磨礦預先篩分工藝的工業實踐

任壯林，高軍雷

（伽師縣銅輝礦業有限責任公司，新疆 喀什844000）

1 礦石性質

新疆某銅礦礦石：礦石類型地表是氧化礦，深部為原生礦，中部為混合型銅礦石。原礦含泥多、密度低、易破易磨，屬于低硫低鐵單一銅礦。礦物組成比較簡單，銅礦物主要由輝銅礦、銅藍、藍銅礦、孔雀石組成，脈石礦物主要由石英、鉀長石、方解石、鉀長石、絹云母組成，化學成分分析結果見表1。

礦石主要有粒狀結構、交代殘余結構、填隙結構；常見稀疏密集浸染狀構造、團塊狀構造、條帶狀和星散狀構造。

2 磨礦分級流程及設備

利用原礦特性，在原礦進入磨礦作業之前，采用預先篩分工藝，將細粒級物料預先篩出。篩下產品及球磨機排礦進入旋流器分級，篩上產品及旋流器沉砂進入球磨機。預先篩分采用2YK2400×4800直線篩，磨礦為Φ3600×4500格子型球磨機，分級為Φ500×6旋流器組，旋流器給礦泵為10／8E－AH沃曼渣漿泵，磨礦分級流程見圖1。

3 預先篩分工藝的基礎條件

選礦廠的生產規模多由球磨機的處理能力決定，通過提高球磨機的處理能力，可實現擴大生產規模、降低生產成本的目的。

該礦石易破碎、易磨礦，原礦細粒級物料含量高，并含較多礦泥，原礦粒度組成見表2。

從表2中看出，原礦中－200目含量達到26.88%，－0.010mm 粒級占6.20%，說明該礦含泥量較大，在磨礦前將細粒級物料篩出，篩出部分不經磨礦直接進入浮選，可降低球磨機負荷，或說是提高了球磨機的生產能力。

表1 原礦化學成分分析結果／%

表2 原礦粒度組成

圖1 帶預先篩分的一段閉路磨礦流程

4 磨礦分級流程考察

預先篩分采用2YK2400×4800雙層直線篩，上層篩孔為5mm×30mm，下層篩孔2mm×30mm，上層篩篩上產品和下層篩篩上產品合并，與旋流器的沉砂一起給入球磨機。篩上產品粒度組成見表3，篩下產品粒度組成見表4，旋流器沉砂粒度組成見表5，球磨機排礦粒度組成見表6，旋流器溢流粒度組成見表7。

由表3篩上產品粒度組成可以看出篩上產品中－2.0mm粒級含量僅為3.98%，說明篩分效果良好，所含細粒級是沖洗水強度不夠所造成。

由表4篩下產品粒度組成可以看出－2.0mm粒級占96.46%。＋2.00mm粒級為3.54%，是由個別篩孔破碎造成，－0.010mm的微細粒級高達12.12%，說明該礦石含泥量大。

由表5旋流器沉砂粒度組成可以看出大部分物料集中在2.00～0.074mm 區間，占67.19%，該區間物料是球磨機循環負荷中主要的構成部分。－0.074mm粒級僅占18.51%，說明旋流器分級效果良好。

由表6球磨機排礦粒度組成可以看出＋5.0mm粒級僅占4.3%，說明球磨機的磨礦效果良好。－0.010mm粒級占－4.76%，說明沒有產生過磨現象，次生礦泥少于原生礦泥。

球磨機排礦和篩下產品合并作為旋流器給礦，從表4和表6可以看出篩下產品和球磨機排礦中－200目粒級含量分別為47.25%和39.66%，兩者粒度組成接近，合并比較理想。

表3 篩上產品粒度組成

表4 篩下產品粒度組成

表5 沉砂粒度組成

表6 球磨排礦粒度組成

表7 溢流粒度組成

5 磨礦分級流程的工藝技術指標

1）預先篩分篩下產品直接進入旋流器，此部分物料產率是44.57%，即球磨機的磨礦負荷減少44.57%，這為球磨機處理能力創造了很大的提升空間。

2）旋流器的分級量效率71.23%，分級的質效率59.35%，說明旋流器分級效果良好，減少了合格粒級的重復再磨現象。

3）球磨機的返砂比323.70%，是一個很理想的狀態，說明鋼球配比合理，球磨機工作狀態穩定。

4）球磨機是10kV供電，電機功率1250kW，額定電流83A，實際球磨機電流僅為33A，負荷率僅是40%，磨礦電耗為5.3kW·h／t，總的選礦電耗僅為15.8kW·h／t，比較而言該選廠選礦電耗很低，原因一是該礦石硬度低，易磨礦；二是預先篩分工藝降低了磨礦電耗，每噸礦石可降低2kW·h／t，節電效果明顯，這說明通過工藝流程節電比設備本身的節電效果好得多。

5）磨機利用系數。目前，該選廠經改造后實際生產能力達到3000t／d，原礦－200目含量是26.88%，旋流器溢流－200目含量達到80.73%，則每小時新生成的－200目是礦量為67.31噸，球磨機的有效容積式41.2m3，則磨機利用系數達到1.63t／m3.h，比較其他選廠的情況，球磨機的利用系數在0.8～1.2／m3.h之間，1.63t／m3.h的磨機利用系數，一是說明該礦石是易磨礦石，二是說明磨礦預先篩分起到了作用。

6）該選廠鋼球單耗僅為0.35kg／t，相同礦石硬度下，與不帶預先篩分相比，鋼球用量可減少30%。

7）預先篩分工藝減少了礦石的過粉碎，促進了選礦回收率的提高，該選廠回收率達到96.64%。

6 預先篩分的理論分析

在磨礦過程中，細顆粒物料包裹在粗顆粒表面，相當于一個“墊”，阻礙了鋼球對粗顆粒的沖擊、研磨，降低了磨礦效果。預先篩分工藝將大部分細粒級物料分離出去，增加了鋼球與粗顆粒之間的有效接觸，提高了磨礦效果，同時也減少了細粒級物料的過磨現象。

磨礦首先要能將粗顆粒磨碎，才能保證排礦流暢，維持球磨機內部進出物料的平衡，避免球磨機出現“漲肚”現象，這是保證球磨機的連續運轉，進而提高處理能力的前提。

球磨機內部大塊物料的破碎主要由大直徑鋼球的沖擊產生，而合格粒級（細粒級）大部分由鋼球的研磨產生，由于小直徑的鋼球比表面積大，故球磨機內的存在一個鋼球級配的問題，合理的裝球比例，一定程度上能提高磨礦效果。

7 結束語

由于預先篩分工藝的應用，通過磨礦分級流程考察和理論分析計算，該銅礦選礦廠球磨機處理能力提高了44.57%，并且優化了旋流器給礦的粒度組成，改善了旋流器的分級效果。既省電又降低了磨礦鋼球單耗。與此同時，還減少了礦石的過粉碎，優化了選礦各項技術經濟指標。

[1]段希祥.碎礦與磨礦[M].北京：冶金工業出版社，2006：15－17