大型磁力弧在烏山銅鉬礦的應用

殷 武，宋 雙

（1.北礦機電科技有限責任公司，北京 100160；2.中國黃金集團內蒙古礦業有限公司，內蒙古 滿洲里 021400）

在選礦廠工藝流程中，磨礦作業的主要作用是將破碎后的礦石經過磨機進行磨礦，獲得所需產品粒級，為后續的選別作業做好粒度保證。現在全國大的選礦廠多設計使用SABC 破磨工藝流程，即半自磨+球磨+頑石破碎組成的系統，其實際分為兩個系統：由半自磨+頑石破碎機組成的半自磨系統和由球磨機+分級組成的球磨機系統。該套系統因流程簡單、高效節能一直為設計所首選[1]。

半自磨機和球磨機需要添加鋼球介質來對礦物進行磨礦，鋼球在磨礦過程中被磨損碰撞變小或斷裂。對于半自磨機來說，不規則的碎鋼球通過直線篩進入砂泵池，對后續作業造成較大影響，篩上較大的碎鋼球進入頑石破碎機，導致破碎機過鐵，使得破碎機故障，甚至影響設備的安全性。對于球磨機來說，磨完的礦物中含有細小的、不規則的鋼球對后續的設備也會造成一定的影響。

頑石破碎機為SABC 系統的關鍵設備，如果破碎機出現故障，就會導致整個SABC 系統效率低下，所以采用SABC 破磨工藝的選礦廠均會在半自磨機出料端增加除鐵設備，有在半自磨至頑石倉皮帶上增加除鐵器，也有增加磁滾筒除鐵，但除鐵效果都不好。

為解決磨機出料段過鐵問題，國內外都進行了大量的研究，2009年，北京礦冶科技集團有限公司研制了磁力弧。

1 磁力弧結構及工作原理

磁力弧是安裝于磨機出料段，用于除鐵的一種弧形除鐵設備，其結構簡圖如圖1所示，主要由磁系、提升筒、底座、接鐵溜槽和沖洗水組件等組成。提升筒由不導磁的不銹鋼制成，內部襯有不導磁耐磨襯板及提升條。提升筒通過螺栓連接安裝在磨機出料襯套上，另一側與磨機喇叭口相連接，并隨磨機一起轉動。磁系由高性能釹鐵硼制作成的磁極組制作而成，固定在磁軛上，磁系安裝于底座上，安裝于提升筒的一側，以大包角包圍提升筒，從而在提升筒內形成強弱有序的磁場[2-4]。

圖1 磁力弧簡圖

磁力弧磁系分為三個區域，即捕收區、運輸區和卸球區，具體情況如圖2所示。當礦物從磨機出料襯套流到提升筒時，其進入磁性礦物的捕收區，礦漿中的碎鋼球、小鋼球等磁性礦物在磁場力的作用下被吸附到提升筒內表面，在提升條的作用下，隨著提升筒一起到達磁系的卸料分離區，在慣性和重力作用下落至接鐵溜槽中，排出系統。

圖2 磁力弧磁系區域

2 磁力弧的應用實踐

烏奴格土山銅鉬礦為中國黃金集團在內蒙古投資的大型有色金屬礦山，公司地處內蒙古新巴爾虎右旗境內，礦區面積9.8 km2，銅金屬儲量300 萬t，鉬金屬儲量60 萬t，為中國黃金集團最大、我國第四大銅鉬伴生礦床，為超大型低品位銅鉬礦，目前處理量達到8 萬t/d，年處理量2 607 萬t，年產金屬銅7.9 萬t，項目始建于2007年，分兩期建成。

2.1 在烏奴格土山銅鉬礦一期選礦廠的應用

2007年，烏奴格土山銅鉬礦選礦廠首次采用SABC 破磨流程進行選礦，開創國內先河，設計處理量為3 萬t/d，分為兩個系列，采用的磨機配置為2臺Φ8.8 m×4.8 m半自磨+2臺Φ6.2 m×9.5 m球磨機。2008年在2 臺Φ8.8 m×4.8 m 半自磨機出料段增加2臺MA2211 磁力弧。該項目為磁力弧在國內的首次應用，為保護頑石破碎機不過鐵，同時檢測磁力弧的除鐵效率，該項目在頑石破碎機的給料系統中裝置了兩臺懸掛式除鐵器和一臺磁滾筒進行除鐵。經過一段時間的觀察運轉，磁力弧每天能夠吸出2 t 左右的鋼球，除鐵器和磁滾筒選出來的碎鋼球非常少，幾乎沒有。經過一段時間的考察，磁力弧的除鐵率達到97%，有效地保護了頑石破碎機。在安裝磁力弧后，頑石破碎機未出現過鐵現象。一期2 臺Φ6.2 m×9.5 m 球磨機出料段裝了圓筒篩，但圓筒篩除鐵效果較差，細小的碎鋼球會通過篩孔進入砂泵池，影響砂泵、管道、旋流器的使用壽命，細小的鋼球再次進入球磨機，影響磨機的磨礦效率。大部分堆積在砂泵池里的鋼球影響泵池容積，需要檢修人員不斷及時清理。

MA2211 磁力弧在烏山現場一期應用的實物照片及吸出的鋼球如圖3所示。

圖3 MA2211 磁力弧在烏山現場一期的應用

2.2 在烏奴格土山銅鉬礦二期選礦廠的應用

2010年，烏奴格土山銅鉬礦二期選礦廠處理量為3.5 萬t/d，為一個系列，采用的磨機配置為1 臺Φ11.0 m×5.4 m 半自磨+1 臺Φ7.9 m×13.6 m 球磨機。鑒于一期項目半自磨機磁力弧除鐵效果顯著，球磨機圓筒篩除鐵效果較差，二期半自磨機出料端配有MA2410 磁力弧，球磨機出料端配有MA2610 磁力弧，二期項目從安裝運行到現在，磁力弧運轉平穩，除鐵效果顯著，每天能夠除鐵1.8 t 左右，用于半自磨機端的磁力弧能夠有效去除鐵鋼球，保護頑石破碎機不過鐵，用于球磨機端的磁力弧能夠有效將細小鐵鋼球排除，每天能夠吸出鋼球2 t 左右，有效地保護砂泵池、砂泵、管道及旋流器。

MA2211 磁力弧在烏山現場二期應用的實物照片及吸出的鋼球如圖4所示。

圖4 MA 磁力弧在烏山現場二期的應用

2.3 烏奴格土山銅鉬礦一期選礦廠圓筒篩改為磁力弧

烏山一期的2 臺Φ6.2 m×9.5 m 球磨機出料端圓筒篩除鐵效果不佳，導致碎小鋼球不斷進入后續的砂泵池，影響砂泵池的容積，需要不斷進行清理。同時，部分碎小鋼球進入后續的砂泵、管道、旋流器等設備，對砂泵、管道和旋流器造成磨損，使其使用壽命縮短。而二期球磨機出料端磁力弧除鐵效果良好，烏山項目現場欲將一期圓通篩更改為磁力弧。

圓通篩與磁力弧為兩種完全不同的設備，如將圓筒篩改為磁力弧，人們需充分考慮改造的可行性：現場安裝空間及基礎條件是否能夠滿足磁力弧的安裝要求；磁力弧與現有磨機連接尺寸問題；圓筒篩更換為磁力弧所需的安裝時間、調試時間；圓筒篩更換為磁力弧后對檢修件的影響等。北京礦冶科技集團人員多次到現場進行實際勘查，并與烏山公司人員充分交流，針對現場基礎的特殊性，北京礦冶科技集團對磁力弧進行針對性設計，而且為便于現場安裝及檢修，將磁力弧磁系設計為分瓣式磁系。2018年年底，烏山決定將一期的2 臺Φ6.2m×9.5m 球磨機出料端圓筒篩更換為2 臺MA2008 磁力弧，2019年5月設備已安裝完成。目前，磁力弧運行平穩，由于前期磨機當中細碎鋼球堆積的較多，磁力弧每天能夠吸出鋼球5 t 左右，有效地保證了磨機的正常運轉及后續砂泵、管道、旋流器、泵池的使用壽命，提高了選廠的作業率。

3 結語

MA 系列磁力弧在烏山銅鉬礦半自磨機及球磨機出料段除鐵效果明顯，能夠有效保護頑石破碎機，延長砂泵、管道、旋流器的使用壽命，縮短選廠的檢修時間，提高了選廠的作業率；針對選廠欲將球磨機出料段圓通篩等其他除鐵設備更換為MA 系列磁力弧的情況，可根據現場的實際情況，進行特殊化、針對性設計，滿足現場使用；磁力弧組的應用，能夠有效除去半自磨機和球磨機的中碎、小鋼球，對于高效低耗的SABC 碎磨流程的推廣應用起到保駕護航的作用，建議半自磨機和磁力弧出料端均配置磁力弧進行除鐵。