摘  要  如今，市场和客户均要求矿物加工工业提供粒度较细、质量较好的细磨产品，因此，颗粒物料的磨矿和磨矿技术正在改进，诸如高温之类的非常规条件及不同类型的介质已普遍得到应用，但遗憾的是现行的可磨度试验尚不能与实际的磨矿环境相适应。另一方面，当急需要信息时，广泛使用的邦德试验方法应用起来又非常复杂；因此需要一种更简单、但仍然可靠的试验方法。在上次的开普敦的国际矿物加工大上，介绍了一种新的试验仪器，即通用型Hardgrove磨机。如今这种试验设备已在测量系统上作了进一步改进，可以测量磨矿转矩与时间的关系，即测量有效的磨矿功。本文主要讨论加热式邦德磨机的开发，试验用不同的铝土矿试样同时在通用型Hardgrove磨机和加热式邦德磨机中平行进行，二者的结果相当吻合，因此，经改进的Hardgrove试验能更好地用来测量广泛环境中的邦德功指数．

 

关键词  磨矿   可磨度  邦德功指效

 

 

    通常矿石加工中磨机尺寸主要是根据测量出的邦德功指数确定的，可用表示B0nd和Rowland-KjOS之间关系的标准干式可磨度方法测得这个邦德功指数。然而，在许多情况下，磨矿是在非常不同的条件下进行的，例如在氧化铝精炼厂(科耳法)中，氢氧化钠就是在比较高的磨矿温度(达100℃)下进行的，因此就需要研制一种试验方法为在这些特殊的环境下提供比较可靠的可磨度指数，以便比较精确地确定磨机尺寸。为了满足这些要求，最近在Miskolc大学对Hardgrove和标准邦德磨机进行了进一步研究，以便确定Hardgrove功指数和邦德功指数之间的关系，它们在这些非常规的磨矿条件下是有效的。

 

 

    在开普敦的第22届国际矿物加工大会上， Csoke等证明，用改进的Hardgrove磨机进行的新可磨性试验对在非常规条件下进行试验是适应的。此外，温度及不同的磨矿介质对可磨度有较大的影响。更早一些，在海德堡第10届破碎讨论会上， Csoke等提出了一个新的方程，以便由室温下的 Hardgrove可磨度计算邦德可磨度功指数，根据邦德理论，工厂磨矿的单位功耗(WB)可从下述方程(1)得到：

μm的单位功耗[kWh／t]，已知所述的Hardgrove数(H)就能可靠地测定WiB值。

 

    按照Hease的文献，邦德功指数可用下述方程计算：

    我们早先进行的Hardgrove试验也证实，在这些试验条件下，邦德功指数与Hardgrove可磨度之间具有密切的关系，经改进的关系如下：

    这些结果证实了下述事实：

 

    对各种类型铝土矿可磨度试验和确定磨矿费用最低的最佳条件，应用新型通用磨机有一些优越性。

 

    温度对原料磨矿有明显的影响，提高温度可加速化学反应进行(产生化学和机械化学效应)。

 

    除了降低磨矿能量以外，加温磨矿的优点还会出现在下游加工中(尤其是在化学处理和酸处理中)，当对给定的物料进行试验时必须对此加以考虑。

 

    在这些情况下，用这种通用磨机也可测定可磨度，并可确定磨机的尺寸操作业参数。

 

 

    我们的基本目标是开发出一种比邦德试验更容易的简单的可磨度测试方法，并能用于广泛的环境。因此，通用型Hardgrove磨机被进一步改进，安装了转矩测量系统，能间接测量有效的磨矿功，该试验装置示于图1和图2中。

    使用此款通用的Hardgrove磨机可以很好地测量磨矿功。为此整个坩埚炉置于轴向轴承(16)上，因此它实际上可自由旋转。这种旋转由连接到力变换器(17)上的力臂(22)加以固定。通过这种方法，只有磨矿所需的转矩才能测出。

 

    由于旋转数是固定的，因此测出的是瞬时磨矿功率。计算机数据获取系统将其测量为时间的函数，因此该磨矿功率的数字积分用通用Hardgrove磨机就能很好地测定，测得的值就是磨矿功。

 

 

    工业上邦德可磨度功指数的应用比较广泛，因为该数值直接指示了1吨散装固体磨矿所需能量的范围。遗憾的是，标准的邦德试验并不能适应于实际的工业磨矿环境。因此必须对原设备进行改进。

 

    至今在Miskolc大学仍采用标准(305×305mm)的实验室邦德磨机来研究高的工业温度下易碎物料的可磨度，此外重新研制了磨机的轴承和简体驱动，使用这种方法由上方给矿和加载变得更容易，因为该磨机简体能旋转角度，构成滑动环成为可能，电力导入旋转试验磨机周围所构建的旋转炉中，使用这种新试验设备，就可在干燥、潮湿、碱性或酸性介质的“高”温下测量邦德法的可磨度，这种新试验设备示于图3中。

    由试验设备加热物料的质量，计算出所需的加热电功率为3000W，该功率足以在短时间内将磨矿室和磨矿介质加热。为了在坩埚中得到均匀的温度分布，必须安装许多加热导线(如果安装两组以上的加热导线，那么该炉子的结构会变得复杂)。在附加设备中我们安装了由抗热合金材料制成的三根230/1000W电加热导线，并用陶瓷绝缘体围绕住，电器出口为用于高温电炉的标准抗热连接件。

 

    由于用3kW加热导线，温度可以很容易和快速地从20℃调节到200℃，误差为±1℃。安装了微处理器控制的KD24D型通用仪器和．Ni-CrNi热电偶的控制和测量温度。

 

 

    为了试验测出铝土矿的可磨度指数，首先我们在通常的标准的条件下进行了干磨试验。在碱矿磨矿试验中，由规定的干铝土矿制成的悬浮液和苛性碱给人磨机中，固体物料的浓度为500g/L。我们在浓度为190g/L苛性Na₂O的工业碱中进行了碱性磨矿试验，我们测定了第一次磨矿时筛余物的平均水份含量，已知这个值后，我们在以后的磨矿阶段测定了湿筛余物的于质量。希腊硬水铝石和软水铝石铝土矿被选择用于试验，而同样试样的 Hardgrove试验结果是我们早先试验工作中我们的硬水铝石的结果。在这种方法中，可以对由邦德和 Hardgrove试验得到的数据进行比较。干磨铝土矿时使用了生石灰(Ca0)磨矿添加剂。

    这种经改进的邦德磨机以及通用Hardgrove磨机已用于不同来源的铝土矿进行系统试验；两种仪器均用同样的物料和环境进行了试验。用这种方法在任何温度下由Hardgrove数计算邦德功指数都是可行的。Hardgrove磨矿过程进行起来比较迅速、经济价和容易。这是本研究的最终目标：从简单的经改进的Hardgrove数据，制定通常条件下邦德功指数可靠的计算方法。

 

    对两种不同类型的希腊铝土矿(硬水铝石和软水铝石)进行了可磨度试验，以测定干磨和比较高温度下(达100℃)在苛性钠溶液中以石灰作助磨剂时的邦德功数和Hardgrove数。试验发现：

 

    1)用加热型邦德磨机的新可磨性试验，对在高温及碱性介质中进行试验是合适的。

 

    2)在20～200℃温度范围可以很容易地模拟工业条件。

 

    3)从Hardgrove数确定邦德功指数所推荐的公式能得到可靠的应用。

 

    4)在氧化铝厂的生产中进行工业过程控制时，使用该通用磨机和所提出的方程来确定单位功耗的精度是足够的。