砂磨機(jī)筒體內(nèi)襯材料的對(duì)比研究

袁 滔，張慶恩

（中金嶺南丹霞冶煉廠，廣東 仁化 512300）

隨著國(guó)家安全環(huán)保、節(jié)能減排的要求越來(lái)越高，鋅氧壓浸出是濕法冶煉工藝的一種趨勢(shì)，它解決了煙氣酸霧及生產(chǎn)渣問(wèn)題，提高了資源利用率，對(duì)節(jié)能減排、綠色環(huán)保具有突出的貢獻(xiàn)。砂磨機(jī)是鋅氧壓浸出工藝中的關(guān)鍵研磨設(shè)備，具有物料適應(yīng)性廣、研磨效率高等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于冶金、礦山、非金屬材料、化工及新材料等領(lǐng)域。砂磨機(jī)根據(jù)使用性能大致可分為立式砂磨機(jī)、臥式砂磨機(jī)、籃式砂磨機(jī)、棒式砂磨機(jī)等。

鋅氧壓浸出工藝要求鋅精礦磨后粒度-44μm要大于98%，可提高鋅精礦在釜內(nèi)的反應(yīng)速度和鋅的浸出率，這就要求砂磨機(jī)的使用壽命盡可能的延長(zhǎng)，但是在實(shí)際使用過(guò)程中，砂磨機(jī)筒體的使用壽命一般為30d～40d，大大制約了砂磨機(jī)的運(yùn)行效率，鋅精礦粒度無(wú)法保證。因此，為了保證磨后粒度，提高浸出率，降低維修成本，就必須延長(zhǎng)筒體的使用壽命，從而提高砂磨機(jī)的運(yùn)行效率。

丹霞冶煉廠設(shè)備技術(shù)人員對(duì)筒體磨損部位及原因進(jìn)行分析探討，在4臺(tái)砂磨機(jī)筒體上進(jìn)行不同內(nèi)襯材料的分析比較，確定最佳內(nèi)襯材料，筒體使用由原來(lái)的30d～40d延長(zhǎng)至300d左右，降低了維修成本，達(dá)到了同行業(yè)領(lǐng)先水平。

1 基本情況

丹霞冶煉廠是國(guó)內(nèi)第一家實(shí)現(xiàn)大規(guī)模鋅氧壓浸出工藝的廠家，采用二段逆流加壓浸出系統(tǒng)處理鋅精礦，鋅精礦在磨礦通過(guò)加入一定比例的水混合后進(jìn)入一段砂磨機(jī)進(jìn)行研磨，研磨后粒度97%以上達(dá)到25μm，然后進(jìn)入一段高壓釜進(jìn)行一段浸出，一段浸出上清液送往中和置換工序進(jìn)行處理，一段底流則進(jìn)入二段砂磨機(jī)進(jìn)行再次研磨，研磨粒度要求-44μm要大于98%以上，然后進(jìn)入二段高壓釜進(jìn)行最終的浸出，浸出上清液返回一段高壓釜，底流則進(jìn)入硫回收工序進(jìn)行硫磺的生產(chǎn)。

1.1 設(shè)備參數(shù)

丹霞冶煉廠現(xiàn)有4臺(tái)砂磨機(jī)，一段2臺(tái)，二段2臺(tái)，設(shè)備參數(shù)如表1所示。

表1 砂磨機(jī)參數(shù)表

自2009年投產(chǎn)以來(lái)，產(chǎn)量由原設(shè)計(jì)30t/h提高到45/h，大流量生產(chǎn)下，砂磨機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行是保證浸出率的前提。原筒體設(shè)計(jì)為內(nèi)襯耐磨水冷鋼套結(jié)構(gòu)，鋼套厚30mm，在使用過(guò)程中，隨著產(chǎn)量的不斷提升，內(nèi)襯材料的磨損不斷加快，磨損后的鋼套與磨盤(pán)間距變大，影響使用性能，平均壽命在30d～40d，筒體的不耐磨成為影響砂磨機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行的主要因素之一。

1.2 筒體磨損原因

砂磨機(jī)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示，研磨介質(zhì)為1.8mm～2.2mm氧化鋯珠，裝珠量1.5t～3t左右，在礦漿與鋯珠的作用下，鋯珠主要集中在筒體中間部位，礦漿包裹著鋯珠不停的與鋼套摩擦，同時(shí)由于礦漿含有部分F、CL離子，腐蝕鋼套，從而降低了鋼套的使用壽命，磨穿內(nèi)襯鋼套后污染冷卻水，進(jìn)一步磨損筒體。

2 內(nèi)襯材料的選擇對(duì)比

為保證筒體的有效容積，需將水冷內(nèi)襯鋼套取消，內(nèi)部襯耐磨耐腐蝕材料，厚度30mm，利用耐磨材料優(yōu)良的耐磨耐蝕耐沖擊力性能延長(zhǎng)筒體使用壽命，提高砂磨機(jī)的運(yùn)行效率，降低維修成本。

2.1 幾種內(nèi)襯材料的砌筑方法

剛玉磚及SiC磚砌筑方法：首先將筒體內(nèi)部打磨清理干凈，涂刷環(huán)氧樹(shù)脂兩底兩面，刮膠泥一道，筒體內(nèi)環(huán)氧樹(shù)脂襯02玻璃布4層，面貼防腐磚，法蘭面環(huán)氧樹(shù)脂襯02玻璃布10層。

KN17涂料砌筑方法：將筒體內(nèi)部進(jìn)行粗化處理，角磨機(jī)打磨或噴砂等，對(duì)粗化處理過(guò)的表面進(jìn)行清洗。按重量比4：1將A、B兩組份混合均勻，應(yīng)將混合好的材料逐層涂敷于待修部位，第一層要壓實(shí)，使之與基材充分浸潤(rùn)，涂層涂到尺寸后表層要修平整。

圖1 砂磨機(jī)結(jié)構(gòu)圖

2.2 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況

剛玉磚是最早應(yīng)用的內(nèi)襯材料，在使用過(guò)程中，受限于材料性能及工況，使用效果一直達(dá)不到要求，平均壽命在50d～60d。主要集中磨損在筒體中間部分，如圖2所示。

SiC磚是最近開(kāi)始使用，其耐磨性能優(yōu)于剛玉磚，在相同天數(shù)下，其磨損程度很小，如圖3所示，通過(guò)對(duì)比，在相同使用天數(shù)下，剛玉磚已經(jīng)完全磨掉，而Sic磚只有輕微磨損。

圖2 剛玉磚筒體磨損情況

圖3 Sic磚與剛玉磚對(duì)比

KN17涂料使用有2年的時(shí)間，從目前使用情況來(lái)看，可以滿足使用要求，使用壽命可以達(dá)到200d以上，耐磨性好，如圖4所示，該筒體使用有210d，但是從現(xiàn)場(chǎng)看KN17的磨損量極小。

圖4 KN17涂料與剛玉磚對(duì)比

2.3 使用壽命、成本分析

以延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，降低生產(chǎn)成本為要求，對(duì)常用的幾種內(nèi)襯材料從成本、使用壽命等方面進(jìn)行分析，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)使用經(jīng)驗(yàn)，兩種材料可以使用在同一筒體上，從而節(jié)約大量的生產(chǎn)成本，表2為一段砂磨機(jī)單臺(tái)費(fèi)用及使用壽命對(duì)比、表3為二段砂磨機(jī)單臺(tái)費(fèi)用及使用壽對(duì)比。

表2 一段砂磨機(jī)內(nèi)襯材料費(fèi)用及使用壽命對(duì)比（單臺(tái)）

表3 二段砂磨機(jī)內(nèi)襯材料費(fèi)用及使用壽命對(duì)比（單臺(tái)）

從表2、表3可以分析對(duì)比出：

（1）剛玉磚初期費(fèi)用較低，但是使用壽命短，且維修費(fèi)用與其他材料相比基本一樣，全年費(fèi)用相對(duì)也較高，同時(shí)由于筒體的壽命偏短，造成了砂磨機(jī)的運(yùn)行不穩(wěn)定，從而影響生產(chǎn)。

（2）SiC磚由于最近才開(kāi)始使用，只能統(tǒng)計(jì)初期的費(fèi)用，維修后的費(fèi)用及壽命暫時(shí)還需進(jìn)一步觀察驗(yàn)證。

（3）KN17涂料由于初始成本較高，因此全年費(fèi)用看起來(lái)偏高，但是由于其使用壽命長(zhǎng)且維護(hù)成本低，維護(hù)后的使用壽命與初始的不相上下。

（4）剛玉磚與KN17涂料混合使用在初始投入上處于中間水平，使用壽命缺與全部是KN17涂料的壽命相同，全年整體費(fèi)用也是最低的，是目前最適合的內(nèi)襯材料選擇方案。

3 結(jié)語(yǔ)

筒體是砂磨機(jī)易損耗件之一，筒體內(nèi)襯材料的選擇決定了筒體的使用壽命。本文從目前常用的幾種內(nèi)襯材料進(jìn)行對(duì)比分析總結(jié)，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的使用情況，找出適合現(xiàn)有工況的內(nèi)襯材料，從而延長(zhǎng)筒體的使用壽命，提高了設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)效率，使生產(chǎn)能力得到提升，浸出率得到保障，生產(chǎn)維護(hù)成本進(jìn)一步降低，經(jīng)濟(jì)效益十分明顯，對(duì)砂磨機(jī)應(yīng)用行業(yè)具有一定的參考借鑒意義。