一、 前 言

磨矿是选矿过程中能耗最大的作业。据报导在大多数选矿厂中，磨矿作业所需能量占全厂总能耗的50%以上。因此，提高磨矿效率，降低磨矿能耗是选矿界极为关注的研究课题。助磨工艺是一种新兴的磨矿工艺。它是在磨矿中添加化学药剂，通过改变磨矿环境或物料表面的物理化学特性，从而达到增加物料碎裂速率的目的。因而它是改善磨矿作业的有效手段。

关于助磨工艺的机理目前尚无统一认识。笔者曾详细阐述了助磨过程的机理。认为助磨理论主要有两大类：一类是流变学理论，它是基于物料及其环境的物理、物理化学等方面的变化研究物料的粉碎行为。另一类是表面能理论，它是通过揭示物料的表面化学方面的变化研究物料本身的碎裂效应。

EL—SHALL是第一类理论的首倡者。他认为通过对矿浆的分散，可以改善磨矿效率，而絮凝则降低磨矿效率。笔者的试验结果却与EL—SHALL的该分散理论相悖。笔者认为在助磨过程中存在着分散—絮凝效应，并由此提出了分散—絮凝效应机理的稚型。本研究旨在深入探讨EL— SHALL分散理论，并进一步研究分散—絮凝效应。

本研究通过对非均质矿石——自然铅锌矿的助磨过程，探讨其磨矿行为。研究助磨过程的分散—絮凝效应。研究分散剂，表面活性剂、絮凝剂对物料磨矿的助磨效果。并筛选出该类矿石的有效助磨剂。

二、 试 样

试样取自广东凡口铅锌矿，在第一段磨矿机给矿皮带上刮取，经小型破碎机破碎后制备成以下两种试样：(1)-3+1毫米粒级和(2)+2+0.098毫米粒级。试样(2)筛分成单粒级后，再按比例配矿。试样(1)用作粗磨(-200目占80～85%)试验和细磨(-325目占85～90%)分散效应试验；试样(2)用作细磨分散效应和絮凝效应试验。

试样(1)采用ϕ200×200毫米圆筒形磨机，试样(2)采用ϕ50×90毫米锥形磨机。均为湿式磨矿，产品用干湿联合筛分。

三、 试验结果及分析

1.粗磨分散效应试验  在磨矿中添加分散剂进行粗磨分散效应试验。各磨矿产物的粒度分布见图 1，其指定粒级（-150目，-200目）产率增量见表 1。

由试验结果分析可知：上述分散剂不仅能提高磨矿产品指定粒级的产率，而且改善了其粒度特性。其中尤以水玻璃助磨效果最好。添加水玻璃时，其指定粒级含量分别提高5.36%(-150目)和5.10%(-200目)。

用激光粒度测定仪对磨矿产物细粒级(-88微米)进行了粒度分析。分析结果见表 2，粒度分布曲线见图 2。由分析结果可知：磨矿产物细粒级部分的产出率均比空白试验好，其平均粒度比空白试验细粒级部分的平均粒度低6.23微米。比表面积高0.14平方米/立方厘米。

进行了磨矿时间对比试验。试验结果见图 3，结果表明：当-200目为85%时，添加水玻璃175克/吨，磨矿时间为6.6分钟，而空白试验磨矿时间需7.0分种。其相对可磨度K为1.07。由此可推知，单位时间磨矿处理量提高7%。由于在相同操作条件下，磨机能耗与磨矿时间成正比，即。故此，添加水玻璃的磨矿能耗为未添加分散剂能耗的94.3%。

2.细磨分散效应试验  在细磨状态下，磨矿产物细粒级变化率见表 3。由表 3可知：筛选出的三种分散剂中，水玻璃的助磨效果较好。其指定粒级含量比空白试验提髙3.10%。试验还表明：水玻璃的助磨效果无论对粗粒磨矿或者细粒磨矿均比其他分散剂显著。

3.细磨絮凝效应试验  絮凝效应的助磨试验筛选出四种有效药剂。试验结果见表 3。该结果表明添加单一药剂时，淀粉的助磨效果较好，指定粒级产率增量为7.26%。在混合用药情况下，有两种趋向。一种是比添加单一药剂好。如添加羧甲基纤维素和淀粉时，指定粒级产率增量为8.11%。而单一用药时该项指标分别为6.13%(羧甲基纤维素)和7.26% (淀粉)。另一种是比添加单一药剂差。例如，添加羧甲基纤维素和聚丙烯酰胺时，指定粒级产率增量为2.84%，而单一用药时该项指标分别为6.13%(羧甲基纤维素)和5.01% (聚丙烯酰胺)。试验结果表明，混合用药可能存在这两种倾向的交互作用。

与细磨分散效应比较，细磨絮凝效应的指标较好。其最佳指标相差5.01%，(8.11%比3.10%)。

4.添加表面活性剂粗磨试验  在酸性、碱性条件下分别考査了已胺到十二胺的助磨效果。试验结果见表 4。由结果可知癸胺、十二胺的助磨效果较好。说明表面活性剂对矿物表面作用与其碳链长度有关，即与其分子大小有关。

对癸胺、十二胺、W胺添加剂进行了磨矿浓度、药剂用量、磨矿时间对比试验。试验结果见表 1、图 4。结果表明：(1)癸胺、十二胺、W胺作助磨剂，其磨矿产物的粒度特性均比空白试验好。添加癸胺时，其指定粒级含量分别提高4.83%(-150目)和4.52%(-200目)。添加W胺时，其相应指标提高2.80%(-150目)和3.07%(-200目)。(2)由表 1可知：添加表面活性剂对粗粒级(-75+150目)产率增加显著，而添加分散剂对该粒级产率增加甚微。表明癸胺类表面活性剂对粗磨影响显著。(3)由磨矿产物细粒级(-88微米)部分的粒级分析(见表 2、图 5)可知：在助磨作下磨矿产物细粒级部分的产出率较空白试验好。癸胺作助磨剂，其细粒级部分的平均粒度比空白试验的低5.60微米，比表面积高0.9平方米/立方厘米。W胺作助磨剂，其上述粒级的平均粒度比空白试验的低7.79微米，比表面积高0.18平方米/立方厘米。可知W胺对磨矿中细粒的助磨效应比癸胺的作用更显著。(4)磨矿时间对比试验结果(见图 6)表明：当-200目为85%时，添加癸胺(175克/吨)、W胺(300毫升/吨)的磨矿时间分别为6.6分钟和6.7分钟。而空白试验的磨矿时间为7.4分钟，其相对可磨度分别为1.12和1.10。单位时间磨矿处理量分别提高12%和10%，磨机能耗降低10.8和9.5%

四、 结语

本研究探讨了三类助磨剂的助磨效应。结论如下：

1.在粗磨状态下，添加某些分散剂和表面活性剂不仅可以提高磨矿产物较细粒级(-150目和-200目)的产出率，而且大大降低产物细粒级部分的平均粒度，产物的比表面积也相应地提高。因而显著地改善了产物的粒度特性。提高了磨矿效率。单位时间磨矿处理量可分别提高7%和12%，或降低磨机能耗5.7%和10.8%。

2.胺类表面活性剂较分散剂更显著地影响较粗粒级(-75+150目)的碎裂速率(见表 1)。同时对粗粒的碎裂速率也比分散剂显著(见表 2)。这种磨矿行为有待进一步研究。它的研究将进一步揭示这两类助磨剂的作用机理。

3.在分散效应下，无论是粗磨状态或是细磨状态都能较大地提高磨矿速率。

4.絮凝效应能较大地提高细磨的磨矿效率。磨矿产物指定粒级(-325目)含量增量甚至高达8.11。

综上所述，本研究的结果表明分散效应能显著地影响粗粒磨矿，而絮凝效应能更有效地提高细磨产物的磨矿效率。换言之，絮凝效应比分散效应对细磨更有效。由此提出粗粒分散效应—细粒絮凝效应机理来阐述EL—SHALL分散理论未涉猎的两种助磨状态——细磨的分散状态和絮凝状态的磨矿行为。笔者认为利用分散—絮凝效应机理可望进一步探讨两段磨矿的助磨工艺，特别是对探讨铁矿细磨工艺颇有助益。

参考文献略