矿石细磨过程的工艺特征

与粗磨矿相比，细磨过程具有许多特殊的工艺特征。只有弄清矿石细磨过程的工艺特征，才能在磨矿中加强细磨的针对性，提高磨矿效率并减轻有用矿物的过粉碎。

(1)细磨处理的物料粒度范围窄，磨矿比小。细磨磨机的给矿粒度一般不超过0.3mm,部分甚至小到0.lmm,磨到产品粒度达0.074mm时，磨矿比只有4.1，即使磨到0.038mm,磨矿比也仅有7.9。而粗磨的给矿粒度通常达10～20mm，部分选厂甚至高达25mm以上，磨至产品粒度0.3mm时磨矿比可达33. 3～66.7，远大于细磨时的磨矿比。由于细磨处理的粒度范围窄，对磨矿介,质尺寸的选择提出了更高的要求，而对介质种类及配比就要求较少。

(2)矿石硬度的影响随磨矿粒度的变细逐渐减弱，而产品细度的影响则逐渐增强。由于矿石力学性质的不均匀性，同种矿石粒度愈粗的微裂缝愈多，机械强度愈差，愈易磨。而粒度愈细则机械强度愈好，愈难磨细。用3～0mm的石英及方解石（莫氏硬度分别为7及3)在同样条件下进行磨碎，使它们均磨到0.04mm占90%时，硬的石英需要80mm，而软的方解石只要50min，证明硬度对细磨效率的影响仍然存在。另外，又用同样物料的两个粗细级别在同样条件下磨相同的时间，结果新生小于19μm颗粒产率是粗级别磨碎后产生的多，细级别产生的少（见表47所示），证明粒度愈细愈难磨。由表48软硬两种矿物细磨时细粒级增长情况又可以看到，当对硬的石英及软的方解石进行细磨时，产品磨得愈细，新生细级别产率的差距愈小，证明磨'矿粒度愈细，矿石硬度的影响逐渐减弱，而产品细度的影响逐渐增强。出现这种现象的原因，一方面是因为粒度变细之后，颗粒的宏观和微观裂纹减小，颗粒也较为均质，且缺陷减少，因此即使是软矿物的强度也增强了，图20即说明了此点；另一方面是细磨时条件恶化，磨矿过程难以有效进行，细磨时的破碎概率低。由此引起随着磨矿粒度变细而导致的软硬两种矿物的磨细速度差减小。

(3)矿石细磨过程效率下降，能耗大幅度上升。细磨过程磨机的利用系数q^-0.074mm仅是粗磨的10%～20%,例如将石英在工 业磨机中磨到比表面积7000cm²/g时能耗约30kW • h/t，计算效率仅0.7%。同时，细磨耗能显著增大，矿石在开路棒磨情况下耗能一般为7.2～14.4MJ/t，磨到浮选程度时也仅为18～54MJ/t,而磨成很细水泥时可达到180～360MJ/t，产生微细粉末则为360MJ/t以上。由此可见细磨时能耗大幅度增加。出现这种现象的原因可能是一方面矿石变细，强度增加，且介质更难夹住矿粒或更谁磨到矿粒；另一方面则可能与表面电性、布朗运动等矿浆性质影响有关。

(4)矿石细磨下存在抗磨性逐渐增强的趋势。由于存在选择 性磨碎现象，力学性质不均匀的矿石在细磨过程中强度小的被磨细，强度大的则残留下来。由此引起磨机排矿中某一粒级的强度比给矿中同一粒级的大，即矿石被磨矿后被强化，这种现象从表49及表50列举的自磨机测定结杲可以证实。加拿大湖岸选厂的 试验也可以证明此点。湖岸选厂用不同粒级的矿砂进行细磨，在相同条件下各磨20min,结果证明愈细级别的矿砂抗磨性愈大，愈难磨细，残留粒级量愈多。因为给入细磨的物料均是经前面多次破碎及粗磨过的产物，也均是一些残留下来强度好的矿粒，所以 磨细它们相当困难。

(5)细磨过程中随矿物颗粒变细，絮凝、团聚及覆膜现象愈加明显。由亍矿石细磨时，表面积急剧增大，矿粒表面能增大，矿物颗粒即自发地结合在一起以降低表面能，即发生絮凝、团聚现象。而由于不饱和键力的影响，颗粒粘附在磨机筒体及磨矿介质上，发生覆膜现象。覆膜现象使自由运动群减小，也是降低细麽 过程效率的原因之一。絮凝及团聚使矿粒出现粗化现象。由实验室磨碎标准砂的试验即可看出，经磨15h后，30μm以下的颗粒含量随磨矿时间的延长反而降低，表明已磨细颗粒开始团聚，并已达到工业磨矿极限。絮凝、团聚及覆膜现象阻碍了细磨的进一步进行，可加入分散剂及表面活性剂等抑制或消除。

(6)矿石细磨下微细矿粒布朗运动影响显著增强。用重晶石、 方解石、石英等三神矿物作细磨及超细磨试验，结果发现，细磨 下小于lμm的含量约7%～15%，超细磨下小于1μm的含量则高达15%～20%,见表51及表52所示。虽然胶体分散体系是指分散相大小在lμm到lnm之间的分散体系，但这样的划分范围，并不是固定不变的。胶体分散体系具有明显的布朗运动现象，但有资料指出，粒度稍大于的颗粒的布朗运动位移量已大于重力作用的位移量，情况如表53所示。细磨或超细磨下，粒度在以下的矿粒已达20%，即有1/5的矿粒接近布朗运动状态, 所以在研究细磨时就不能不考虑这种现象。

(7)随矿粒粒度变细，表面电化学力增强，矿浆的粘度增加，矿浆的流动性及粒子的分散性变差，只有采用较稀的矿浆浓度或 使用化学药剂改变矿浆系统的流动性、絮凝性等性质，才可抵消因颗粒变细而引起的细磨恶化的现象。P.Somasudaran及H.伊尔鲍尔（Elball)使用多种无机电解质及胺分别作为添加剂作用于粉磨石英的过程之中。结果发现，在一定PH值条件下，钙、硫和硅酸盐使粉磨石英的效果显著下降，而氯ft钾及胺能明显提高磨矿效果。化学药剂能改变矿浆的许多性质，提高或降低磨矿效果。