碎矿与磨矿作业是将矿石颗粒粒度减小至为后续选别作业提供合格入料粒度的过程。其目的是使矿石中的有用矿物单体解离,且避免物料发生过粉碎的现象。碎磨作业是选矿厂重要的组成部分,碎磨产品的质量会直接影响后续选别的各项选矿技术指标。某选矿厂采用半自磨+球磨(SAB)碎磨流程,近年工业实践表明磨矿系统中存在供矿性质不稳定、半自磨机与球磨机负荷不匹配、半自磨产品过磨等问题,导致生产稳定性差。因此,对碎磨系统进行试验研究,对碎磨系统进行JKSimMet模拟优化,可以弥补传统磨矿试验无法运用于半自磨流程的问题,具有重要的现实意义。通过XRD、XRF和化学分析等方法研究了矿石性质,结果表明,该矿石是以锌铟锡为主的复杂多金属硫化矿矿石。矿石中主要金属矿物有铁闪锌矿、磁黄铁矿、黄铁矿、磁铁矿、锡石和黄铜矿等,主要脉石矿物为辉石、石英、绿泥石、方解石和角闪石等。通过邦德功指数、JK落重试验和研磨试验测定了矿石的碎磨特性参数,为JKSimMet模拟软件提供了粉碎模型的输入参数。其中邦德功指数试验研究表明,24#矿体矿样邦德功指数为15.25kWh/t,13#矿体矿样邦德功指数为14.28kWh/t,半自磨机给矿矿样的邦德功指数为16.81kWh/t,顽石矿样邦德功指数为19.69kWh/t。JK落重冲击粉碎试验及研磨试验表明,24#矿体矿样抗冲击粉碎特性参数(A×b)为56.92,研磨特性参数(ta)为1.01;13#矿体矿样抗冲击粉碎特性参数为153.51,研磨特性参数为1.87;半自磨机给矿矿样抗冲击粉碎特性参数为55.76,研磨特性参数为0.60;顽石矿样抗冲击粉碎特性参数为29.35,研磨特性参数为0.09。在碎磨特性参数测定试验中分析了 4种矿样的碎磨性质与差异,结果表明,相比于24#矿体矿石,13#矿体矿石抗冲击破碎能力与抗研磨破碎能力均更弱,且随着粒度减小,抗冲击粉碎能力变弱,使其在半自磨中易发生过粉碎现象,影响半自磨机工作效率,可通过完善配矿制度或增设预先筛分以提高半自磨机磨矿效果。与半自磨机给矿相比,顽石的抗冲击破碎能力与抗研磨能力均更强,其在低比破碎能的冲击条件下破碎效果不佳。在研磨试验中,顽石只能发生表面破裂作用,矿石本身不发生矿体破碎,说明低输入能量无法有效处理顽石,可通过在半自磨机中提高钢球充填率和钢球直径来增加顽石受到冲击粉碎的能量和概率,使用破碎机或高压辊磨机高能粉碎是顽石最有效的破碎方式。通过现场流程考察分析了实际生产中的问题,为JKSimMet软件提供了必要的工艺与设备参数。结果可知,该选矿厂实际生产过程中给矿粒度细,旋流器溢流-0.074mm含量低,顽石返回量少,这些因素导致生产状态与设计预期不符,半自磨机与球磨机负荷不匹配,生产稳定性差。将流程考察与碎磨性质研究中获得的参数输入至JKSimMet软件中中模拟优化,分析了输入参数对模拟结果的影响,获得了碎磨流程优化的最优模拟条件。结果表明,半自磨排矿端的检查筛分可以起到平衡半自磨机与球磨机负荷的作用,半自磨机中介质尺寸与充填率分别影响介质冲击的能量和次数。依据现场情况,在不添加设备的条件下,将筛孔尺寸由10mm增大为15mm,调整半自磨机钢球充填率为9%,半自磨机最大钢球尺寸为140mm,可将模拟产能由350t/h提升至415t/h。此时,半自磨机负荷为25.2%,功率为2464kW。尝试提高球磨机负荷分数至36%,当旋流器分级粒度(d50)为0.12mm时,可得到溢流-0.074mm含量为70.53%的模拟指标。该模拟条件在保证选矿厂生产稳定的前提下,可以明显提高现有磨矿设备的磨矿效率。本论文研究成果可为该矿选矿厂生产优化提供理论依据,并为采用半自磨流程的相关选矿厂磨矿工艺优化提供借鉴和参考,具有创新性和学术价值。