周宏喜　盧世杰　袁樹(shù)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(jī)電科技有限責(zé)任公司)

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KLM-630型立磨機(jī)在鐵精礦細(xì)磨中的應(yīng)用

周宏喜1，2盧世杰1，2袁樹(shù)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(jī)電科技有限責(zé)任公司)

摘要介紹了立式螺旋攪拌磨機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理，重點(diǎn)闡述了裝機(jī)功率為630 kW的KLM-630型立式螺旋攪拌磨機(jī)用于哈密西成礦業(yè)鐵精礦再磨作業(yè)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(chǎn)品-38 μm含量大于94%。立磨機(jī)溢流經(jīng)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(gè)百分點(diǎn)。KLM-630立磨機(jī)用于再磨作業(yè)可以有效提高礦物單體解離度，改善精礦品質(zhì)，降低選廠生產(chǎn)成本。

關(guān)鍵詞立式螺旋攪拌磨機(jī)鐵精礦細(xì)磨單體解離浮選

隨著鋼鐵行業(yè)的飛速發(fā)展，國(guó)內(nèi)對(duì)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(kāi)采，優(yōu)質(zhì)鐵礦石資源短缺的問(wèn)題日益突出。我國(guó)貧細(xì)雜類的難選鐵礦石資源的儲(chǔ)量較豐富，有用礦物的嵌布粒度細(xì)，依靠單一的磁選技術(shù)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(tǒng)的臥式球磨機(jī)具有占地面積大、噪音高、效率低的缺點(diǎn)，尤其在再磨和細(xì)磨作業(yè)中能耗高、易過(guò)磨的缺點(diǎn)更加突出。立式螺旋攪拌磨機(jī)(簡(jiǎn)稱“立磨機(jī)”)與球磨相比是一種高效的細(xì)磨設(shè)備，近年來(lái)在金屬礦的再磨和細(xì)磨作業(yè)中廣泛應(yīng)用，同等生產(chǎn)條件下可比球磨機(jī)節(jié)約能耗30%～50%，還具有噪音低、占地面積小、介質(zhì)消耗低、易于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。

1　立磨機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理

北礦機(jī)電科技有限責(zé)任公司自主開(kāi)發(fā)的KLM型立磨機(jī)基本結(jié)構(gòu)如圖1所示，該機(jī)由主電機(jī)、減速機(jī)、支架、筒體和螺旋攪拌機(jī)構(gòu)等組成。立磨機(jī)輸入能量主要用于促使磨礦介質(zhì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的研磨和擠壓作用，與傳統(tǒng)臥式球磨機(jī)相比，大大減小了介質(zhì)間因沖擊作用產(chǎn)生的無(wú)用功和介質(zhì)的破損率，既提高了有用功所占的比例又降低了介質(zhì)損耗。立磨機(jī)適用的磨礦介質(zhì)尺寸比球磨機(jī)小，介質(zhì)間有效研磨表面積也大于球磨機(jī)，有利于增加磨礦介質(zhì)和礦物顆粒的碰撞、研磨概率，更適合細(xì)磨。此外，礦物顆粒在垂直布置的立磨機(jī)筒體內(nèi)依靠自身重力能夠自然分級(jí)，粗顆粒沿著筒體和螺旋間的環(huán)形區(qū)內(nèi)下沉，細(xì)顆粒在上升礦漿流的作用下進(jìn)入磨機(jī)上部的分級(jí)區(qū)內(nèi)并隨著礦漿流從溢流口排出，有效避免了細(xì)顆粒的過(guò)磨。

圖1　立磨機(jī)的結(jié)構(gòu)1—主電機(jī)；2—減速機(jī)；3—支架一；4—支架二； 5—攪拌機(jī)構(gòu)；6—筒體組件；7—基礎(chǔ)

2　KLM-630型立磨機(jī)的應(yīng)用

西成礦業(yè)公司對(duì)原礦經(jīng)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(jìn)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(jí)含量達(dá)97.65%，-38 μm粒級(jí)占77.25%，磁選精礦先進(jìn)旋流器分級(jí)，將部分合格粒級(jí)提前分離避免過(guò)磨，合格的溢流產(chǎn)品進(jìn)下一作業(yè)，沉砂進(jìn)立磨機(jī)再磨。

表1　入磨物料粒度分析結(jié)果

立磨—反浮選工藝流程如圖2所示。旋流器分級(jí)溢流經(jīng)過(guò)濃縮后底流進(jìn)入反浮選，反浮選作業(yè)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(jī)功率630 kW的KLM-630型立磨機(jī)在現(xiàn)場(chǎng)的照片。

圖2　立磨—反浮選工藝流程

圖3　KLM-630立磨機(jī)在鐵礦細(xì)磨中的應(yīng)用

2.2磨礦效果評(píng)價(jià)與分析2.2.1磨機(jī)的機(jī)械性能考察

KLM-630立磨機(jī)在帶礦運(yùn)行前先進(jìn)行空載測(cè)試和清水帶負(fù)載測(cè)試，圖4為主要運(yùn)載部件在帶礦運(yùn)行時(shí)的噪音測(cè)量數(shù)據(jù)。

圖4表明，各運(yùn)載部件噪音都低于規(guī)定值90 dB(A)。傳統(tǒng)球磨機(jī)產(chǎn)生的噪音一般達(dá)100 dB(A)，甚至120 dB(A)，采用立磨機(jī)時(shí)的噪音明顯降低，立磨機(jī)可以顯著降低設(shè)備噪音，提高操作人員的工作舒適性。

圖4　主要運(yùn)轉(zhuǎn)部件的噪音■—減速機(jī)；◆—主軸承箱；●—高速端聯(lián)軸器；▲—低速端聯(lián)軸器

圖5為清水條件下不同介質(zhì)充填率時(shí)主電機(jī)的電流與功率的關(guān)系。當(dāng)介質(zhì)充填率達(dá)到20%時(shí)，電機(jī)功率的增加幅度明顯增大，介質(zhì)充填率每增加1%，磨機(jī)輸入功率增加約13 kW。此外，不同負(fù)載條件下停機(jī)后再啟動(dòng)性能測(cè)試結(jié)果表明立磨機(jī)可以再次實(shí)現(xiàn)滿負(fù)荷啟動(dòng)，有效解決了停機(jī)后螺旋攪拌器被介質(zhì)卡死難以啟動(dòng)的問(wèn)題，從而避免在開(kāi)機(jī)前卸出部分介質(zhì)，顯著提高設(shè)備作業(yè)率。

圖5　介質(zhì)充填率和電流及功率的對(duì)應(yīng)關(guān)系●—功率；▲—電流

2.2.2磨礦指標(biāo)評(píng)價(jià)

考察2015年5月—7月立磨機(jī)運(yùn)行情況。磨礦系統(tǒng)各作業(yè)的細(xì)度和濃度分別見(jiàn)表2和表3，表4為浮選作業(yè)的指標(biāo)。

表2　磨礦系統(tǒng)的入磨細(xì)度 %

表2～4可知：前兩次帶礦的指標(biāo)均達(dá)到了設(shè)計(jì)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(jí)效率都明顯高于第3次，說(shuō)明濃度低有利于細(xì)粒級(jí)礦物的分級(jí)；當(dāng)溢流細(xì)度增加，提高鐵礦

表3　磨礦系統(tǒng)的入磨濃度 %

表4　浮選作業(yè)的選礦指標(biāo) %

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

提高浮選的入料細(xì)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(guān)鍵，只有當(dāng)旋流器的給礦濃度控制在35%～40%，立磨機(jī)的磨礦濃度大于58%時(shí)，旋流器的溢流細(xì)度-38 μm大于94%，才能實(shí)現(xiàn)反浮選作業(yè)的鐵精礦品位高于64%的目標(biāo)。

3　結(jié)　論

立磨機(jī)與球磨機(jī)相比不僅占地面積小、噪音低、運(yùn)行更平穩(wěn)且物料在螺旋攪拌機(jī)構(gòu)上的分級(jí)區(qū)內(nèi)能自分級(jí)，合格粒級(jí)從溢流口及時(shí)排出，減少了過(guò)磨現(xiàn)象，顯著提高磨礦效率。立磨機(jī)用于金屬礦的再磨和細(xì)磨作業(yè)具有節(jié)能高效的特點(diǎn)，在提高礦物單體解離度、精礦品位和回收率、降低生產(chǎn)成本，保障礦產(chǎn)資源高效回收利用方面具有十分廣闊的市場(chǎng)前景。

參考文獻(xiàn)

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(收稿日期2016-05-05)

周宏喜(1985—)，男，工程師，100160 北京市豐臺(tái)區(qū)南四環(huán)西路188號(hào)。