劉 俊

（江西銅業(yè)德興銅礦，江西 德興 334224）

德興銅礦大山選礦廠半自磨系統(tǒng)選用了1臺(tái)φ10.37m×5.19m半自磨機(jī)和1臺(tái)φ7.32m×10.68m球磨機(jī)用于兩段磨礦，于2010年11月投入使用[1]。由銅廠和富家塢兩個(gè)采區(qū)供礦，隨著采區(qū)深部開采，給礦塊度及硬度逐步增加，原設(shè)計(jì)半自磨機(jī)排料端排料能力不足，排料粒度組成不合理，造成半自磨機(jī)運(yùn)行功率高、磨礦效率低[2]。同時(shí)，半自磨排出的頑石量?jī)H155t/h，頑石破碎機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)率低。

磨機(jī)排料有兩個(gè)過程：一是將礦漿與頑石運(yùn)送到格子板；二是礦漿通過格子板進(jìn)入礦漿提升器，礦漿提升器將物料提升并且排出磨機(jī)之外。格子板是物料排出半自磨機(jī)的第一道關(guān)卡，其作用包括①把大塊物料及磨礦介質(zhì)保留在半自磨機(jī)內(nèi)。②限制物料排出功能，強(qiáng)化物料的摩擦粉碎機(jī)理，進(jìn)而加強(qiáng)細(xì)磨作用。但是如果格子板對(duì)礦漿的阻力太大，會(huì)在半自磨機(jī)內(nèi)形成一個(gè)礦漿池，使精細(xì)礦漿聚集在物料中形成礦漿池。礦漿池會(huì)產(chǎn)生相反的轉(zhuǎn)矩，減少磨機(jī)的支取功率，從而降低磨機(jī)的產(chǎn)量。格子孔的開孔面積、大小、排布、格子板上的提升條高度及形狀直接影響著物料通過格子板的能力、半自磨機(jī)產(chǎn)品的粒度組成、頑石通過格子板的速度。

如果下一作業(yè)的礦漿提升器有足夠的能力，通過優(yōu)化格子板可實(shí)現(xiàn)一個(gè)預(yù)期的礦漿排出速度及半自磨機(jī)產(chǎn)品的粒度組成。

1 格子板結(jié)構(gòu)優(yōu)化實(shí)踐

1.1 弧形格子板設(shè)計(jì)

弧形格子板即帶弧形提升條的格子板，在國(guó)外選礦廠有現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用實(shí)踐如西澳φ12.2x11m自磨機(jī)，其能夠提高格子板的通過能力，充分利用頑石破碎，實(shí)現(xiàn)多碎少磨，減小系統(tǒng)電耗的作用。

因在大山選礦廠弧形格子板第1次應(yīng)用，故開孔參數(shù)參考現(xiàn)場(chǎng)直形格子板數(shù)據(jù)?，F(xiàn)場(chǎng)直形格子板結(jié)構(gòu)如圖1所示，格子孔尺寸為70mm和26mm。弧形格子板結(jié)構(gòu)如圖2所示，開孔尺寸組合為70mm、50mm、40mm、30mm。因結(jié)構(gòu)影響，直形格子板開孔面積為7.05㎡，弧形格子板的開孔面積降至6.5㎡。

圖1 直形格子板

圖2 弧形格子板

1.2 格子板通過能力離散元分析

目前，國(guó)內(nèi)外使用離散元方法，對(duì)磨機(jī)等設(shè)備中的物料運(yùn)動(dòng)情況及磨損做了很多分析。潘慶[3]等利用ROCKY軟件對(duì)半自磨襯板磨損規(guī)律進(jìn)行了分析，并且分析與現(xiàn)場(chǎng)使用結(jié)果一致。孟慶霞[4]等采用離散元分析了半自磨礦漿提升器的排礦效果、磨損等，對(duì)礦漿提升器結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化。

顯然格子孔的通過能力也能通過離散元進(jìn)行模擬仿真，綜合考慮通過格子孔的顆粒及模擬時(shí)間，采用φ65、φ45、φ40的球形顆粒進(jìn)行模擬，直形及弧形格子板的通過能力分別如圖3、4所示，通過能力對(duì)比如圖5所示，弧形格子板通過能力是直形格子板的2.23倍。

圖3 直形格子板通過情況

圖4 弧形格子板通過情況

圖5 直形與弧形格子板通過能力對(duì)比

2 格子孔優(yōu)化工業(yè)實(shí)踐

2.1 應(yīng)用第一套弧形格子板生產(chǎn)數(shù)據(jù)分析

（1）在處理難磨礦石工況條件下。難磨礦給礦粒度分布如圖6所示，可以看出難磨礦中間粒徑的礦石較多。在經(jīng)過半自磨的碎磨后，較一般的工況條件來說，出現(xiàn)的頑石量也會(huì)比較大。

圖6 難磨礦給礦圖像

難磨礦經(jīng)過半自磨碎磨后，在處理難磨礦時(shí)，半自磨機(jī)的強(qiáng)制排礦作用增強(qiáng)，但-70mm+40mm排出量較低，過磨現(xiàn)象有所緩解，頑石量在200t/h-240t/h，較改造前有明顯增加，臺(tái)效可達(dá)1100-1150t/h。

（2）在處理一般礦石工況條件下。一般礦石給礦粒度分布如圖7所示，其中細(xì)顆粒分布較多。

圖7 一般礦給礦圖像

在處理一般礦石時(shí)，半自磨機(jī)的功率大約處在5200kw～6500kw，頑石產(chǎn)生量最大不超過300t/h，半自磨機(jī)的磨礦作用有所提高，未開圓錐平均臺(tái)效可以達(dá)到1200t/h。

（3）在處理粉礦工況條件下。粉礦的給礦粒度如圖8所示，其中沒有大于200mm的礦石。

圖8 粉礦給礦圖像

半自磨機(jī)處理此類礦石時(shí)由于-250+70mm粒級(jí)礦石占比偏少，僅有13.79%，-70mm+50mm排出較多，占5.02%，半自磨筒體磨礦做功減少，功率穩(wěn)定在5000kw左右，出料端軸壓維持在4.8Mpa，筒體內(nèi)混合充填率大約下降到14%。處理粉礦時(shí)實(shí)時(shí)平均臺(tái)效1168t/h，頑石量平均125t/h。使用弧形格子板后，排礦-200目含量在20.99%～31.16%，比使用直形格子板下降了10個(gè)百分點(diǎn)左右，+10mm含量在20%～26.73%，頑石量達(dá)到200t/h以上。由于第一套弧形格子板使用過程中，在處理粉礦及一般礦石時(shí)，球磨機(jī)負(fù)荷相對(duì)較大，還需進(jìn)一步對(duì)開孔情況進(jìn)行優(yōu)化。

2.2 格子孔優(yōu)化實(shí)踐

根據(jù)第一套弧形格子板的使用情況，結(jié)合生產(chǎn)及排礦數(shù)據(jù)分析，將格子孔開孔尺寸優(yōu)化為70mm、50mm、40mm、25mm，格子孔的排布情況如圖9所示。

圖9 格子孔的排布情況

格子孔優(yōu)化后，幾次半自磨排礦取樣-200目含量都在25%～30%左右，+10mm產(chǎn)率15%～20%，屬于比較合理的范圍，有利于半自磨系統(tǒng)的平衡。

3 總結(jié)

一旦礦漿通過磨機(jī)載荷，它排出格子型磨機(jī)的第一步是通過格子板。因此如果下游對(duì)最大流量沒有限制，最大流量取決于格子板板的設(shè)計(jì)，包括格子板提升條的形狀、格子孔的尺寸、分布等。本文通過將直形格子板改為弧形格子板，合理布置開孔等措施，對(duì)德興大山選廠半自磨機(jī)格子板優(yōu)化，同時(shí)對(duì)下游結(jié)構(gòu)，如提升器、振動(dòng)篩篩板、頑石破腔型等進(jìn)行了相應(yīng)調(diào)整，取得了以下成效：

（1）格子板的通過能力提高了2.23倍。

（2）優(yōu)化后半自磨機(jī)產(chǎn)品-200目含量都在25%～30%左右，+10mm產(chǎn)率15%～20%，屬于比較合理的范圍，有利于半自磨系統(tǒng)的平衡。

（3）優(yōu)化后頑石量達(dá)到200t/h以上，充分利用了頑石破碎，實(shí)現(xiàn)了多碎少磨的目的，半自磨系統(tǒng)電耗明顯下降。

（4）優(yōu)化后半自磨系統(tǒng)的臺(tái)效明顯提高。

綜上，格子板的優(yōu)化實(shí)現(xiàn)了提高半自磨系統(tǒng)臺(tái)效、增加頑石量、降低系統(tǒng)電耗等預(yù)期目標(biāo)。