矿石可磨性与过磨性联合评价方法及其应用与流程

本发明涉及矿物加工及测试分析，具体涉及一种矿石可磨性与过磨性联合评价方法及其应用。

背景技术：

1、在矿物加工领域，磨矿作业是选矿厂中能耗最高、投资最大的环节之一，其运行效果直接影响后续选别指标和综合经济效益。准确评价矿石的可磨性，是磨矿工艺参数优化、设备选型和生产调控的重要依据。

2、目前，邦德功指数法是应用最广泛的可磨性评价方法。该方法基于“磨碎过程中矿块新产生的裂缝长度与输入能量成比例”的粉碎学说，通过标准球磨机在特定条件下测定矿石的功指数，以此表征矿石被磨碎的难易程度。其在实际应用中仍存在显著局限性：首先，标准测试流程繁琐，单次测定耗时长达数小时甚至数十小时，无法满足选矿厂日常生产中，针对多批次、多来源原矿可磨性进行快速筛查与实时调控的需求；其次，该方法仅能提供单一的目标粒度下的能耗指标，信息维度有限，难以全面反映矿石在整个磨矿过程中的粒度演变规律。为克服邦德功指数法的上述缺陷，本领域技术人员先后提出了多种改进或替代方案。例如，马格达利诺维奇法通过缩短磨矿周期并引入多个磨矿时间段的数据拟合来减少试验时长；列文法采用开路磨矿方式简化操作流程；此外还有基于总体平衡模型的模拟法等。然而，上述方法仍各有不足：对特定类型矿石适应性差，或仍需较多试验工作量，均未从根本上解决快速性与全面性的矛盾。另一方面，在磨矿过程中，部分矿石还面临严重的过粉碎（泥化）问题。细泥的大量产生不仅会无选择性吸附药剂、覆盖目的矿物表面，还会恶化后续选冶技术指标，对有价金属回收造成不利影响。传统可磨性评价方法主要关注磨矿至目标粒级的能耗与难度，对于矿石在磨碎过程中的过粉碎倾向缺乏系统评价手段，无法同步评价矿石在磨矿过程中因过度粉碎产生微细粒级（如-0.010mm）的倾向，且未考虑矿石中硬质脉石（如石英）含量对磨矿功耗和粒度分布的差异化影响。

3、有鉴于此，亟需开发一种兼具快速性、全面性和现场适用性的矿石可磨性与过磨性联合评价方法，该方法不仅能够高效、准确地反映矿石磨至目标粒级的难易程度，还应能够同步表征矿石在磨矿过程中的过粉碎/泥化倾向及其粒度分布的动态演化特征，从而为选矿厂磨矿工艺参数的及时调整与全流程优化提供可靠的实时决策依据。

技术实现思路

1、鉴于背景技术中存在的技术问题，本发明提供了一种矿石可磨性与过磨性联合评价方法及其应用，该方法通过目标粒级（-0.074mm+0.010mm）产率与过粉碎细泥（-0.010mm）产率的双指标耦合，构建出可磨性指数c与过磨性指数d的双指标联合评价模型，将矿石的易磨性与抗过粉碎性解耦为两个独立的评价维度，解决了现有技术无法量化过粉碎倾向的技术问题。区别于传统单维度绝对评价方法，本发明采用以待测矿与标准矿平行磨矿实验为基础的相对比较法，并引入sio2含量修正系数k消除脉石硬度差异，使c和d指数在不同矿石类型间具备可比性，解决了现有技术中不同实验室测定结果无法横向比较的技术问题。

2、第一方面，本发明实施例提供了一种矿石可磨性与过磨性联合评价方法，其包括如下步骤：

3、s1，分别将待测矿石和标准矿石破碎并筛分至预定粒级，得到待测矿样和标准矿样；

4、s2，将所述待测矿样与所述标准矿样在相同磨矿条件下分别进行磨矿处理，磨矿结束后分别采用至少两级分级筛分进行分级，获得各自的目标粒级产物和过粉碎细泥产物的质量占比数据；

5、s3，测定待测矿样与标准矿样中关键硬质矿物组分的含量，计算修正系数；

6、s4，基于所述目标粒级产物和过粉碎细泥产物的质量占比数据以及修正系数，分别计算所述待测矿石的相对可磨性评价指数和相对过磨性评价指数，并基于二者的耦合关系对所述待测矿石的磨矿特性进行联合评价。

7、作为本发明的进一步改进，步骤s4中，所述相对可磨性评价指数的计算公式为：

8、c =k×（b1目标- b1细泥）/（b2目标- b2细泥）；

9、其中，c为相对可磨性评价指数，反映待测矿石磨碎至目标粒级的难易程度；b1目标为所述待测矿样经第一级筛分后的筛下物产率；b1细泥为所述待测矿样经第二级筛分后的筛下物产率；b2目标为所述标准矿样经第一级筛分后的筛下物产率；b2细泥为所述标准矿样经第二级筛分后的筛下物产率；k为修正系数；

10、c>1表示待测矿样比标准矿样易磨；c<1表示待测矿样比标准矿样难磨；c = 1表示两者可磨性相同。

11、作为本发明的进一步改进，步骤s4中，所述相对过磨性评价指数的计算公式为：

12、d=b1细泥/ b2细泥；

13、其中，d为相对过磨性评价指数，反映矿石在磨碎过程中产生过细泥化颗粒的倾向；

14、d>1 表示待测矿样在磨至目标粒级时，更容易发生过粉碎/泥化，需警惕后续选矿指标恶化；d≤1 表示不容易过粉碎/泥化，针对特定矿石类型选择是否增加细磨条件。

15、作为本发明的进一步改进，步骤s3中，所述修正系数k为所述待测矿样与所述标准矿样中关键硬质矿物组分含量的比值；所述关键硬质矿物组分为sio2，所述修正系数k =m1/m2，其中，m1为所述待测矿样中sio2含量，m2为所述标准矿样中sio2含量。

16、作为本发明的进一步改进，基于所述相对可磨性评价指数c与所述相对过磨性评价指数d的计算值来联合评价，包括划分工艺类型及选择对应工艺指导，如下：

17、当 c≥1.0 且 d≤1.0 时，将待测矿石判定为优质易磨型，维持现有磨矿参数并提高台效；

18、当 c<1.0 且 d>1.0 时，将待测矿石判定为难磨泥化型，以d值为主导、优先控制过粉碎；

19、当 c≥1.0 且 d>1.0 时，将待测矿石判定为易磨泥化型，采用阶段磨矿工艺及早排出细粒级；

20、当c<1.0 且 d≤1.0 时，将矿石判定为难磨粗粒型，增加钢球直径并延长磨矿时间。

21、作为本发明的进一步改进，基于所述相对可磨性评价指数c与所述相对过磨性评价指数d的计算值来联合评价，包括划分工艺类型及选择对应工艺指导，如下：

22、当 d>1.0 且1≥c>0.5 时，进一步添加助磨剂或增加提前脱泥；

23、当 d>1.0 且0.5≥c时，进一步更换磨机衬板或调整磨矿介质级配；

24、当 c≥1.0 且d≥3.0时，必须采用快速浮选或磁选提前回收；

25、当c<1.0 且 0.5≥d时，建议改用自磨或半自磨工艺。

26、作为本发明的进一步改进，步骤s2中，所述至少两级分级筛分包括：

27、第一分级筛分步骤采用0.074mm标准筛进行湿法筛分，第一级筛分筛下物为粒度小于0.074mm的产物；

28、第二分级筛分步骤对所述第一分级筛分步骤的筛下物采用0.010mm标准筛进行湿法筛分或水析法分级，第二级筛分筛下物或溢流产物为粒度小于或等于0.010mm的产物；

29、所述目标粒级产物为粒度介于0.010mm与0.074mm之间的产物，所述过粉碎细泥产物为粒度小于或等于0.010mm的产物。

30、作为本发明的进一步改进，所述标准矿石选自与所述待测矿石类型相近、性质稳定的已生产矿山矿石，其中，金矿石优选石英脉型金矿石；铜钼矿石优选斑岩型铜钼矿石；铅锌矿石优选块状硫化物型铅锌矿石；

31、步骤s2中，所述相同磨矿条件包括：采用同一磨矿设备、相同磨矿介质级配、相同介质充填率、相同磨矿浓度、相同磨矿时间及相同转速；

32、所述磨矿设备为球磨机；所述磨矿介质为钢球，钢球总重不小于15.9kg，钢球级配按φ40mm、φ30mm、φ20mm、φ15mm的质量比为3:2:2:3装填；所述磨矿浓度为65%～75%；所述磨矿时间为10～15min。

33、作为本发明的进一步改进，步骤s1中，矿样的制备方法为：将矿石逐级破碎至全部通过上限粒径标准筛，再采用下限粒径标准筛进行筛分，去除小于所述下限粒径的细颗粒，缩分后获得预定粒级范围的矿样；

34、所述上限粒径为3.0mm，所述下限粒径为1.0mm，所述预定粒级范围为1.0mm～3.0mm。

35、第二方面，本发明实施例还提供了上述矿石可磨性与过磨性联合评价方法在矿石磨矿工艺优化中的应用；基于相对可磨性评价指数c与相对过磨性评价指数d的联合评价结果，调整磨矿强度、磨矿介质级配、磨矿浓度或分选前脱泥工艺参数。

36、有益效果：

37、本发明提供的评价方法在较短的时间内即可完成单次评价，相比邦德功指数法（耗时数小时）效率显著提升，适用于生产现场快速判断来矿可磨性变化，为磨矿参数调整提供实时依据，适用于选矿厂日常生产中对不同批次来矿可磨性的快速比较。其技术功效如下：

38、1、显著提升评价效率。传统邦德功指数法测定流程繁琐，单次试验耗时数小时；本方法单次评价仅需数十分钟即可完成，效率提升数倍，可满足生产现场对来矿可磨性快速判断的迫切需求。这一优势对于多矿源供矿、矿石性质波动频繁的选矿厂尤为突出。

39、2、构建双维度评价体系。现有方法多仅关注磨矿至目标粒级的难度（即可磨性），而本方法同时引入目标粒级产率和过粉碎细泥产率两个指标，建立了可磨性指数c和过磨性指数d的双维度评价模型，不仅评价了“矿石难不难磨”，还评价了“矿石磨碎过程中易不易泥化”，为工艺调控提供了更全面的信息。

40、3、引入物质组成修正系数。通过测定待测样与标准样的sio2含量之比作为修正系数，有效校正了矿石硅化程度、耐磨强度等因素对磨矿行为的差异化影响，使评价结果更具可比性和科学性。

41、4、分类结果与工艺指导直接挂钩。本方法将评价结果划分为优质易磨型、难磨泥化型、易磨泥化型、难磨粗粒型等分类，并针对每一类给出了明确的工艺调整建议（如调节磨机转速、钢球直径、磨矿时间、采用阶段磨矿等），实现了从“检测”到“决策”的闭环，具备良好的工程实用价值。

42、上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。