选矿前的磨矿及要求

无论是金属矿或是非金属矿，除少数矿物单体解离良好的海滨砂矿入选前不需要磨矿外，一般都需要进行磨矿。选矿前的磨矿属于解离性磨矿。

关于入选前磨矿的任务，世界著名选矿学者A.F.塔加尔特早就指出过："磨矿的功用和目的依其所磨原料不同而不同。在选矿厂主要的任务是将矿物原料粉碎，以使有用矿物大部分得以从脉石中解离出来，并在许多情况下使两种矿物分离开来；其次一个任务是将单体的有用矿物依其粒度的必要缩小程度，将粒度减小，以使它们在下一个选矿过程中得以有不同的性态表现"。在这里，塔加尔特把解离有用矿物作为磨矿的首要任务，而减小粒度仅作为第二位的任务。他对选矿前磨矿的任务确定是科学的和符合实际的，因为选矿的前提条件就是矿物的相互分离。根据选矿前磨矿的任务将其称为解离性磨矿也是贴切的。

解离性磨矿能够实现的根本依据是矿石力学结构的多元性。 组成矿石的各种晶体矿物之间的相介面是一个力学脆弱面，矿石受力时破碎行为将首先沿力学的脆弱面上发生。因此，晶体矿物在磨矿中普遍存在解离行为的选择性，即解离行为首先沿不同矿物的结合面上发生。有的学者把矿石的破裂分为三种模式：跨越两个以上颗粒的破裂，颗粒自身的破裂，沿颗粒边界的破裂，并认为沿边界的破裂是最理想的，而其它两种破裂产生的单体颗粒都远小于颗粒的自然粒度。使解离行为沿不同矿物结合面上发生的破碎称为解离性破碎，解离性磨矿中矿石的破碎正是需要此类解离性破碎。

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在实际磨矿过程中，矿物的解离行为总是伴随破碎行为发生的，没有不发生破碎就出现的解离，也没有发生了破碎而不出现的解离，矿石发生破碎而使粒度减小，有用矿物也就随之解离出来。一般地说，破碎与解离密切相关，破碎的粒度愈细，有用矿物的单体解离度也就愈高。但是，由于矿石的破碎中存在着选择性解离行为，故破碎的粒度与有用矿物的单体解离度之间只存在密切的相关关系，而不存在正比例关系，解离和粉碎不能等同。 如果磨矿介质的力学状态调整得好，可以提高选择性解离的比重，可以在较粗的磨矿粒度下获得较高的单体解离度；相反，如果磨矿介质的力学状态不佳，则可能使产品细度很高但单体解离度不够高的现象出现。正由于这样，调整介质力学状态，提高选择性解离的比重，改善磨矿产品质董等成为磨矿工作者的重要研究任务。

然而，在实际生产过程中，人们往往重视了磨矿粒度和单体解离度之间的密切相关关系，而忽视了它们之间并非正比例关系的事实，认为磨矿就是减小粒度，磨得愈细单体解离度就愈高。在这种认识倾向占压倒优势的厂矿或地方，放弃了提高单体解离度的其它努力，甚至不知道除了提高产品细度外还有其它可以提高单体解离度的方法及路子。随着选矿技术的不断发展和进步，人们对选矿前磨矿的性质和重要性有了更深入的认识。目前已有不少人提出，应该针对不同的矿石性质采用不同的磨矿工艺，并认为现代矿石准备流程的主要发展趋势应在磨矿过程中增加矿物解离的选择性，以争取在最小能耗下获得最大的矿物选择性解离。在这方面，原苏联的选矿科技工作者做了大量的工作。A.A.亚岑科等人认为，磨矿介质的形状与大小是物料细磨的基本参数，由于各段磨矿入磨物料的粒度组成和物理性质不同，磨矿的介质也应不同，并指出降低球的加权平均直径可以提高选择性磨矿的效果，增加细级别产率。在破碎方法上， B. K. Porekи报道，电能和超声波联合磨碎矿石可以提高矿物解离的选择性，A.B曼尼娜报道,电脉动破碎法可使含锡矽卡岩矿样在较粗粒级下解离。B.K扎多罗日内报道，液电放电破碎可以降低矿石强度，增加选择性磨矿作用，提高后面的选矿指标。在磨碎设备上，斯奈德减压破碎法则是众所周知的能强化矿物选择性解离作用的方法。喷射磨和原苏联研制的"MAя"型磨均属高能强磨矿设备，也有强的选择性解离作用，且产品的选别指标较好。这些研究说明，选矿工作者们开始注意磨矿方法和设备的研究及选择，其目的就是为了提高矿物解离的选择性，提高磨矿产品的质量，进而提高后面选矿作业的选矿指标。因此，提高矿物解离的选择性是选矿前的解离性磨矿的首要要求，也应是评价磨矿产品质量的首要标准。

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按照后面选矿的要求减小粒度是选矿前解离性磨矿的又一个要求。各神选矿方法均受粒度限制，要求有一个适宜的选矿粒度范围。但矿石材料的破碎不同于其它工程材料，矿石的破碎产品中有各种粒度级别，有达不到入选要求的过粗粒级，也有难于或不能选别的过度粉碎粒级。过粗粒级可以通过分级设备返回磨机再次破碎。但过粉碎粒级却难于挽回，不仅浪费了矿物资源，也浪费了磨矿中的能量和材料，浮选中还浪费药剂。因此，过粉碎的产生是无利多弊的，是磨矿中应该尽量减少的。采用合理的磨矿分级流程，设备选择合适和操作得法可以减轻过粉碎粒级的产率。避免过粉碎是不可能的，尽量减轻则是可能的。近年来，国外学者对矿泥产生的问题进行了广泛的研究，主要研究矿泥生成相对速度的影响因素，包括磨矿方法、介质、矿浆性质、球荷装 载、磨机转速、球径和磨矿时间等等。有的主张尽量采用选择性磨碎降低钼的泥化，以降低尾矿中钼的损失。原苏联学者认为，锡矿石近年来科研的重要课题之一就是付出巨大的努力寻找能减轻小于0.04mm级别矿泥生成的设备选择上。西德梅根选厂在细磨中减小球径并混用短圆锥体介质而减轻了过粉碎。因 为过粉碎的产生在细磨阶段严重，国外不少研究指出，釆用短柱形或截头圆锥体形介质既可提高产品细度，又可减轻产品过粉碎， 并认为这是一种新型细磨介质。总之，国外在磨矿的方法、流程、设备、磨机工作条件、介质形状和操作上开展了旨在减轻过粉碎的各种研究，并取得有效的成果。因此，在减小粒度的过程中如何尽量减少过粉碎粒级的产生是磨矿应遵守的原则，过粉碎的多少也是评价磨矿产品质量的又一条重要标准。

综上所述，在选矿前的解离性磨矿中，提高矿物解离的选择性使单体解离度高，减轻过粉碎粒级含量使产品粒度均匀，保证入选产品有高的解离度和低的过粉碎，从而在选矿中可以获得高的回收率和精矿品位。这就是对选矿前磨矿的基本要求。