众所周知，选矿作业由选前、选别和选后三个阶段组成，选别前的准备作业一般包括破碎筛分、磨矿分级、手选以及洗矿，其中磨矿分级作业作为破碎筛分的后续工艺，也是选前阶段的一道重要工序。通过球磨机将矿石粒度磨至一定的细度，并利用分级设备将合格与不合格的产物进行分离，至此整个选前作业完成。那么，在生产实践中，我们该如何选择合理的铜矿石选矿厂磨矿分级设备及磨矿分级流程段数？
铜矿石选矿厂磨矿分级设备及磨矿分级流程中的磨矿旨在实现铜矿石中有用矿物的解离，是铜矿石入选前最为关键的大工序。在现实生产活动中，除了少数有用矿物解离度高的砂矿不需要磨矿，基本上都设有磨矿作业。磨矿的设备通常有自磨机、球磨机和棒磨机等。影响磨矿的因素主要有被磨物料的性质及磨机的工作条件。其中，物料的可磨性及粒度决定了物料的性质，矿石可磨性越高，磨矿效率就越高；矿石粒度越粗，磨机耗时越长，磨矿效率就越低。针对磨机工作条件方面，一旦磨机选定，例如选定球磨机，钢球的填充率、磨机浓度和分级机工作情况都是影响磨矿效率要考虑的因素。
铜矿石选矿厂磨矿分级设备球磨机工作原理：物料由进料装置经入料中空轴螺旋均匀地进入磨机第一仓，该仓内有阶梯衬板或波纹衬板，内装不同规格钢球，筒体转达动产生离心力将钢球带到一定高度后落下，对物料产生重击和研磨作用。
铜矿石选矿厂磨矿分级设备格子型球磨机的筒体用厚约18～36毫米的钢板卷制焊成，它的两端焊有铸钢制的法兰盘 ，筒体内装有衬板，用锰钢、铬钢、耐磨铸铁或橡胶等材料制成，其中高锰钢应用较广，使用橡胶尚处于试制阶段。衬板厚约50～130毫米，与筒壳之间有10～14毫米的间隙， 用胶合板、石棉垫、或塑料极或橡皮铺在其中，用来减缓钢球对简体的冲击。
铜矿石选矿厂磨矿分级设备溢流型球磨机因其排矿是靠矿桨本身高过中空轴的下边缘而自流溢出，无需另外装设沉重的格子板。此外，为防止球磨机内小球和粗粒矿块同矿浆一起排出，故在中空轴颈衬套的内表面镶有反螺旋叶片。
在铜矿石选矿厂的磨矿分级作业中，一般采用旋流器或分级机来解离矿粒。根据溢流堰的高度不同，分为低堰式、高堰式和沉没式。铜矿石选矿厂磨矿分级设备及磨矿分级流程利用的分级原理是“沉降原理”。分级液面的长度用L表示，溢流界面的高度为h，矿粒在溢流堰的流动时间为t1，垂直沉降时间为th。当铜矿粒的t1th时，矿粒将沉降到槽底部成为沉砂，接着返回到磨机再磨；当t1th时，矿粒拍到槽外，进入到溢流中；当t1=th时，矿粒将可能进入溢流，他可以进入沉砂，称之为临界颗粒。一般来说，影响磨矿分级效率主要有分级面积、矿石性质、分级浓度和分级机螺旋的转速这几个因素。其中，分级面积和分级机螺旋转速在分级设备选定时就已经确定。矿石性质对分级效率的影响主要取决于矿浆粘度，粘度越大，分级处理能力越低；分级浓度越大，沉降速度越小，溢流粒度越粗；分级浓度也不是越小越好，因为在浓度很小的情况下，溢流量增加，水平流速提高，溢流中粗颗粒增加，溢流粒度增粗。
铜矿石选矿厂磨矿分级设备螺旋分级机工作原理：螺旋分级机是借助于固体粒大小不同，比重不同，因而在液体中的沉降速度不同的原理，细矿粒浮游在水中成溢流出，粗矿粒沉于槽底。 螺旋分级机是与湿法球磨机配套的设备与球磨机共同完成磨碎与分级。其规格用直径表示，根据螺旋个数可分为单螺旋分级机和双螺旋分级机。按分液面的高低，其又可分为高堰式、浸入式和低堰式。
铜矿石选矿厂磨矿分级设备水力旋流器的上部呈圆柱形，下部呈圆锥形，圆柱体的中央插入一根溢流管，上部外侧有一与其相切的进浆管。水力旋流器在我国选矿厂已有多年的应用实践，主要用于细粒级的分级、矿浆浓缩、脱泥脱水等。
铜矿石选矿厂磨矿分级设备及磨矿分级流程主要是根据选矿厂的规模、矿石可磨性、有用矿物结晶粒度的大小、给矿粒度和产品的粒度来决定的。一般情况下，当产品粒度的上限大于0.15mm时，多采用一段磨矿分级流程；当产品粒度上限小于0.15mm时，多采用两段磨矿分级流程。在特殊情况下，当给矿粒度大（上限25mm以上），矿石难磨、生产规模大、产品粒度较粗时，也可以考虑采用两段磨矿分级流程。若矿石软且易磨、生产规模不大，虽然产品粒度上限要求小于0.15mm，也可采用一段磨矿分级流程。球磨机与分级机联合使用，构成了整个磨矿分级流程。磨矿段数的多少，可根据具体情况，经过技术经济比较来确定。在生产实践中，大多数选矿厂多采用一段或两段磨矿分级流程。三段及三段以上磨矿分级流程应用较少。
（1）仅包含检查分级的一段闭路磨矿流程，目前广泛用于有色金属和黑色金属选矿厂。
（3）带有控制分级的一段闭路磨矿流程。一般分为两类，一是溢流控制分级，适用于一段磨矿中获得非常细的产品的情况，或阶段选别，或要用水力旋流器分级，需在机械分级机中除去过粗颗粒时；二是返砂控制分级，目的是降低返砂中合格产物的含量，防止过磨。
铜矿石选矿厂磨矿分级设备常用的两段磨矿分级流程形式主要包括以下三种形式：
（1）两段一闭路磨矿分级流程，适用于给料粒度大，生产规模较大的选矿厂采用。
（2）两段两闭路磨矿分级流程，常用于产品粒度要求小于0.15mm的大中型选矿厂。
（3）阶段选别两段两闭路磨矿分级流程，适用于一段磨矿产品中已有相当数量的有用矿物达到单体解离的情况，可减少磨矿费用、提高金属回收率。
对铜矿石选矿而言，铜矿石选矿厂磨矿分级设备及磨矿分级流程采用一段或两段磨矿，便可经济地把矿石磨至选矿所需要的任何粒度。两段以上的磨矿，通常是由进行阶段选别的要求决定的。
铜矿石选矿厂磨矿分级设备及磨矿分级流程一段和两段流程相比较，一段磨矿流程的主要优点是：设备少，投资低，操作简单，不会因一个磨矿段停机影响到另一磨矿段的工作，停工损失少。但磨机的给矿粒度范围宽，合理装球困难，不易得到较细的最终产物，磨矿效益低。当要求最终产物最大粒度为0.2~0.15mm（即60%~79%-200目），一般都采用一段磨矿流程。小型工厂，为简化流程和设备配置，当磨矿细度要求80%—200目时，也可用一段磨矿流程。
铜矿石选矿厂磨矿分级设备及磨矿分级流程两段磨矿的突出优点是能够得到较细的产品，能在不同磨矿段进行粗磨和细磨，特别适用于阶段处理。在大、中型工厂，当要求磨矿细度小于0.15mm(即80%-200目），采用两段磨矿较经济，且产品粒度组成均匀，过粉碎现象少。根据第一段磨机与分级机连接方式不同，两段磨矿流程可分为三种类型：第一段开路；第二段全闭路；第一段局部闭路，第二段总是闭路工作的磨矿流程。
在选厂实践中，铜矿石选矿厂磨矿分级设备及磨矿分级流程的确定需要综合考虑矿石性质、选别作业要求、生产条件、投资预算等多种因素。建议选厂建设前委托有选矿试验资质的厂家进行试验研究，根据科学的试验结果来确定合理的磨矿分级流程，以争取二流更大的经济效益。
铜矿石选矿厂磨矿分级设备给矿的优化控制。要实现对磨机给矿的优化控制，一是需要准确把握磨机的负荷水平，即磨机中物料所占容积的大小，又称填充率。在优化实践中，主要通过磨机功率和磨音来判断磨机内填充率变化状况，通过对这两个判别信号对磨机实施实时监控。二是对矿石性质进行准确地判定，在磨机分级处理中，矿粒的粗细和磨机的负荷有密切联系，自动化控制系统可以通过分析磨机负荷的大小变化趋势较好分配不同性质的矿粒，从而提高磨机效率。三是给出最优的矿量。可在磨机上设置电子秤，通过调整矿量，在启动系统前自动将给矿设备调制到正常工作状态，避免停机太久造成的矿料结块现象。
铜矿石选矿厂磨矿分级设备磨矿浓度的优化控制。影响磨机效率最重要的因素就是磨机分级浓度。在实现对自动化系统的有优化控制中需要通过检测分级机中的溢流浓度来把握磨机砂水量和返砂量，由检测仪表测出的返砂含水量智能判断出排矿浓度，此时的排矿浓度近似于磨矿浓度。在进一步优化中，可采取的是由放射源（Cs-137）产生的在线浓度检测装置，安装在磨浮的球磨机的溢流回路。其原理是伽玛射线穿过管道检测被测介质，管道另一边的探测器所接收剩余部分射线，通过信号处理机处理后在显示屏上显示测量值并转换成标准4~20Ma的输出，进而明确介质密度指数吸收规律，更加准确、灵活控制磨矿浓度。
铜矿石选矿厂磨矿分级设备溢流粒度的优化控制。实现对磨矿分级机中溢流粒度的优化控制，自动化系统将检测出分级机中的排矿水量完成对返砂量的控制。自动化系统将通过对磨机功率、磨音、分级机功率、返砂水及排矿水的模型分析，实施精确的检测，达到溢流粒度最优的分级要求，在自动化系统优化上，可使用超声波粒度检测仪检测溢流粒度，将粒度控制在定值水平，从而达到稳定控制溢流粒度的目的。综上，在铜选矿厂磨矿分级作业中，实现对自动化控制系统多个过程的优化，就应着重进行对磨机给矿、磨机分级浓度及磨机分级溢流粒度的优化控制，提高磨机处理量，降低系统能耗，从而保障磨矿分级生产效率的提高。
硫化铜矿石的分选 根据矿石的性质采用不同的铜矿石选矿厂磨矿分级设备及磨矿分级流程：(1)处理铜矿物嵌布极细的铜矿石，选用阶段磨矿、阶段浮选或多段磨矿、集中浮选流程。(2)处理含高硫铜锌矿石，采用两段磨矿、等可浮浮选流程选出铜一锌混合精矿，其尾矿加硫酸铜浮选得到锌一硫混合精矿，然后分别进行分离，获得铜精矿、锌精矿和硫精矿；(3)处理含黄铁矿较多的铜矿石，采用一段磨矿、铜一硫混合浮选流程，混合粗精矿再磨后进行铜、硫分离；(4)处理含低品位钼的铜矿石，一般采用一段磨矿、混合浮选流程选出铜一钼混合精矿，混合精矿再磨后进行铜、钼分离；(5)处理含矿泥较多、泥砂可浮性差异较大的矿石，采用泥砂分选流程。
混合铜矿石的分选 对于含有蓝铜矿、孔雀石的氧化铜矿物的混合铜矿石，铜矿石选矿厂磨矿分级设备及磨矿分级流程先浮选硫化铜矿物，尾矿用硫化剂硫化后，再进行氧化铜矿物浮选。
氧化铜矿石处理工艺常用的铜矿石选矿厂磨矿分级设备及磨矿分级流程 (1)酸浸-沉淀-浮选工艺适于处理含硫酸铜较高的氧化铜矿石；(2)堆浸用以处理露天矿矿体上部的氧化铜矿石，其流程为：用硫酸喷淋矿堆，浸出液用废钢铁置换，经浓缩、干燥得沉淀铜；(3)离析法(有一段离析和两段离析)用以处理结合铜含量高的难选氧化铜矿石；(4)浸出-萃取-电积法(图4)适合处理低品位氧化铜矿石和混合铜矿石；(5)细菌浸出法适合处理品位低、铜矿物赋存条件复杂，尚不能被采选工业合理利用的铜矿资源，如含铜废石等。
铜矿石选矿厂磨矿分级设备及磨矿分级流程主要是破碎--球磨--分级--浮选--精选等,对含镍钴钼金等稀贵多金属矿，可将粗选铜精矿再分别浮选镍精矿、钴精矿、钼精矿、金精矿。浸染状铜矿石的浮选一般采用比较简单的流程，经一段磨矿，细度-200网目约占50%~70%，1次粗选，2~3次精选，1~2次扫选。如铜矿物浸染粒度比较细，可考虑采用阶段磨选流程。处理斑铜矿的选矿厂，大多采用粗精矿再磨—精选的阶段磨选流程，其实质是混合—优先浮选流程。先经一段粗磨、粗选、扫选，再将粗精矿再磨再精选得到高品位铜精矿和硫精矿。粗磨细度-200网目约占45%~50%，再磨细度-200网目约占90%~95%。致密铜矿石由于黄铜矿和黄铁矿致密共生，黄铁矿往往被次生铜矿物活化，黄铁矿含量较高，难于抑制，分选困难。分选过程中要求同时得到铜精矿和硫精矿。通常选铜后的尾矿就是硫精矿。如果矿石中脉石含量超过20%~25%，为得到硫精矿还需再次分选。处理致密铜矿石，常采用两段磨矿或阶段磨矿，磨矿细度要求较细。药剂用量也较大，黄药用量100g/(t原矿)以上，石灰8~10kg(t原矿)以上。
我国国土辽阔，铜矿资源较为丰富。在铜选矿生产作业中，铜矿石选矿厂磨矿分级设备是选矿厂中关键的生产环节，而铜选矿磨矿分级过程的控制能力又是影响选矿厂资源利用和发展收益的主要因素，对铜矿石选矿厂磨矿分级设备及磨矿分级流程实施自动化控制不但能稳定分级溢流粒度，还能提高铜矿品味，保证生产的稳定顺行。选矿磨矿分级一直以来是各类工程学家讨论和研究的焦点问题。磨矿分级是铜选矿厂众多生产作业的首要任务。我国在20世纪50年代之前在磨矿分级作业中主要由认定操作，随着劳动强度的增加，生产难以维持稳定状态。随着科技的发展，选矿磨矿机械设备水平的提升，铜选矿厂磨矿分级逐渐实现了自动化控制，保证了系统操作的及时性进和可靠性，解决了长期以来铜选矿厂人工操作流程效率低、透明性差等缺点。
