某微細粒石英礫巖礦床的選礦與研究

在江西省樂平市發(fā)現(xiàn)了大型砂砂巖礦床。為了充分利用這一優(yōu)質(zhì)資源，責任部門建立了“硅砂基地制備”和“30萬噸精砂研究報告”。石英砂礫巖經(jīng)破碎、磨礦、分級、除鐵,可制成特種玻璃砂和浮法玻璃砂。浮法玻璃砂的工業(yè)要求為:SiO2、≥98.5%,Al2O3、≤0.5%,Fe2O3、≤0.08%;粒度要求為:+1.0mm、0,-1～+0.71mm、<0.5%,-0.71～+0.125mm、≥95%,-0.125mm、<4.5%。特種玻璃砂的工業(yè)要求為:SiO2、≥99.5%,Al2O3、≤0.2%,Fe2O3、≤0.03%;粒度要求為:+1.0mm、0,-1～+0.71mm、<0.5%,-0.1mm、≤5%,其余為-0.71mm～+0.1mm。由于該類礦石在我國還是第一次勘探、開采和選礦利用,為了節(jié)省投資,優(yōu)化設(shè)計方案,項目籌備組先后兩次委托我蘇州非金屬礦工業(yè)設(shè)計研究院對該項目進行咨詢。破碎工藝的研究,是該咨詢報告的一部分。1單軸抗壓強度原礦為石英砂礫巖,石英礫巖;膠結(jié)物為泥質(zhì)和硅質(zhì),泥質(zhì)膠結(jié)物礦石遇水極易碎散,硅質(zhì)膠結(jié)物礦石有一定的強度。石英砂礫巖、石英礫巖中的石英砂礫表面光滑,大部分直徑為10～13mm,有的甚至>100mm。大塊礫石在外力沖擊下,極易沿裂隙碎散成不規(guī)則狀的角礫,其粒度為3～10mm。取試樣測其單軸抗壓強度,結(jié)果見表1。原礦的顏色由黃到白不等,礦物成份較簡單,由石英角礫和膠結(jié)物組成。礦石密度約為2.6。原礦中角礫的主要成份為SiO2,鐵礦物主要分布在膠結(jié)物中。原礦多元素化學分析結(jié)果,見表2。2反擊式破碎技術(shù)原可行性研究,采用三段破碎工藝破碎原礦,即粗碎采用500×750顎式破碎機,中碎采用〉1200圓錐破碎機和細碎采用〉900圓錐破碎機。我們從原礦中砂礫巖多裂隙的性質(zhì)出發(fā),認為采用打擊式破碎較為適用,且三段破碎工藝較繁復,因而提出了反擊式破碎機一段破碎礦石流程。反擊式破碎機是利用沖擊能,對中等硬度的脆性物料進行破碎的設(shè)備。目前,在我國水泥、電力、建材、化工、煤炭及冶金等行業(yè)廣為應用。該機除具有破碎比大、產(chǎn)品粒度均勻且過粉碎現(xiàn)象少、能耗低、設(shè)備制造容易、維修方便等優(yōu)點外,還具有產(chǎn)品粒度調(diào)整范圍大、能選擇性破碎等優(yōu)點。目前,國產(chǎn)該機技術(shù)性能指標已接近國際先進水平。反擊式破碎機的工作原理,是利用高速回轉(zhuǎn)的錘頭沖擊礦石而使之破碎的(圖1)。當?shù)V石進入破碎腔后,即受到高速回轉(zhuǎn)的錘頭之沖擊,而選擇性破碎。礦石從沖擊過程中獲得巨大的動能,并以高速拋向第一級反擊板。由于反擊板的反擊作用,礦石再次受到破碎。被反擊板彈回來的礦石又再次受到錘頭的沖擊,繼續(xù)重復上述破碎過程。之后,此破碎礦石又同樣以高速被拋向第二級反擊板,進一步得到破碎。這樣,礦石經(jīng)錘頭、反擊板的連續(xù)多次撞擊作用,以及礦石之間的相互碰撞作用,便不斷沿自身的節(jié)理面產(chǎn)生裂隙、松解而被破碎。當?shù)V石粒度小于錘頭和反擊板之間的縫隙時,合格產(chǎn)品就從設(shè)備下部排出。圖2為國產(chǎn)〉1250×1250雙轉(zhuǎn)子反擊式破碎機示意圖。該機的兩個轉(zhuǎn)子同向回轉(zhuǎn),且兩轉(zhuǎn)子平行排列、有一定高度差,它相當于兩個單轉(zhuǎn)子反擊式破碎機串聯(lián)使用,第一個轉(zhuǎn)子相當于粗碎,第二個轉(zhuǎn)子相當于細碎。不過,兩個轉(zhuǎn)子上裝有數(shù)目不等的錘頭,且錘頭高度和形狀也不同,同時兩個轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速也不一樣。第一個轉(zhuǎn)子有4排共8個錘頭,線速度為38m/s;第二個轉(zhuǎn)子有6排共12個錘頭,線速度約為50m/s。該破碎機的兩個轉(zhuǎn)子,分別由兩臺電機通過彈性聯(lián)軸節(jié)、液力聯(lián)軸器、梯形帶組成的傳動裝置,按同向高速旋轉(zhuǎn)。第一級轉(zhuǎn)子將-850mm的礦石碎至-100mm左右,排入第二級破碎腔;第二級轉(zhuǎn)子繼續(xù)將礦石碎至-20mm后,從機體均整篩板處排出。該破碎機的破碎比大,產(chǎn)量高,產(chǎn)品粒度均勻。根據(jù)破碎機的處理量、原礦最大塊度,建議樂平硅砂基地采用〉1250×1250雙轉(zhuǎn)子反擊式破碎機完成破碎?！?250×1250雙轉(zhuǎn)子反擊式破碎機破碎與原方案破碎的技術(shù)經(jīng)濟指標比較,見表3。3破碎產(chǎn)品的破碎能力為了可靠地確定破碎工藝,我們和建設(shè)單位、設(shè)備制造廠家,于1998年12月8日在鎮(zhèn)江進行了碎礦工業(yè)試驗。試驗所用機型為2PF1010反擊式破碎機,其裝機容量為120kW。原礦取自樂平礦區(qū)硬度較大的礦石,并經(jīng)晾曬風干,粒度小于400mm,且較均勻。由于此前沒有砂礫巖用于生產(chǎn)玻璃用砂的生產(chǎn)實例,故作者只能用船山石灰?guī)r和溧陽石灰?guī)r作對比。通過試驗,在相同處理量下,破碎樂平砂礫巖時,破碎機負荷較小(電流為50A、55A),要較船山灰?guī)r和溧陽灰?guī)r易碎得多,其產(chǎn)量為80t/h。經(jīng)篩析,破碎產(chǎn)品中-0.71mm級已占55%;-0.125mm為14.85%,占-0.71mm級產(chǎn)品的27%,其中-0.1mm級占16.20%。而破碎船山灰?guī)r時,該機的破碎能力為60t/h,且破碎產(chǎn)品中粗粒含量較破碎樂平砂礫巖要多得多,最大顆粒大于50mm,10～30mm級為30%～40%(表4)。破碎產(chǎn)品-0.71mm部分與連續(xù)性試驗磨礦產(chǎn)品之比較,見表5。試驗結(jié)果表明,采用反擊式破碎機破碎樂平砂礫巖生產(chǎn)玻璃用砂是合理的,且較原三段破碎方案在生產(chǎn)上簡便易行。4反擊式粉碎表現(xiàn)1.樂平石英砂礫巖是我國第一個開發(fā)利用來生產(chǎn)玻璃用砂的石英砂礫巖礦,采用一段破碎可節(jié)省投資和