Estudo experimental utilizando bolas de moagem de alumina como meio de moagem de remoagem

Este estudo concentra-se na mina de cobre WuShan' s middlings como sujeito de pesquisa. Experimentos de moagem e flotação foram conduzidos usando esferas metálicas e bolas de moagem de alumina como meios de moagem. Os resultados indicaram que, a uma finura de moagem de -0,074mm com uma taxa de passagem de 90%, as esferas de moagem de alumina demonstraram desempenho de moagem semelhante às esferas metálicas, com a vantagem de produzir menos sobremoagem. Usando uma fórmula semi-teórica, os tamanhos apropriados das esferas de alumina foram determinados como Φ30mm e Φ15mm em uma proporção de 4:1. Sob as condições de MA-1+Mos-2 como reagente combinado e pH da lama de 12,0, uma etapa de desbaste, duas etapas de remoção e duas de flotação de cobre produziram um concentrado de cobre com teor de 23,26% e taxa de recuperação de cobre de 95,31%, representando um aumento de 1,12% na recuperação de cobre.

IntroduçãoVários fatores afetam as operações de moagem, incluindo as propriedades do material que está sendo moído, as condições operacionais e a estrutura do moinho. Embora as propriedades do material e da estrutura do moinho permaneçam relativamente constantes, as condições operacionais envolvem principalmente a concentração de moagem, a velocidade de rotação do moinho e o tamanho, a forma, a taxa de enchimento, o tipo e a composição do meio de moagem. O tamanho do meio de moagem desempenha um papel crucial; Mídias excessivamente grandes podem levar à moagem excessiva, enquanto mídias muito pequenas resultam em eficiência de moagem insuficiente e maior consumo de energia. Esferas de aço esféricas são comumente usadas como meio de moagem, mas há outras formas disponíveis, incluindo meios de aço cilíndricos, hexagonais e forjados. A pesquisa mostrou que os meios esféricos são eficazes e energeticamente eficientes dentro de faixas típicas de tamanho de partículas, produzindo produtos de moagem fina. Em contraste, o meio cilíndrico fornece moagem uniforme, mas é menos eficaz na moagem fina. As esferas de aço, quando utilizadas como meio de moagem, podem apresentar contaminação por ferro, afetando o potencial de lama e o desempenho da flotação. Consequentemente, pesquisadores da área de processamento mineral, tanto no país quanto no exterior, têm buscado meios alternativos de moagem, como seixos e bolas cerâmicas. Os seixos podem remover impurezas de ferro, mas têm formas irregulares, causando um desgaste significativo do forro e exigindo adição substancial de seixos. As esferas cerâmicas, por outro lado, oferecem vantagens como alta dureza, resistência ao desgaste, ausência de contaminação e resistência à corrosão. O uso de cerâmica como meio de moagem pode reduzir significativamente o consumo de energia, tornando-se uma escolha promissora para uma ampla gama de aplicações.

Este artigo enfoca os middlings resultantes da combinação de concentrado de cobre e rejeitos de cobre I na mina de cobre WuShan' s concentrador. Investiga a viabilidade do uso de bolas de moagem de alumina em substituição às esferas metálicas no processo de remoagem, analisando as diferenças nos produtos de moagem e indicadores de flotação entre os dois tipos de meios de moagem.

Procedimento Experimental2.1. AmostraOs resultados da análise química dos middlings são apresentados na Tabela 1, e os resultados da análise de liberação de cobre de vários produtos middlings são mostrados na Tabela 2.

2.2. Meios de moagem Um moinho de bolas volumétrico de 6,25L com dimensões Φ240mm × 90mm foi utilizado para os experimentos de moagem. A retificação foi realizada com esferas metálicas e bolas de alumina como meio de moagem. As propriedades físicas das esferas metálicas e das esferas de alta alumina estão detalhadas nas Tabelas 4 e 5.

2.3. Método ExperimentalEste experimento investigou principalmente a viabilidade do uso de bolas de moagem de alumina em vez de bolas metálicas. Seguindo o fluxo de processo no local da mina de cobre WuShan, as amostras foram pré-selecionadas para um tamanho de partícula de -0,038mm. O material pré-peneirado foi então triturado usando diferentes meios de moagem, e os produtos moídos foram peneirados e remoídos usando o mesmo moinho. O tamanho de partícula qualificado, em combinação com o material subdimensionado pré-classificado, foi submetido a testes de flotação. A finura de moagem foi fixada em -0,074mm com taxa de passagem de 90%, e a lama foi ajustada para uma concentração de 35%. Foi adicionada cal para ajuste do pH para 12,0 e MA-1+Mos-2 como reagente de flutuação. Um desbaste, duas etapas de remoção e duas de flotação de cobre foram conduzidas para obter concentrado de cobre, middlings e rejeitos de cobre. As características granulométricas dos produtos moídos sob diferentes meios de moagem foram analisadas, considerando seu impacto no comportamento da flotação.

Resultados e Discussão3.1. Experimento de taxa de enchimento de esferas de moagem de aluminaReferindo-se à produção real, a taxa de enchimento para esferas metálicas foi de 35%, com um diâmetro (diâmetro) da esfera de 12mm. Para esferas de moagem de alumina com conversão de massa equivalente, o diâmetro da esfera foi de 15mm. Tem sido relatado que bolas de moagem de alumina requerem uma taxa de enchimento maior do que bolas de metal. Com uma finura fixa de moagem de -0,074mm com uma taxa de passagem de 90%, diferentes taxas de enchimento para bolas de moagem de alumina foram investigadas, como mostrado na Tabela 6.

3.2. Características da Distribuição de Tamanho de Partículas do Produto de MoagemOs testes de moagem de laboratório foram realizados usando o mesmo moinho, mas diferentes meios de moagem. Os parâmetros de moagem incluíram uma finura de moagem de -0,074mm com uma taxa de passagem de 90%, uma concentração de lama de 50% e taxas de enchimento de 35% e 45% para esferas metálicas e bolas de moagem de alumina, respectivamente. As características de distribuição granulométrica dos produtos de moagem para os diferentes meios de moagem são apresentadas na Tabela 7, e os resultados da distribuição granulométrica cumulativa são mostrados na Figura 1.

3.3. Razão do meio de moagemA fórmula semi-teórica do raio de esfera foi usada para calcular os tamanhos precisos dos meios de moagem necessários para moer minérios de diferentes tamanhos de partículas. A fórmula é fornecida no documento. Considerando os resultados da análise granulométrica, que indicou que o minério apresentou granulometria total fina com partículas de +0,15mm constituindo 7,02%, determinou-se que os meios de moagem de menores tamanhos eram adequados para moagem fina. Usando 0,074mm e 0,038mm como referências, diâmetros de esferas apropriados para o meio de moagem foram calculados. Os resultados calculados indicaram que os diâmetros adequados para as esferas de moagem de alumina foram Φ30mm e Φ15mm, com uma relação de 4:1 entre os dois. Foram realizados experimentos de validação, com um sistema reagente composto por MA-1+Mos-2 a 30+30g/t, óleo de pinus a 10g/t e Ca(OH)2 a 2500g/t. Um desbaste e dois subsequentes processos de circuito aberto foram realizados para obter concentrado de cobre rugoso. Os resultados experimentais são apresentados na Tabela 10.

3.4. Estudo de teste de flotaçãoFlotação foram realizados para os produtos de moagem usando esferas metálicas e bolas de moagem de alumina para investigar a influência de diferentes meios de moagem na flotação de cobre. O processo experimental é mostrado na Figura 2, e os resultados são apresentados na Tabela 11.

Conclusão

Na mina de cobre WuShan' médios, o teor de cobre foi de 1,74% e o teor de enxofre foi de 27,38%. Os minerais de cobre foram moderadamente liberados, principalmente associados aos minerais de ganga e sulfetos.

Bolas de moagem de alumina e bolas metálicas como meio de moagem exibiram desempenho de moagem semelhante. As esferas metálicas, por serem menores e mais densas, produziam produtos moídos mais finos em comparação com as bolas de moagem de alumina. A uma finura de moagem de -0,074mm com uma taxa de passagem de 90%, a proporção de partículas de -0,020mm foi de 60,49% e 66,94% para esferas metálicas e bolas de moagem de alumina, respectivamente, com bolas de moagem de alumina mostrando menos overgrinding.

Cálculos baseados na fórmula semi-teórica do raio de esfera sugeriram diâmetros de esferas adequados para esferas de moagem de alumina como Φ30mm e Φ15mm, com uma proporção de 4:1. Os resultados experimentais confirmaram a eficácia desta relação entre os meios de moagem. Nessas condições, o concentrado rugoso de cobre apresentou teor de cobre de 26,51% e taxa de recuperação de cobre de 86,54%.

O uso de bolas de moagem de alumina em vez de esferas metálicas melhorou a taxa de recuperação de cobre de 94,19% para 95,31% no processo de flotação, com pequenos aumentos no grau de enxofre e na taxa de recuperação. Os valores de ouro e prata foram enriquecidos no concentrado, com a taxa de recuperação de ouro diminuindo de 25,69% para 23,52%, e a taxa de recuperação de prata aumentando de 52,98% para 58,05%. Considerando o valor do cobre, ouro e prata, o uso de bolas de moagem de alumina como meio de moagem é vantajoso para melhorar o desempenho da flotação.