm 、
产物粒度
150 g m 时增加速度较快;磨机每转新
生成物 尺寸的 （
尺寸大于150 g m 时，磨矿平衡产物P 80增加速度较
快，尺寸小于150 g m 时，P 8变化不明显。

2） 工业数
可 ， 际单位功 W 1
际计算单位功 W 2
产物 度的
增大;产物粒度大于96 g m 时,W 】、W 2随着给料粒度
的变细而减小，产物粒度小于96 g m 时,W 】、W 2的变
不明显；处理量 尺寸 相关性，随着
尺寸的增加而增大。

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)
2021年第3期赵开乐等:铜铅浮选分离无毒抑制剂机理研究及应用实践•61-
面的捕收剂发生竞争吸附；而SM1能罩盖预先吸附在方铅矿表面的捕收剂上，发生了强烈的化学吸附$
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