KLM-630型立磨機在鐵精礦細磨中的應用

周宏喜　盧世杰　袁樹禮　何建成　孫小旭　劉佳鵬　姚建超

(1.北京礦冶研究總院；2.北礦機電科技有限責任公司)

?

KLM-630型立磨機在鐵精礦細磨中的應用

周宏喜1，2盧世杰1，2袁樹禮1，2何建成1，2孫小旭1，2劉佳鵬1，2姚建超1，2

(1.北京礦冶研究總院；2.北礦機電科技有限責任公司)

摘要介紹了立式螺旋攪拌磨機的基本結構和工作原理，重點闡述了裝機功率為630 kW的KLM-630型立式螺旋攪拌磨機用于哈密西成礦業鐵精礦再磨作業中的工藝概況。在給礦-38 μm占77%左右，磨礦濃度大于58%的條件下，最終產品-38 μm含量大于94%。立磨機溢流經1粗2精2掃反浮選工藝處理，獲得了品位高于64%的鐵精礦，精礦鐵品位提高了4～6個百分點。KLM-630立磨機用于再磨作業可以有效提高礦物單體解離度，改善精礦品質，降低選廠生產成本。

關鍵詞立式螺旋攪拌磨機鐵精礦細磨單體解離浮選

隨著鋼鐵行業的飛速發展，國內對鐵礦石的需求量日益增加，隨著高品位易選鐵礦資源的逐漸開采，優質鐵礦石資源短缺的問題日益突出。我國貧細雜類的難選鐵礦石資源的儲量較豐富，有用礦物的嵌布粒度細，依靠單一的磁選技術獲得高品位鐵精礦難度較大，采用再磨—反浮選的“提品脫硅”工藝是提高鐵精礦品位的重要途徑。

傳統的臥式球磨機具有占地面積大、噪音高、效率低的缺點，尤其在再磨和細磨作業中能耗高、易過磨的缺點更加突出。立式螺旋攪拌磨機(簡稱“立磨機”)與球磨相比是一種高效的細磨設備，近年來在金屬礦的再磨和細磨作業中廣泛應用，同等生產條件下可比球磨機節約能耗30%～50%，還具有噪音低、占地面積小、介質消耗低、易于維護等優點。

1　立磨機的基本結構和工作原理

北礦機電科技有限責任公司自主開發的KLM型立磨機基本結構如圖1所示，該機由主電機、減速機、支架、筒體和螺旋攪拌機構等組成。立磨機輸入能量主要用于促使磨礦介質產生強烈的研磨和擠壓作用，與傳統臥式球磨機相比，大大減小了介質間因沖擊作用產生的無用功和介質的破損率，既提高了有用功所占的比例又降低了介質損耗。立磨機適用的磨礦介質尺寸比球磨機小，介質間有效研磨表面積也大于球磨機，有利于增加磨礦介質和礦物顆粒的碰撞、研磨概率，更適合細磨。此外，礦物顆粒在垂直布置的立磨機筒體內依靠自身重力能夠自然分級，粗顆粒沿著筒體和螺旋間的環形區內下沉，細顆粒在上升礦漿流的作用下進入磨機上部的分級區內并隨著礦漿流從溢流口排出，有效避免了細顆粒的過磨。

圖1　立磨機的結構1—主電機；2—減速機；3—支架一；4—支架二； 5—攪拌機構；6—筒體組件；7—基礎

2　KLM-630型立磨機的應用

西成礦業公司對原礦經1粗2精1掃磁選工藝獲得的鐵品位57%以上的磁選精礦，采用立磨—反浮選的工藝進一步提品脫硅。

2.1工藝流程

磁選精礦粒度組成如表1所示。-74 μm粒級含量達97.65%，-38 μm粒級占77.25%，磁選精礦先進旋流器分級，將部分合格粒級提前分離避免過磨，合格的溢流產品進下一作業，沉砂進立磨機再磨。

表1　入磨物料粒度分析結果

立磨—反浮選工藝流程如圖2所示。旋流器分級溢流經過濃縮后底流進入反浮選，反浮選作業采用1粗2精2掃的工藝獲得最終的高品位鐵精礦。圖3為裝機功率630 kW的KLM-630型立磨機在現場的照片。

圖2　立磨—反浮選工藝流程

圖3　KLM-630立磨機在鐵礦細磨中的應用

2.2磨礦效果評價與分析2.2.1磨機的機械性能考察

KLM-630立磨機在帶礦運行前先進行空載測試和清水帶負載測試，圖4為主要運載部件在帶礦運行時的噪音測量數據。

圖4表明，各運載部件噪音都低于規定值90 dB(A)。傳統球磨機產生的噪音一般達100 dB(A)，甚至120 dB(A)，采用立磨機時的噪音明顯降低，立磨機可以顯著降低設備噪音，提高操作人員的工作舒適性。

圖4　主要運轉部件的噪音■—減速機；◆—主軸承箱；●—高速端聯軸器；▲—低速端聯軸器

圖5為清水條件下不同介質充填率時主電機的電流與功率的關系。當介質充填率達到20%時，電機功率的增加幅度明顯增大，介質充填率每增加1%，磨機輸入功率增加約13 kW。此外，不同負載條件下停機后再啟動性能測試結果表明立磨機可以再次實現滿負荷啟動，有效解決了停機后螺旋攪拌器被介質卡死難以啟動的問題，從而避免在開機前卸出部分介質，顯著提高設備作業率。

圖5　介質充填率和電流及功率的對應關系●—功率；▲—電流

2.2.2磨礦指標評價

考察2015年5月—7月立磨機運行情況。磨礦系統各作業的細度和濃度分別見表2和表3，表4為浮選作業的指標。

表2　磨礦系統的入磨細度 %

表2～4可知：前兩次帶礦的指標均達到了設計要求，旋流器溢流-38μm含量均大于94%，浮選精礦鐵品位大于65%；前兩次旋流器的分級效率都明顯高于第3次，說明濃度低有利于細粒級礦物的分級；當溢流細度增加，提高鐵礦

表3　磨礦系統的入磨濃度 %

表4　浮選作業的選礦指標 %

的單體解離度有助于提高浮選的精礦品位。第3次帶礦時立磨機排礦中-38 μm的新生粒級含量明顯減小，磨礦效率下降，適當增加磨礦濃度有益于提高磨礦效率。

提高浮選的入料細度即提高有用礦物的單體解離度是鐵精礦“提品脫硅”工藝的關鍵，只有當旋流器的給礦濃度控制在35%～40%，立磨機的磨礦濃度大于58%時，旋流器的溢流細度-38 μm大于94%，才能實現反浮選作業的鐵精礦品位高于64%的目標。

3　結　論

立磨機與球磨機相比不僅占地面積小、噪音低、運行更平穩且物料在螺旋攪拌機構上的分級區內能自分級，合格粒級從溢流口及時排出，減少了過磨現象，顯著提高磨礦效率。立磨機用于金屬礦的再磨和細磨作業具有節能高效的特點，在提高礦物單體解離度、精礦品位和回收率、降低生產成本，保障礦產資源高效回收利用方面具有十分廣闊的市場前景。

參考文獻

[1]姚偉.鐵礦選礦技術及其發展[J].中國高新技術企業,2015,36(12):149-150.

[2]孫炳泉,高春慶.國外某低品位微細粒磁鐵礦石選礦工藝研究[J].金屬礦山,2015(11):57-61.

[3]盧世杰,周宏喜,何建成，等.KLM型立式螺旋攪拌磨機的研究與應用[J].有色金屬工程,2014(2):69-72.

[4]韓登峰,盧世杰,張躍軍.介質大小及添加量對立磨機磨礦效果影響的研究[J].礦產保護與利用,2014(1):36-40.

[5]周宏喜,盧世杰,何建成.立磨機磨礦機理研究[J].中國礦業,2014(5):146-153.

(收稿日期2016-05-05)

周宏喜(1985—)，男，工程師，100160 北京市豐臺區南四環西路188號。