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我國可供開發(fā)利用的礦產(chǎn)資源趨向貧、細(xì)、雜，其中不少金礦、銀礦、鉬礦、銅礦、鎳礦、鉛鋅礦和鐵礦的嵌布粒度極細(xì)。例如：山西太鋼袁家村鐵礦，要達(dá)到90%礦物解離，磨礦細(xì)度需達(dá)到-38μm 95%；湖南祁東鐵礦、洞口鐵礦磨礦細(xì)度需達(dá)-38μm 98%或更細(xì)；而待開發(fā)的高磷赤鐵礦，嵌布粒度更是達(dá)到了25μm。由于這類礦物嵌布粒度細(xì)，達(dá)到解離粒度時球磨能耗會急劇增加，而且細(xì)粒礦物具有很高的比表面積，在磁選過程容易發(fā)生磁絮凝，而在浮選過程則需消耗更多的藥劑，因此，在最粗粒度下實現(xiàn)目標(biāo)礦物的解離非常重要。選擇合適應(yīng)力模式和應(yīng)變強度的細(xì)磨磨礦設(shè)備，可以強化微細(xì)粒礦物的選擇性解離，在相同磨礦粒度下提高目標(biāo)礦物的單體解離度，并顯著降低磨礦能耗。
一、微細(xì)粒礦物的選擇性解離強化分選技術(shù)現(xiàn)狀
（一）傳統(tǒng)臥式球磨機的改進(jìn)及優(yōu)化
我國昆明理工大學(xué)段希祥教授等圍繞傳統(tǒng)臥式球磨機設(shè)備改進(jìn)及其磨礦工藝優(yōu)化，開展了一系列粗粒級選擇性磨礦理論及技術(shù)研究，旨在利用礦物破碎速率差異，使目標(biāo)礦物在某些粒級范圍富集，從而提高礦物的技術(shù)指標(biāo)，并取得了一系列成果。
通過對介質(zhì)球配比、直徑、材質(zhì)、形狀、磨機轉(zhuǎn)速和進(jìn)出料結(jié)構(gòu)等參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化控制，有效地提高了選廠的技術(shù)指標(biāo)。提出了球徑半理論公式，并進(jìn)行不斷修正，使得球徑半理論公式在粗磨、中磨、細(xì)磨作業(yè)中都能精確地計算球徑，為選廠選擇鋼球尺寸提供了依據(jù)；通過完善精確的裝補球方法，改善了磨礦及選別過程，磨機生產(chǎn)率顯著提高，磨礦電耗及球耗顯著下降，有用礦物單體解離度明顯提高(5%～6%)，特別是精礦品位及回收率雙雙提高。用鑄鐵段代替鋼球，減少礦物過粉碎，使產(chǎn)品粒度分布均勻。
相關(guān)研究者針對鋁土礦、鉬礦、銅礦、錫礦、鐵礦等金屬礦產(chǎn)，開展了一系列的選擇性磨礦研究工作，在粗粒選礦中取得了一定成果。但由于受傳統(tǒng)臥式球磨機結(jié)構(gòu)限制，只適合粗粒礦物的解離。在磨礦設(shè)備中，球磨機選擇性破碎／解離作用較差。因此，在球磨機選擇性磨礦／解離基礎(chǔ)上，采用新型細(xì)磨／超細(xì)磨磨礦設(shè)備強化細(xì)粒礦物的解離至關(guān)重要。
（二）細(xì)磨／超細(xì)磨技術(shù)及其對礦物選擇性解離的強化
從能量角度，當(dāng)磨礦粒度為20～40μm時，塔磨機（立式螺旋攪拌磨機）為最適宜的磨礦設(shè)備。實際上，塔磨機的適宜粒度范圍為20～65μm。國外，塔磨技術(shù)主要由美國美卓(Metso)公司提供，其生產(chǎn)的塔磨機(Towermill，現(xiàn)已更名為Vertimill)實現(xiàn)了礦業(yè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，用于獲得P80為15～30μm的礦物再磨回路；國內(nèi)，長沙礦冶研究院經(jīng)長期積累開發(fā)了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的高效微細(xì)粒球磨機－立式螺旋攪拌球磨機，并實現(xiàn)了系列化、大型化，形成了攪拌細(xì)磨關(guān)鍵技術(shù)。目前，該技術(shù)已成為國內(nèi)鉬礦選礦行業(yè)粗精礦再磨的關(guān)鍵技術(shù)，并已推廣至鉛鋅、銅、銅鉬、黃金、鐵礦等選礦領(lǐng)域應(yīng)用。另外，澳大利亞超達(dá)公司(Xstrata)生產(chǎn)的艾薩臥式攪拌磨機(Isamill)，自1994年開發(fā)成功以來，已經(jīng)成功應(yīng)用于鉛鋅、銅、鉬、金、鉑族金屬等礦石細(xì)磨，磨機最大功率達(dá)3.0MW，主要應(yīng)用于P80為7～20μm精礦、中礦、尾礦再磨回路。
為了利用礦石中礦物界面及不同礦物之間的結(jié)構(gòu)性質(zhì)差異，在相對較粗粒度下實現(xiàn)礦物的選擇性解離，提高礦物分選效果并大幅度降低能耗，一些研究者做出了諸多工作，并取得了一些成果。
Andreatidis在比較球磨和攪拌磨對礦物破碎和解離的實驗中發(fā)現(xiàn)，礦物的解離情況視礦物種類而變化。當(dāng)球磨相對簡單的鋅粗精礦時，顆粒尺寸－解離關(guān)系與磨機類型無關(guān)，然而，當(dāng)將低品位中粒徑的粗精礦球磨至P80 8μm時，攪拌磨礦物的解離度高于球磨機，在-10μm粒級SiO2和閃鋅礦的解離度都有提高，這歸因于攪拌磨的低能研磨，促使閃鋅礦表面的SiO2脫離。艾薩磨則通過選擇性地磨碎粗顆粒，從而提高礦物解離度。Jennifer在對閃鋅礦粗精礦再磨時發(fā)現(xiàn)，采用攪拌磨顯著提高了石英的解離度，同時閃鋅礦的解離度也有一定提高。作者在采用長沙礦冶研究院研制的立式攪拌磨對微細(xì)粒鐵礦再磨時，同樣發(fā)現(xiàn)攪拌磨主要選擇性地磨細(xì)石英，顯著提高石英的單體解離度，從而提高精礦的鐵品位。表1所示為攪拌磨進(jìn)出料及新生-500目的鐵品位及Fe/Si比。
表1 攪拌磨進(jìn)出料及新生-500目的鐵品位及Fe/Si比
（三）微波等預(yù)處理方法對礦物解離的強化
微波預(yù)處理是利用組成礦石的各種礦物在微波場中的升溫速率各不相同，相同條件下礦石中的不同礦物會被微波加熱到不同的溫度，在礦物邊界形成裂縫，從而強化礦物的邊界破碎。
Amankwah等對含石英、硅酸鹽、鐵氧化礦等的金礦進(jìn)行微波預(yù)處理時發(fā)現(xiàn)，微波預(yù)處理提高了礦石的可磨度，其破碎強度和邦德功指數(shù)分別降低了31.2%和18.5%。同時，金也以較粗的粒度從脈石礦物中解離出來，從而使單體金的重選回收率提高了12%。
Harrisont等發(fā)現(xiàn)，斑銅礦、閃鋅礦、磁鐵礦、黃鐵礦等礦石經(jīng)微波／熱處理后比表面積增加，功指數(shù)降低。Kingman等對南非帕拉波拉(Palabora)銅礦實施微波預(yù)處理后，銅礦功指數(shù)的大大地降低，黃銅礦從脈石中分離出來，而其它礦物則留在了脈石基體中。SEM圖片示出了微波處理引發(fā)黃銅礦／脈石的邊界破碎。Walkiewiczt等采用3kW、2.45GHz對鐵礦進(jìn)行微波輻射（溫度840～940℃時），功指數(shù)減小10%～24%，SEM顯示沿礦物晶界穿過脈石基體發(fā)生破碎。
目前，微波預(yù)處理只限于實驗室研究，在經(jīng)濟上還不可行。
除微波預(yù)處理外，加熱、冷凍、藥劑預(yù)處理也是目前研究常用提高礦物解離度預(yù)處理方法。
二、微細(xì)粒礦物解離度分析技術(shù)
解離度的測定一直是倍受關(guān)注的問題，工藝礦物學(xué)上采用對磨片或薄片進(jìn)行圖像分析，從而定性／定量分析連生體顆粒的組成。傳統(tǒng)的普通光學(xué)圖像分析技術(shù)，在粗粒級礦物嵌布結(jié)構(gòu)研究與解離測定上非常有用，但在礦物嵌布粒度<20μm時，其精確程度大大降低。近年，利用掃描電鏡進(jìn)行解離度分析得到迅猛發(fā)展，并實現(xiàn)了商業(yè)化應(yīng)用，不僅使解離度測定實現(xiàn)了自動化，而且也使解離度測定的準(zhǔn)確性和可重現(xiàn)性得到了很大提高。
QEMSCAN (Quantitative Evaluation of Minerals by Scanning Electronic Microscopy)由澳大利亞聯(lián)邦科學(xué)與工業(yè)研究組織CSIRO (Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization)開發(fā)研制，已商業(yè)化。此系統(tǒng)由Zeiss EVO50掃描電鏡、1～4個具有輕元素Gresham X－光探頭的能譜、其自主研制的掃描電鏡控制系統(tǒng)及能譜控制系統(tǒng)和軟件組成?？赏ㄟ^X－射線能譜及背散射電子圖像區(qū)分物相，并通過軟件自動識別礦物。QEMCSCAN可以自動測定解離度、礦物嵌布粒度、礦物相對含量、礦物嵌布復(fù)雜程度等工藝礦物學(xué)參數(shù)，同時可編程得到研究者感興趣的參數(shù)。
MLA (Mineral Liberation Analyser)是由澳大利亞昆士蘭大學(xué)礦物研究中心(Julius Kruttschnitt Mineral Research Center, JKMRC)的顧鷹博士開發(fā)研制的，它由FEI掃描電鏡、1～2個EDAX能譜和軟件組成。得到的背散射電子圖像非常清晰，礦物鑒定的準(zhǔn)確可靠，并解決了X射線能譜分析可能在兩礦物之間產(chǎn)生虛假“邊界相”。能自動處理數(shù)據(jù)和形成報告，效率很高。目前，國內(nèi)已有幾家研究機構(gòu)引進(jìn)該系統(tǒng)，并成功投入使用。
三、結(jié)語
（一）選擇性解離強化礦物分選技術(shù)已取得一定成果，通過對普通臥式球磨機介質(zhì)球配比、直徑、材質(zhì)、形狀、磨機轉(zhuǎn)速和進(jìn)出料結(jié)構(gòu)等參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化控制，有效地提高了目標(biāo)礦物的解離度，提高了選廠的技術(shù)指標(biāo)。但由于受臥式球磨機磨機結(jié)構(gòu)和應(yīng)力模式限制，很難推廣至微細(xì)粒礦物。
（二）攪拌磨機在微細(xì)粒礦物解離方面，不僅具備能效優(yōu)勢，而且能夠提高目標(biāo)礦物的單體解離度，將成為微細(xì)粒礦物再磨關(guān)鍵設(shè)備，有望在鋁土礦、微細(xì)粒鐵礦、銅鉬鉛鋅等礦產(chǎn)領(lǐng)域中廣泛推廣應(yīng)用。大處理量、高選擇性攪拌磨機的開發(fā)，將成為日后的工作重點。
（三）微波預(yù)處理和藥劑處理，可促進(jìn)微細(xì)粒礦物的選擇性解離，從而提高其可磨度和解離度，并最終降低細(xì)磨磨礦成本。安全、經(jīng)濟的微波預(yù)處理技術(shù)及價低、適應(yīng)性強
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