球磨機(jī)鋼球材質(zhì)對(duì)選礦生產(chǎn)時(shí)的影響

鋼球在磨礦過程中自身也遭礦石磨損，被磨成鐵粉或鐵片留在礦漿中。這個(gè)量雖然不大，按我國(guó)目前水平，磨一噸礦耗球1.5kg左右，但對(duì)后續(xù)的有上結(jié)作業(yè)是有影響的。如果磨礦產(chǎn)品下一步是用酸處理的化工過程，則磨礦產(chǎn)品中的鐵粉將首先消耗硫酸。使酸耗升高。正由于這個(gè)原因，南非及北美的一些鈾礦或金礦中常采用礫磨機(jī)磨礦，目的就是為了減少鐵質(zhì)對(duì)后面濕法化工過程的影響。在實(shí)驗(yàn)室中為了減少鐵質(zhì)對(duì)產(chǎn)品的影響而采用磁球磨礦。這些已是選礦工程技術(shù)人員的共知了。

而磨礦中鐵質(zhì)對(duì)選礦的影響則會(huì)往往會(huì)被忽視。近年來的許多研究表明，磨礦中磨損下來的鐵粉快氧化而消耗礦漿中的氧，同時(shí)導(dǎo)致礦漿和礦物表面電位的變化，進(jìn)而影響浮選行為。有的研究指出，濕式磨礦時(shí)，礦物和鋼球之間電化學(xué)相互作用，磨損的抑制了礦物的天然可浮性，浮選時(shí)要消耗較多的捕收劑。在研磨和未研磨條件下，礦物與磨礦介質(zhì)間的兩電極或三電極組合產(chǎn)生的電流作用與礦物的可浮性有密切關(guān)系。在未研磨時(shí)，電化學(xué)作用產(chǎn)生氫氧化鐵覆蓋層降低了礦物的可浮性。在研磨條件下，磨礦介質(zhì)產(chǎn)生的金屬碎片與礦物之間的相互作用以地礦物的抑制起主要作用，對(duì)磁黃鐵礦這種作用尤為顯著。當(dāng)磨礦介質(zhì)與硫化礦相接觸時(shí)，形成了伽伐尼電流，由于磨礦介質(zhì)與硫化礦開路電位的不同會(huì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)。這種伽伐尼反應(yīng)可通過混合電位原理控制，具有較低開路電位的物料充當(dāng)陽(yáng)極并受到表面氧化作用，因此硫化礦分選的選擇性可能提高或降低。硫化礦的機(jī)械—化學(xué)反應(yīng)會(huì)降低分選的選擇性，最后指出硫化物的分選選擇性可通過選擇適宜的磨礦介質(zhì)和條件來實(shí)現(xiàn)。為了減少鋼球的鐵質(zhì)對(duì)選礦工藝影響，科研人員多半從選擇抗腐蝕材料制造磨球。

現(xiàn)在南美地區(qū)廣泛使用鑄造高鉻鋼球（含C2%-3%，Cr12%-25%），這種鋼球的磨損速度比普通鋼球75%-80%。文章中用磨礦試驗(yàn)、掃描電鏡結(jié)構(gòu)分析和電化學(xué)測(cè)量法測(cè)量腐蝕電流，研究了這種鋼球的抗腐蝕機(jī)理。結(jié)果表明，這種鋼球具有碳化結(jié)構(gòu)與馬氏體結(jié)構(gòu)，硬度大，耐磨蝕，同時(shí)含鉻高而不易腐蝕。這種特點(diǎn)使它有很強(qiáng)的耐磨能力。磨礦介質(zhì)的磨損行為與介質(zhì)的化學(xué)組成、硬度、相結(jié)構(gòu)和礦漿的腐蝕/磨蝕特性有關(guān)。已有的研究表明，馬氏體結(jié)構(gòu)的鋼球硬度大，這種結(jié)構(gòu)的高碳鋼球磨損較小。而在高鉻鋼球中，單一馬氏體結(jié)構(gòu)的磨損大于馬氏體與鐵素體兩者共存的結(jié)構(gòu)。文章中報(bào)道用熱處理工藝制造三種結(jié)構(gòu)類型的鋼球：馬氏體球、鐵素體球、馬氏體+鐵互體球。通過試驗(yàn)、電化學(xué)測(cè)量、浮選，發(fā)現(xiàn)具有馬氏體和鐵素體結(jié)構(gòu)的高鉻球磨損小的原因是：馬氏體結(jié)構(gòu)硬度大、耐磨蝕和耐沖擊，鐵素體和高鉻含量易形成鈍化層，使磨蝕磨損減少。高鉻球具有耐腐蝕和耐磨的特性，但鉻的價(jià)格并不低，且我國(guó)是個(gè)缺鉻國(guó)家，這不是我國(guó)鋼球發(fā)展的方向。還有前面指出過的，不可忽視鋼球密度的影響。鉻金屬的密度7.4g/cm3，鎳金屬密度8.9g/cm3，故高鉻球的密度比鍛鋼球明顯偏低，而硬鎳合金鋼球的密度與鍛鋼球相當(dāng)，所以使用高鉻球會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)率降低，而用硬鎳合金鋼球不會(huì)降低生產(chǎn)率。這個(gè)問題值得在生產(chǎn)中觀察研究及證實(shí)。我們還可以從其它方向?qū)ふ夷湍ジg材料來制造鋼球。

添加銅有助于降低濕磨中的磨蝕速率。而前面提的在理鎳合金鋼球也有高硬度，耐高溫及 耐腐蝕的性能，也是理想的耐磨球。目前我國(guó)還無(wú)硬鎳合金鋼球及襯板的生產(chǎn)，筆者正在作開發(fā)研究，以結(jié)束我國(guó)無(wú)硬鎳合金鋼球及襯板的狀況。過去鎳產(chǎn)量少，價(jià)格昂貴，鎳金屬作為戰(zhàn)略物資控制使用，不具備發(fā)展硬鎳合金鋼球及襯板的條件。但目前情況大大改變，鎳產(chǎn)量大增，世界上形成供大于球，鎳金屬價(jià)大跌，要求尋找新的鎳金屬消費(fèi)渠道。而且，我國(guó)第二大鎳礦—元江鎳礦為硅酸鎳礦，生產(chǎn)金屬鎳或氧化鎳均不可行，而生產(chǎn)鎳鐵則可行，且生產(chǎn)出的鎳鐵正在尋找銷路。用鎳鐵生產(chǎn)硬鎳合金鋼球及襯板應(yīng)該是我國(guó)發(fā)展耐磨耐腐蝕鋼球的一個(gè)重要方向。

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