ETM-1500塔磨機在大紅山鐵礦的應用

溫合平　鄧　琴　王　海

(玉溪大紅山礦業有限公司)

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ETM-1500塔磨機在大紅山鐵礦的應用

溫合平鄧琴王海

(玉溪大紅山礦業有限公司)

闡述了塔磨機在大紅山鐵礦的生產應用情況，從電耗、磨機襯板消耗、鋼球消耗、磨礦產品粒度等方面對塔磨機運行前后的生產指標進行對比分析。塔磨機磨礦產品過粉碎較輕，磨礦效率約為球磨機的1.7倍，塔磨機鋼耗較球磨機節省43%，電耗降低30%，每年可節省電費650萬元。塔磨機占地面積較小，安裝費用低，安裝周期短。塔磨機襯板消耗較球磨機磁性襯板高160萬元，但塔磨機的鋼球消耗每年較球磨節省43%，每年可節約鋼球費用500萬元以上。

塔磨機磨礦效率能耗

塔磨機是立式介質磨的一種，20世紀50年代發明于日本。自發明以來該設備在多種行業得到運用。塔磨機的雙螺旋纏繞式主軸將研磨腔內的研磨介質進行有效的攪拌，研磨腔內攪拌磨礦介質帶來的沖擊作用對物料進行研磨，除攪拌介質的作用外，研磨腔內的重力分離設計可以使被磨物料免于過磨。

1　塔磨機工作原理

塔磨機由電機、減速機、上部倉、工作倉(含攪拌螺旋、螺旋襯板、檢修門、柵格襯板)等組成。攪拌螺旋在電機的驅動下做低速旋轉運動，礦漿自塔磨機下部給入，在旋轉螺旋的帶動下，物料隨旋轉螺旋自下向上運動，物料同時受離心力、重力、摩擦力的作用使得粉碎介質與物料實現有序方式的運動循環和宏觀上的受力基本平衡，在攪拌螺旋內為小于提升速度的螺旋式上升，在內襯與螺旋外緣間為螺旋式下降。然而在微觀上由于其受力的不均勻性形成動態的運動速差，物料受到強力擠壓、研磨等作用而被粉碎。合格物料隨水流上升，并進行內部分級后從塔磨機體上部自流溢出。塔磨機結構見圖1。

粉碎介質與物料之間的充實度高，球與球、球與塔磨機襯里及攪拌螺旋體的碰撞很少。整個轉動部分在宏觀上受力的平衡處理使支撐系統受力很小，軸承的能耗也很小。合格粒級物料總是較不合格粒級物料容易到達排料口附近，塔磨機的工作原理屬攪拌磨類別，由于塔磨機攪拌轉速較其它攪拌磨低且塔磨機內機械零件無相對運動，以及攪拌介質為有序滾動，同時獨特的柵格襯板設計，使得柵格空間被磨礦介質和物料填充，磨機使用壽命延長，所以塔磨機有更廣泛的用途。

圖1　塔式磨結構

2　現場工藝改造

大紅山鐵礦熔巖系列于2010年年底投入生產使用，設計處理能力380萬t/a，設計采用自磨—二段球磨—弱磁拋尾—三段球磨—弱磁選—強磁選別工藝流程，設計三段磨礦細度-45μm占80%，精礦鐵品位60%，實際生產時，由于原礦性質發生較大變化，弱磁性礦物含量增加，實際三段磨礦細度能達到-45μm占75%左右，精礦鐵品位58%。試驗表明，當磨礦細度-45μm提高到85%以上時，精礦鐵品位可提高到60%以上。為進一步提高磨礦細度，以提高產品質量和金屬回收率，公司于2012年提出對原設計流程進行技術改造，在對磨礦設備選型對比的基礎上，確定選用3臺塔磨機替代原2臺φ5.03m×8.3m球磨機進行三段磨礦，改用自磨—二段球磨—弱磁—強磁拋尾—三段塔磨—弱磁選—強磁選工藝流程。該項技術改造于2013年7月投入生產使用，三段磨礦細度達到 -45μm占85%～90%，鐵精礦品位60%以上，達到了設計使用要求。

3　改造前后生產指標對比

三段磨礦采用原2臺φ4.8m×7m球磨機與φ350mm旋流器組組成閉路磨礦時，總給礦量約 430t/h，裝機功率每臺2 500kW；三段磨礦選用3臺ETM1500塔磨機與φ350mm旋流器組組成閉路磨礦時，總給礦量約420t/h，裝機功率每臺1 120kW。改造前后給礦條件基本相當。

3.1磨礦效率分析

三段磨礦原采用球磨機時，給礦粒度為-74μm占66.85%，旋流器磨礦分級溢流粒度為-74μm占90.95%，各產品粒度分析結果見表1。

表1　原球磨磨礦分級系統各作業產品粒度分析結果

由表1計算可得，球磨機的磨礦效率為0.435 4t/(h·m3)。

采用塔磨機時，給礦粒度為-74μm占71.80%，旋流器磨礦分級溢流粒度為-74μm占94.14%，各產品粒度分析結果見表2。

表2　塔磨磨礦分級系統各作業產品粒度分析結果

由表2計算可得，塔磨機的磨礦效率為0.746 3t/(h·m3)。

從磨礦效率看，按單位新生成粒級計算，塔磨機的磨礦效率是球磨機的1.7倍。

3.2磨礦功率消耗情況

工藝改造前后磨機功率消耗對比見表3。

表3　改造前后磨機功率消耗對比

由表3可知，塔磨機與球磨機相比，總裝機功率低1 640kW，實際運行總功率低1 358kW。塔磨機運行功率僅為球磨機的69.75%，節能30%以上。同等情況下，塔磨機每年可節約電費650萬元。塔磨機工作時殼體不旋轉，僅內部螺旋低速旋轉，減少了無功消耗，因此運行功率較常規球磨機明顯降低。

3.3材料消耗

球磨機主要材料消耗為磁性襯板和磨礦介質，塔磨機主要材料消耗為磨礦介質、螺旋襯板和殼體內壁耐磨層。磨礦介質為消耗材料，根據日常生產需求進行補加；塔磨機殼體內壁采用柵格形狀襯板，磨礦介質和物料布滿柵格空間，在殼體內壁形成長久保護層，有效保護內壁，降低磨損，同時網格狀格柵在使用中能沉積礦石，保護殼體，而且網格狀的設計對礦漿有明顯的阻尼作用，提高了礦石磨礦效率。螺旋襯板分為螺旋下部襯板、中部襯板、頂部襯板，螺旋襯板通過螺旋連接在螺旋主軸上，每個單元可實現獨立更換，螺旋襯板在向主軸方向有一傾斜槽，可有效帶動礦漿向上運動，提高礦漿流動性，降低能耗。塔磨機運行3a多來，內壁柵格襯板磨損較小，螺旋下部襯板使用周期較短，上部襯板磨損較少，至今未進行更換，柵格板使用前后對比見圖2。

圖2　柵格板使用情況

球磨機與塔磨機襯板消耗費用對比見表4。

由表4可知，折合每年襯板消耗球磨機為48萬元，塔磨機為210萬元。塔磨機的襯板消耗較球磨機每年多約160萬元。

表4　改造前后襯板消耗費用對比

塔磨機的結構設計能有效降低過磨和循環負荷，在同樣磨礦條件下，能有效降低磨耗。生產實踐表明，塔磨機處理每噸礦石的鋼耗為0.34kg，而球磨機達到0.6kg。塔磨機的鋼耗僅為球磨機的56.7%。按每年處理400萬t原礦計算，每年可節約鋼球 1 040t，年節約費用500萬元以上。

4　結　語

塔磨機磨礦產品主要集中在0.037mm粒級，過粉碎較輕，塔磨機磨礦效率約為球磨機的1.7倍；塔磨機鋼耗較球磨機節省43%，電耗降低30%，每年可節省電費650萬元。塔磨機占地面積較小，安裝費用低，安裝周期短。塔磨機襯板消耗較球磨機磁性襯板高160萬元，但塔磨機的鋼球消耗每年較球磨節省43%，每年可節約鋼球費用500萬元以上。

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2016-02-05)

溫合平(1981—)，男，工程師，653405 云南省玉溪市新平縣戛灑鎮。