祖大磊，王新昌，李 琦，張興麗

1洛陽理工學(xué)院 河南洛陽 471023

2中信重工機械股份有限公司 河南洛陽 471039

某銅礦磨礦流程要求采用半自磨流程，處理能力為 3 000 t/d，磨機車間為 24 h 工作制，即小時處理能力為 125 t/h，球磨產(chǎn)品粒度 -74 μm（-200目）通過率為 90%（P80≈52 μm）?？蛻粢蟀磫蜗盗邪胱阅チ鞒踢M行設(shè)備選型，考慮到礦石性質(zhì)較軟、礦山規(guī)模較小，為了簡化工藝流程，選擇單段半自磨流程（SSAG），該流程的優(yōu)勢在于流程短、便于管理，固定投資成本和運行成本較低。

1 礦石性質(zhì)及磨礦流程計算

根據(jù)該銅礦項目要求，對該礦礦樣進行了實驗室礦石碎磨特性評估，完成了 JK 落重試驗（DW）、SMC和球磨功指數(shù)試驗，以評估礦石的可碎性和可磨性，為磨礦流程的計算提供依據(jù)[1-2]。礦石碎磨特性評估結(jié)果如表 1 所列。

表 1 礦石碎磨特性評估結(jié)果Tab.1 Evaluation results of ore breaking and grinding properties

參數(shù)A×b表示礦石的抗沖擊破碎能力，A×b值越小，說明礦石越難破碎；反之，說明礦石越易破碎。DWi表示礦石的抗沖擊能力，其值越小表示礦石越軟。將表 1 數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫對比可知，對于半自磨機，礦石可破碎性屬于很軟的范圍；對于球磨機，其可磨性屬于中等范圍。

由于礦樣的破碎性質(zhì)屬于很軟的范圍，且礦樣的相對密度分布沒有出現(xiàn)雙峰跡象，表明在半自磨機內(nèi)不易聚集高密度的難磨粒子。

根據(jù)礦石性質(zhì)可以預(yù)估半自磨機的給料粒度，一段破碎機緊邊排礦口為 140 mm，如果實際有變化，磨礦系統(tǒng)處理能力也將有所變化，最終計算模擬結(jié)果為半自磨給料產(chǎn)品粒度F80=80 mm。

根據(jù)項目要求和礦石性質(zhì)，應(yīng)用 JK SimMet 模擬方法和 SMCC 計算程序，并結(jié)合數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)，對項目磨礦流程進行了計算和設(shè)計。

2 投產(chǎn)運行數(shù)據(jù)

該磨礦流程成功運行 9 個多月后，半自磨系統(tǒng)的處理能力已經(jīng)達(dá)到 4 000 t/d，磨礦系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)如表2 所列。

表2 磨礦系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)Tab.2 Operation data of grinding system

客戶計劃增加半自磨系統(tǒng)的處理能力，要求先對該半自磨系統(tǒng)的最大處理能力進行計算。

根據(jù)磨礦系統(tǒng)工業(yè)運行數(shù)據(jù)，半自磨機的運行功率為 1 000 kW，裝機功率為 1 600 kW，電動機負(fù)荷率為 62.5%，磨礦噸功耗為 6.0 kW·h/t。根據(jù)半自磨機支取功率計算模型可計算得到，半自磨機在 14.3 r/min 的轉(zhuǎn)速、27% 的總充填率、18% 的鋼球充填率下，其小齒輪處傳動功率約為 1 390 kW，對應(yīng)電動機的運行功率約為 1 440 kW，負(fù)荷率達(dá)到 90%。此時磨機的支取功率達(dá)到最大，處理量為最大。對于現(xiàn)有礦石性質(zhì)，根據(jù)磨礦噸功耗 6.0 kW·h/t，則磨機最大運行功率 1 440 kW 時的處理量為 240 t/h，即 5 760 t/d。

3 磨礦系統(tǒng)優(yōu)化

3.1 問題分析

單段半自磨流程比起半自磨 — 球磨流程，簡化了流程配置，可節(jié)省項目投資，但是應(yīng)用卻較少，主要原因是其控制難度較大。它采用 2 次閉路（分別采用篩子和旋流器閉路），返砂量較大（有的流程返砂量能達(dá)到 300%），可能會出現(xiàn)磨機“漲肚”或礦漿池現(xiàn)象。因此在設(shè)計半自磨機排料端的礦漿提升器時，需要對礦漿提升能力進行準(zhǔn)確核算，在選擇渣漿泵及管道等輔助設(shè)備時，也要對礦漿流量進行準(zhǔn)確計算，渣漿泵及管道的選型要合理。

由于單段半自磨流程的產(chǎn)品粒度較細(xì)且較難準(zhǔn)確控制，所以旋流器的規(guī)格選擇也非常重要。溢流端產(chǎn)品粒度波動會對旋流器底流端沉砂量造成很大影響，從而影響半自磨系統(tǒng)的穩(wěn)定性。結(jié)合本項目，由于磨礦產(chǎn)品P80=52 μm，當(dāng)P80＜75 μm 時，旋流器的底流返砂量對于磨礦產(chǎn)品粒度的變化非常敏感，且由于半自磨機內(nèi)缺少磨礦介質(zhì)，使整個回路的返砂量大大增加，加上格子孔和提升器的限制，容易在磨機筒體內(nèi)形成礦漿池。當(dāng)繼續(xù)增加半自磨系統(tǒng)的處理量（4 000 t/d 或者更高）時，其內(nèi)部礦漿池礦漿面過高而從進料端溢出。

3.2 優(yōu)化措施

半自磨機格子孔開孔尺寸過小或者是開孔比例不足，易造成礦漿排礦速度降低，不能滿足礦漿的流速，從而造成礦漿過多并從進料口溢出；當(dāng)鋼球的充填率過高時，會出現(xiàn)鋼球堵塞格子孔的現(xiàn)象；當(dāng)?shù)V漿通過格子孔進入礦漿提升器后，經(jīng)過簸箕板的提升，礦漿流至排料口流出，如果礦漿提升器的能力不足，礦漿堵在礦漿提升器中而排不出筒體，也會在磨機筒體內(nèi)出現(xiàn)礦漿池現(xiàn)象。

因此，建議先改造格子孔的開孔位置并增加格子孔的開孔率，判斷礦漿排礦不暢的問題是否能夠解決；然后再進一步分析是否需要改造礦漿提升器，以優(yōu)化礦漿提升器簸箕板的提升能力；最后，待礦漿池現(xiàn)象解決后，進一步提高鋼球的充填率并改變鋼球的直徑及配比，實現(xiàn)增加處理能力的目的。

4 結(jié)論

（1）在一定的條件下，小型選廠可以考慮選用單段半自磨磨礦流程，能夠滿足工藝要求，同時在設(shè)備管理和投資成本方面具有優(yōu)勢。

（2）單段半自磨磨礦工藝流程對系統(tǒng)運行參數(shù)的設(shè)置和操作水平有較高要求，要求原礦的礦石性質(zhì)變化幅度較小，磨礦細(xì)度不小于 75 μm，這樣有利于磨礦系統(tǒng)的平穩(wěn)運行。