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)由于半自磨機給料粒度波動大、能耗高、排礦細度和濃度不穩(wěn)定等問題，影響生產(chǎn)的正常進行。通過將半自磨機給礦粒度由-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、球磨機鋼球添加制度，2#旋流器溢流口直徑由75 mm調(diào)整為70 mm等手段，穩(wěn)定了半自磨機排礦濃度和細度，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)指標創(chuàng)造了條件。

半自磨機 球磨機 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)。但半自磨機給料粒度波動大、磨礦產(chǎn)品細度和排礦濃度不穩(wěn)定、運行電流大、能耗高, 且半自磨機經(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，因此有必要對半自磨—球磨磨礦分級系統(tǒng)進行優(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)半自磨機為φ5.5 m×2.4 m濕式半自磨機，球磨機為MQY型φ3.2 m×4.5 m濕式溢流型球磨機，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臺電磁振動給料機給到2#皮帶，通過計量皮帶輸送機輸送至半自磨機。半自磨排礦進入1#泵池，經(jīng)渣漿泵輸送至1#旋流器組進行分級，沉砂給入球磨機磨礦，溢流給入2#泵池，和球磨機排礦經(jīng)2#旋流器組分級后，沉砂返回球磨機再磨，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)整半自磨機給料粒度

相對于自磨機，半自磨機添加一部分鋼球作為磨礦介質(zhì)，給料粒度越細越好，尤其是對于硬度較大的礦石，給料粒度對半自磨機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)定了排礦濃度和細度。另外，由于破碎能耗遠低于磨礦，減小破碎機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)

半自磨機經(jīng)?！皾q肚”，若發(fā)現(xiàn)不及時會導致停機。通過在半自磨機上加裝音頻反饋系統(tǒng)，可對磨機內(nèi)礦料和鋼球運行狀況進行實時“監(jiān)控”。操作人員通過反饋信號能夠及時掌握磨機運行狀況，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“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，在排礦細度(-0.074 mm粒級含量)相當?shù)那闆r下，半自磨機排礦中+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

半自磨機能通過改變鋼球直徑和充填率而具有適應礦石硬度變化的靈活性。

2.5.1 減小半自磨機鋼球球徑

為穩(wěn)定半自磨機綜合充填率、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。同時改進半自磨機出料端格柵，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，減少了非計劃停機的發(fā)生次數(shù)和停機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，半自磨機排礦細度達到預期水平，運行狀況平穩(wěn)。

2.5.2 球磨機鋼球充填率及添加制度的調(diào)整

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

針對球磨機內(nèi)碎鋼球含量偏高的問題，將球磨機球徑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)整半自磨及球磨機鋼球充填率及添加制度后，雖然2#旋流器組溢流細度-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，應用實踐后，浮選指標提高了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效果。

(1)增強了半自磨機對入選礦石性質(zhì)變化的適應性和磨礦分級系統(tǒng)的穩(wěn)定性，半自磨機工作狀況趨于平穩(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)整半自磨機給料粒度能降低磨礦循環(huán)負荷和運行電流，進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。先進的檢測設(shè)備如音頻檢測儀、核子濃度計等的應用，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)揮了半自磨機的優(yōu)勢，保證系統(tǒng)穩(wěn)定高效運行。

在優(yōu)化半自磨機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)的操作標準化工作，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，改進了選廠生產(chǎn)指標。

[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]．礦山機械，2014，40(7)：91-96.

[2] 張立斌．臥式球磨機碰撞能量的分析與計算 [J]．礦山機械，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用[J]．礦山機械，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)。