论文摘要
粉磨作业广泛应用于冶金、化工、水泥等部门,其存在的主要问题是能耗高、效率低。助磨剂能够提高粉碎效率、降低粉碎过程的能耗,但目前对其作用机理,研究尚不够深入。本文针对铝土矿和磁铁矿矿石,在研究了矿石性质的基础上,分别研究了自然状态下、经水以及不同种类、不同浓度助磨剂溶液浸泡后矿石粉碎特性的变化规律,并通过红外光谱分析和微区元素分析等检测手段对助磨剂的作用机理进行了研究。铝土矿矿石主要由一水硬铝石、高岭石、伊利石等矿物组成,矿物组分较多,且含有易于溶解、水解等矿物,导致铝土矿含有大量微裂隙、节理等缺陷,缺陷体以及矿物组分结构面被粘土矿物等低强度晶体或胶结物充填；磁铁矿矿石主要由磁铁矿和石英组成,结构致密,导致矿石内部微裂缝等缺陷以及晶粒间的微孔或微裂纹较少。铝土矿经水浸泡后,邦德球磨功指数下降了1.05%,单轴抗压强度下降了26.86%。铝土矿经不同浓度Z-164D溶液、Z-162C溶液和六偏磷酸钠溶液浸泡后邦德球磨功指数下降最大幅度分别为3.79%、3.28%和4.80%,单轴抗压强度下降最大幅度分别为42.79%、43.52%和45.21%。磁铁矿矿石经水浸泡后,邦德球磨功指数和单轴抗压强度变化幅度都不大。磁铁矿矿石经氧化钙乳浊液、硅酸钠和六偏磷酸钠溶液浸泡后邦德球磨功指数全部上升,最大上升幅度分别为14.44%、39.90%和25.87%,单轴抗压强度值在一定范围内波动,表明影响较小,甚至没有。红外光谱分析、微区元素分析表明Z-164D、Z-162C和六偏磷酸钠与一水硬铝石和高岭石在铝土矿表面有化学吸附,形成较厚的水化吸附层。铝土矿表面水含量的上升加速了水分子浸入铝土矿过程的进行,从而促进了水的物理、化学和力学作用,导致铝土矿强度进一步降低。红外光谱分析表明氧化钙与石英、六偏磷酸钠与磁铁矿、硅酸钠与石英和磁铁矿在矿石表面有化学吸附。由于水分子无法浸入磁铁矿内部,导致这种表面吸附对磁铁矿矿石的单轴抗压强度影响十分微弱。但是,邦德球磨功指数试样在烘干过程中,表面吸附的溶液发生一系列的物理化学作用,生成新物质以及水硬性凝胶,将颗粒表面微裂缝相连接,从而导致邦德球磨功指数普遍上升。矿石本身的矿物组成和结构构造极大程度影响外来物质对其强度和硬度的影响程度。具强吸水性的表面活性物质在矿石表面作用时,使其表面区域环境发生变化,增大了矿石表面含水量、促进水分子向矿石内部浸入,从而加速水的物理、化学和力学作用,进而降低矿石的硬度和强度。