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(xiàn)在,經多年的工業(yè)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(yè)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(yè)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(shù)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(yè)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(xù)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(yè)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(xù)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(guī)格的鑄鐵段,提高細磨的研磨面積。由試驗也可知,現(xiàn)廠球徑偏大較多,若采用適宜規(guī)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(xù)對比磨礦試驗也證實了此點。
在實驗室DXL400mmX450mm大型連續(xù)球磨機作鋼球與耐磨鑄鐵段連續(xù)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(shù)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(yè)實踐還可斷定,若采用鑄鐵段取代現(xiàn)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。