纳米陶瓷球在立式磨机中的磨矿性能研究

作     者：廖宁宁 

作者单位：江西理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：吴彩斌

授予年度：2019年

学科分类：0819[工学-矿业工程] 081902[工学-矿物加工工程] 08[工学] 

主      题：纳米陶瓷球 立式磨机 磨矿性能 粒度特征 能耗特征 

摘      要：中国乃至世界的矿产资源开发正朝着“贫、细、杂发展。这些矿产资源需要细磨或者超细磨才能实现矿物的单体解离。立式磨机逐渐取代球磨机作为细磨设备。细磨常用钢球作为磨矿介质,钢球磨矿能耗高且产生铁质污染。纳米陶瓷球是一种新型能量利用率高的磨矿介质。本文采用纳米陶瓷球、钢球作为磨矿介质,在一元/二元矿物体系中以磁铁矿、石英、二元混合矿物作为磨矿物料,探讨了磨矿产品粒度分布和能耗特征。最后采用实际铁矿石进行验证。本文得出以下结论:相同的磨矿细度下,随着纳米陶瓷球直径的减少,磁铁矿、石英、二元混合矿物、实际铁矿石的比能量先减小后增大,在15mm的纳米陶瓷球的比能量最低。在相同的比能量时,随着纳米陶瓷球直径的减少,磁铁矿、石英、二元混合矿物、实际铁矿石磨矿产品的新生合格粒级含量也是先增大后减少,15mm的新生合格粒级含量最大。因此15mm的纳米陶瓷球磨碎能力最强。在相同的比能量时,纳米陶瓷球与等质量钢球相比,磁铁矿、石英、二元混合矿物、实际铁矿石磨矿产品的新生合格粒级含量都更多,因此纳米陶瓷球的比等质量钢球磨碎能力更强。在相同的磨矿细度时,纳米陶瓷球比等质量钢球的比能量低,纳米陶瓷球是一种能耗利用率高的细磨介质。二元混合矿物受到组分矿物硬度的影响。磁铁矿的能量分配因子大于1,石英的能量分配因子小于1。磁铁矿的比破碎速率较大,石英的比破碎速率较小。二元混合矿物的磨矿过程为不均匀磨碎。硬度小的磁铁矿优先磨碎,硬度大的石英对硬度小的磁铁矿起到助磨作用。因此,软硬矿物的磨碎过程中存在选择性磨碎。纳米陶瓷球比等质量钢球的磨矿性能好,纳米陶瓷球是一种立式磨机中新型的节能磨矿介质,具有较好的应用前景。