某半自磨—球磨磨礦分級系統(tǒng)的優(yōu)化

馮炎飛 張 斌 張 勇

(陜西煎茶嶺鎳業(yè)有限公司)

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某半自磨—球磨磨礦分級系統(tǒng)的優(yōu)化

馮炎飛 張 斌 張 勇

(陜西煎茶嶺鎳業(yè)有限公司)

陜西某鎳選礦廠半自磨—球磨磨礦分級系統(tǒng)由于半自磨機(jī)給料粒度波動大、能耗高、排礦細(xì)度和濃度不穩(wěn)定等問題，影響生產(chǎn)的正常進(jìn)行。通過將半自磨機(jī)給礦粒度由-150 mm減小到-120 mm、加裝音頻反饋系統(tǒng)、自返滾筒篩覆蓋網(wǎng)格，優(yōu)化半自磨機(jī)、球磨機(jī)鋼球添加制度，2#旋流器溢流口直徑由75 mm調(diào)整為70 mm等手段，穩(wěn)定了半自磨機(jī)排礦濃度和細(xì)度，排礦中大顆粒明顯減少，減緩了礦漿泵的磨損，避免了沉砂嘴的堵塞，鋼球和襯板消耗量降低，最終分級溢流產(chǎn)品粒度合格、均勻，降低了選礦能耗，磨礦系統(tǒng)運行穩(wěn)定、高效，為改善選廠生產(chǎn)指標(biāo)創(chuàng)造了條件。

半自磨機(jī) 球磨機(jī) 旋流器 溢流

半自磨流程具有粉塵少、流程短、節(jié)省破碎及轉(zhuǎn)運投入的優(yōu)點，且自動化程度高，對易泥化礦石處理效果好，在國內(nèi)外礦山上已得到廣泛應(yīng)用。陜西某鎳選礦廠采用半自磨—球磨兩段磨礦，并與兩組旋流器分級構(gòu)成閉路，節(jié)省了廠房面積和工藝流程，保證礦山正常生產(chǎn)。但半自磨機(jī)給料粒度波動大、磨礦產(chǎn)品細(xì)度和排礦濃度不穩(wěn)定、運行電流大、能耗高, 且半自磨機(jī)經(jīng)常漲肚，相比設(shè)計，襯板、渣漿泵磨損過快，旋流器分級效果差。這些問題極大地影響選廠的生產(chǎn)指標(biāo)，因此有必要對半自磨—球磨磨礦分級系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化。

1 磨礦分級工藝流程現(xiàn)狀

選廠半自磨—球磨磨礦分級系統(tǒng)半自磨機(jī)為φ5.5 m×2.4 m濕式半自磨機(jī)，球磨機(jī)為MQY型φ3.2 m×4.5 m濕式溢流型球磨機(jī)，工藝流程見圖1。

圖1 半自磨—球磨磨礦分級工藝流程

破碎后的礦石通過1#皮帶運輸機(jī)輸送至粉礦倉，經(jīng)粉礦倉底部下設(shè)的4臺電磁振動給料機(jī)給到2#皮帶，通過計量皮帶輸送機(jī)輸送至半自磨機(jī)。半自磨排礦進(jìn)入1#泵池，經(jīng)渣漿泵輸送至1#旋流器組進(jìn)行分級，沉砂給入球磨機(jī)磨礦，溢流給入2#泵池，和球磨機(jī)排礦經(jīng)2#旋流器組分級后，沉砂返回球磨機(jī)再磨，溢流給入浮選。

設(shè)計磨礦系統(tǒng)處理量86 t/h，半自磨磨礦濃度80%，球磨機(jī)磨礦濃度72%～75%，1#旋流器給料濃度35%～40%，溢流濃度15%；2#旋流器溢流濃度30%，細(xì)度-0.074 mm 85%以上。

2 磨礦分級系統(tǒng)優(yōu)化改造實踐

2.1 調(diào)整半自磨機(jī)給料粒度

相對于自磨機(jī)，半自磨機(jī)添加一部分鋼球作為磨礦介質(zhì)，給料粒度越細(xì)越好，尤其是對于硬度較大的礦石，給料粒度對半自磨機(jī)的處理量和能耗有很大影響。合適的給礦粒度，能降低能耗、穩(wěn)定磨礦產(chǎn)品細(xì)度[1]。

在保證破碎處理能力和襯板消耗的前提下，盡可能減小顎式破碎機(jī)排礦口尺寸，將半自磨給料粒度由-150 mm調(diào)整-120 mm，有效降低了磨礦負(fù)荷，運行電流由60 A左右穩(wěn)定在46 A附近，穩(wěn)定了排礦濃度和細(xì)度。另外，由于破碎能耗遠(yuǎn)低于磨礦，減小破碎機(jī)排礦口尺寸也有利于節(jié)約選廠總能耗。

2.2 安裝除榍篩

在磨礦分級系統(tǒng)末端安裝除榍篩以除雜質(zhì)，大幅度減輕了操作工的勞動強(qiáng)度，避免鎳金屬夾雜在打撈雜物中而流失，同時降低了雜質(zhì)對浮選作業(yè)影響，浮選柱回收率有一定程度的提高。

2.3 加裝音頻反饋系統(tǒng)

半自磨機(jī)經(jīng)常“漲肚”，若發(fā)現(xiàn)不及時會導(dǎo)致停機(jī)。通過在半自磨機(jī)上加裝音頻反饋系統(tǒng)，可對磨機(jī)內(nèi)礦料和鋼球運行狀況進(jìn)行實時“監(jiān)控”。操作人員通過反饋信號能夠及時掌握磨機(jī)運行狀況，根據(jù)實際情況調(diào)整操作參數(shù)，如通過切換粉礦倉下礦漏斗控制入磨礦石粒度、靈活調(diào)整前端給水量等。

加裝音頻反饋系統(tǒng)后，半自磨機(jī)“漲肚”頻次由3～5次/d減少至0～1次/周。在音頻反饋系統(tǒng)穩(wěn)定運行1個月后，在球磨機(jī)上也加裝了該音頻反饋系統(tǒng)，對于穩(wěn)定生產(chǎn)具有積極作用。

2.4 半自磨自返圓筒篩結(jié)構(gòu)的優(yōu)化

半自磨機(jī)自返滾筒篩是豎條鋼板平行分布的長條形孔篩，一些扁平的大粒級礦物可以通過，篩下產(chǎn)品粒度大，容易造成1#旋流器沉砂嘴堵塞和渣漿泵閘板損壞，給現(xiàn)場生產(chǎn)及設(shè)備維修帶來不便。同時由于半自磨機(jī)排礦粒度大，給球磨分級作業(yè)帶來了較大壓力。

通過在原自返篩外部覆蓋一層孔徑10 mm正方形網(wǎng)格，減少了自返圓筒篩篩網(wǎng)的“有效尺寸”，降低了篩下產(chǎn)品的粒度上限，圓筒篩篩上粗顆粒通過中間的自旋式返砂管返回半自磨機(jī)繼續(xù)磨礦。加網(wǎng)格前后，半自磨排礦篩篩上累積產(chǎn)率見表1。

由表1可知，加裝網(wǎng)格后，在排礦細(xì)度(-0.074 mm粒級含量)相當(dāng)?shù)那闆r下，半自磨機(jī)排礦中+9.5 mm粒級的大顆粒明顯減少，有效減輕了其對礦漿泵的磨損，避免了管道及1#旋流器沉砂嘴的堵塞，降低了球磨分級作業(yè)的壓力。

表1 加裝網(wǎng)格前后篩上累積產(chǎn)率對比

2.5 調(diào)整鋼球充填率及添加制度

半自磨機(jī)能通過改變鋼球直徑和充填率而具有適應(yīng)礦石硬度變化的靈活性。

2.5.1 減小半自磨機(jī)鋼球球徑

為穩(wěn)定半自磨機(jī)綜合充填率、減少“漲肚”和鋼球砸襯板的幾率，將添加的鋼球中大球球徑由120 mm改為100 mm，仍為每2 h添加4個，充填率不變，保持在8%。為減少碎球的產(chǎn)生量，將添加的鋼球由普通鋼球改為延展性更好的高鉻球。同時改進(jìn)半自磨機(jī)出料端格柵，封堵靠近筒體側(cè)的一半格網(wǎng)，保證半自磨機(jī)混合充填率在40%左右，明顯降低了鋼球砸襯板的現(xiàn)象。

調(diào)整后半自磨機(jī)運行電流上升到42～48 A，碎球產(chǎn)生量和鋼球撞擊襯板的現(xiàn)象明顯降低，襯板磨損程度有一定的改善，襯板更換周期由每月10塊減少到3～5塊，減少了非計劃停機(jī)的發(fā)生次數(shù)和停機(jī)后更換襯板及分揀碎鋼球的工作量[2]。鋼球球徑調(diào)整后半自磨機(jī)排礦粒級分布見表2。

表2 半自磨排礦粒級分布

從表2可以看出，鋼球球徑調(diào)整后，半自磨機(jī)排礦細(xì)度達(dá)到預(yù)期水平，運行狀況平穩(wěn)。

2.5.2 球磨機(jī)鋼球充填率及添加制度的調(diào)整

通過多次測定球磨機(jī)充填率和排礦細(xì)度發(fā)現(xiàn)，當(dāng)球磨機(jī)鋼球充填率維持在39%左右時，新生成-0.074 mm粒級可達(dá)到6.5%左右，磨礦效果較為理想。

針對球磨機(jī)內(nèi)碎鋼球含量偏高的問題，將球磨機(jī)球徑90 mm鋼球添加量由每小時7個減小到每小時4個，球徑60 mm的鋼球添加量保持每小時12個不變。調(diào)整后碎鋼球產(chǎn)生量明顯降低，鋼球消耗下降。

2.6 調(diào)整2#旋流器溢流口

調(diào)整半自磨及球磨機(jī)鋼球充填率及添加制度后，雖然2#旋流器組溢流細(xì)度-0.074 mm占87.36%，超過了85.00%的設(shè)計要求，但篩析過程中發(fā)現(xiàn)篩上產(chǎn)品粒度偏大。將2#旋流器溢流口直徑由75 mm調(diào)整為70 mm、沉砂嘴直徑由65 mm調(diào)整為60 mm后，溢流產(chǎn)品粒度合格、均勻，“跑粗”現(xiàn)象明顯減少[3-4]。

3 應(yīng)用實踐

半自磨—球磨磨礦分級系統(tǒng)優(yōu)化改造后，工藝設(shè)備及操作參數(shù)更加成熟，應(yīng)用實踐后，浮選指標(biāo)提高了4個百分點，金屬回收率提高到78%以上，取得了較為理想的改進(jìn)效果。

(1)增強(qiáng)了半自磨機(jī)對入選礦石性質(zhì)變化的適應(yīng)性和磨礦分級系統(tǒng)的穩(wěn)定性，半自磨機(jī)工作狀況趨于平穩(wěn)，大大降低了工人清理礦漿中雜質(zhì)的次數(shù)，減少了停機(jī)后分揀碎鋼球的勞動量，改善了作業(yè)環(huán)境。

(2)每噸礦石鋼球消耗量由原768 g降低到493 g，襯板消耗量減少了5塊/月，降低了生產(chǎn)成本；半自磨機(jī)排礦粒度降低，綜合充填率提高，減少因管路堵塞、泵件磨損、襯板斷裂、筒體漏漿等而造成的非計劃停機(jī)次數(shù)，保證了磨礦分級系統(tǒng)的平穩(wěn)運行。

4 結(jié) 語

調(diào)整半自磨機(jī)給料粒度能降低磨礦循環(huán)負(fù)荷和運行電流，進(jìn)而降低選礦整體能耗；系統(tǒng)末端安裝除榍篩不僅能優(yōu)化工人作業(yè)環(huán)境，還能避免鎳金屬的流失。先進(jìn)的檢測設(shè)備如音頻檢測儀、核子濃度計等的應(yīng)用，提高了系統(tǒng)設(shè)備的自動化水平，有效解決了生產(chǎn)監(jiān)控難題，較好地發(fā)揮了半自磨機(jī)的優(yōu)勢，保證系統(tǒng)穩(wěn)定高效運行。

在優(yōu)化半自磨機(jī)和球磨鋼球制度的過程中，完成了鋼球充填率和直徑調(diào)節(jié)的操作標(biāo)準(zhǔn)化工作，并確定了旋流器分級溢流口直徑(70 mm)和沉砂嘴直徑(60 mm)，穩(wěn)定了磨礦分級系統(tǒng)的產(chǎn)品指標(biāo)，改進(jìn)了選廠生產(chǎn)指標(biāo)。

[1] 喬文存，姬建鋼，董節(jié)功，等．半自磨流程的優(yōu)化措施研究 [J]．礦山機(jī)械，2014，40(7)：91-96.

[2] 張立斌．臥式球磨機(jī)碰撞能量的分析與計算 [J]．礦山機(jī)械，2012，40(11)：48-51.

[3] 褚良銀，陳文梅，戴光清，等．水力旋流器 [M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1998.

[4] 孫 偉，沈麗娟，陳建中，等．灰色關(guān)聯(lián)在重介質(zhì)旋流器分選效果主因分析中的應(yīng)用[J]．礦山機(jī)械，2013，41(6)：75-80.

2016-08-04)

馮炎飛(1985—)，男，工程師，724300 陜西省略陽縣接官亭鎮(zhèn)。