第一篇：冬瓜山銅礦提高半自磨機(jī)處理能力的生產(chǎn)實(shí)踐

冬瓜山銅礦提高半自磨機(jī)處理能力的生產(chǎn)實(shí)踐

◆ 鄧禾淼

(銅陵有色集團(tuán)控股有限公司 冬瓜山銅礦，安徽銅陵 244031)

摘要：介紹冬瓜山銅礦選礦廠使用的半自磨機(jī)的技術(shù)特點(diǎn)及應(yīng)用情況，并對(duì)該半自磨機(jī)在試生產(chǎn)出現(xiàn)的處理能力不高問(wèn)題進(jìn)行了分析研究，最終通過(guò)一系列優(yōu)化措施使半自磨機(jī)的處理能力由最初的250t/h提高到550t/h。

關(guān)鍵詞：半自磨；銅礦；破碎；循環(huán)負(fù)荷

選礦流程的關(guān)鍵作業(yè)之一是磨礦，傳統(tǒng)的磨礦流程經(jīng)多年的生產(chǎn)實(shí)踐檢驗(yàn)，表現(xiàn)出工藝流程長(zhǎng)、所用設(shè)備數(shù)量和型號(hào)多、金屬消耗量大、基建投資和生產(chǎn)費(fèi)用高的特點(diǎn)，而半自磨回路流程簡(jiǎn)單，簡(jiǎn)化了兩段破碎及篩分設(shè)備，配置簡(jiǎn)單，投資省，在國(guó)內(nèi)外已被越來(lái)越多的礦山所采用。

冬瓜山銅礦是安徽銅都銅業(yè)公司所屬后勁礦山，選礦廠所處理的礦石為冬瓜山礦段10000t/d和獅子山礦段3000t/d的混合礦石，是我國(guó)目前國(guó)內(nèi)單系列處理能力最大的選礦廠，主要大型設(shè)備依靠進(jìn)口，如Φ8.53m×4m半自磨機(jī)、130m3浮選機(jī)、Φ24m高效濃密機(jī)等機(jī)電一體化設(shè)備等，均屬國(guó)際先進(jìn)水平的產(chǎn)品，設(shè)備處理能力大，自動(dòng)化水平及技術(shù)含量高，在國(guó)內(nèi)礦山屬首次應(yīng)用；同時(shí)引入了基于PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的世界先進(jìn)水平的選礦自動(dòng)化系統(tǒng)和PROSCON 2100NT的選礦智能控制工具，并于2004年10月投入試生產(chǎn)。礦石性質(zhì)

冬瓜山礦段礦石為熱液蝕變強(qiáng)烈的變質(zhì)原生硫化銅礦，按礦物組成可分為8種自然類型，其中含銅滑石蛇紋石類型礦石，位于礦體下部，約占礦石總量的30%，經(jīng)磨礦后容易泥化；主要含銅金屬礦物有黃銅礦、黃鐵礦、磁黃鐵礦及磁鐵礦等。獅子山礦段礦石類型較簡(jiǎn)單，主要為含銅矽卡巖型礦石。冬瓜山礦石的邦德磨礦功指數(shù)為14.73kW?h/t，礦石硬度f(wàn)=13～15；與冬瓜山礦石相比，獅子山礦石硬度更高，其可磨度系數(shù)為冬瓜山礦石的0.7。原礦含水量約3%；含泥量根據(jù)來(lái)礦中含銅磁黃鐵礦、滑石、蛇紋石的比例而定。碎磨工藝流程

井下出窿的礦石粒度為-250mm，礦石密度3.2t/m3，礦石松散系數(shù)1.6，通過(guò)主井提升至地表，由皮帶輸送至選礦廠粗礦倉(cāng)，選礦廠碎磨系統(tǒng)采用半自磨+球磨和旋流器控制分級(jí)工藝，粗礦倉(cāng)下部采用8臺(tái)電振放礦機(jī)放礦，通過(guò)皮帶給人一臺(tái)半自磨機(jī)，半自磨機(jī)排礦端設(shè)有圓筒篩，篩上產(chǎn)物通過(guò)皮帶再返回半自磨機(jī)。粗磨球磨機(jī)為兩臺(tái)Φ5.03m×8.3m溢流型球磨機(jī)，由3300kW低速同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)，半自磨機(jī)篩下產(chǎn)物和球磨機(jī)的排礦給人粗磨泵池，通過(guò)兩臺(tái)16/14渣漿泵分別給入兩組Φ660mm的旋流器組進(jìn)行分級(jí)，每組安裝6臺(tái)旋流器，通常工作4-5臺(tái)，旋流器溢流進(jìn)入浮選，沉砂給入粗磨球磨機(jī)再磨，半自磨機(jī)給料粒度為-250mm，設(shè)計(jì)排料粒度為-2.5mm(P80)。旋流器最終溢流濃度為30%-35%，磨礦細(xì)度70%-75%-74μm。半自磨機(jī)技術(shù)特點(diǎn)

冬瓜山銅礦使用的半自磨機(jī)是國(guó)內(nèi)首次引進(jìn)的大型磨礦設(shè)備，半自磨機(jī)規(guī)格為ф28英寸×13英寸，由一臺(tái)4850kW低速同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)，傳動(dòng)方式為目前先進(jìn)的LCI變頻調(diào)速傳動(dòng)，同時(shí)帶有定速旁路運(yùn)行系統(tǒng)。這種傳動(dòng)方式可以最大限度減少大型電機(jī)起動(dòng)時(shí)對(duì)電網(wǎng)的沖擊，同時(shí)具有較好的調(diào)節(jié)半自磨機(jī)工作負(fù)荷的能力。電機(jī)通過(guò)空氣離合器及齒輪結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)磨機(jī)筒體旋轉(zhuǎn)，磨機(jī)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速為11.04r/min(75%臨界轉(zhuǎn)速)，一般運(yùn)行轉(zhuǎn)速為8.66～11.6r/min(60%～80%臨界轉(zhuǎn)速)，磨機(jī)帶有完善的運(yùn)行監(jiān)測(cè)功能和先進(jìn)的PLC控制程序，可實(shí)現(xiàn)對(duì)磨機(jī)運(yùn)行過(guò)程中電機(jī)功率、電流、潤(rùn)滑系統(tǒng)油量、溫度及中空軸壓力等各參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，同時(shí)可傳輸至選礦廠主控室的DCS系統(tǒng)。

磨機(jī)配有電耳系統(tǒng)，可以監(jiān)測(cè)磨機(jī)內(nèi)的聲響趨勢(shì)，判斷磨機(jī)是否過(guò)載、空載或保持穩(wěn)定的負(fù)荷。

半自磨機(jī)襯板為鉻-鉬鋼合金襯板，筒體襯板為高/低聯(lián)合提升條形式，可有效提升鋼球及礦石，襯板帶有橡膠襯墊，有助于襯板定位，減少襯板下的礦漿。排料端襯板由錐型帶槽排料格子板和盲板、橡膠芯板組成，排出的礦漿由礦漿提升條排入與排料中空軸連接在一起的圓筒篩，圓筒篩篩孔為長(zhǎng)圓形孔，尺寸為1/2英寸寬、1.5英寸長(zhǎng)。

半自磨機(jī)設(shè)計(jì)鋼球充填率為8%～12%，設(shè)計(jì)綜合充填率為24%～30%，給礦中+150mm級(jí)別含量不小于20%，以保證有效的磨礦介質(zhì)。半自磨機(jī)鋼球采用鍛造鋼球，球徑130、120、100、80mm。補(bǔ)加球徑130mm，每天兩次，鋼球消耗約0.5～0.7kg/t原礦。

半自磨機(jī)處理量通過(guò)設(shè)在皮帶輸送機(jī)上的皮帶秤(給礦皮帶和返礦皮帶各一個(gè))進(jìn)行測(cè)量；根據(jù)半自磨機(jī)PLC的信息(速度、壓力、電耳等信號(hào))，可以判斷進(jìn)料的礦石性質(zhì)，通過(guò)DCS系統(tǒng)調(diào)整半自磨機(jī)給礦量或設(shè)定穩(wěn)定的給礦量，半自磨機(jī)的給水通過(guò)設(shè)定的比值自動(dòng)添加，保證半自磨的磨礦濃度始終穩(wěn)定。在生產(chǎn)過(guò)程中保證半自磨機(jī)的綜合充填率是穩(wěn)定半自磨工藝生產(chǎn)的關(guān)鍵。球磨機(jī)主要的控制回路有旋流器給礦濃度的比例給水調(diào)節(jié)、泵池液位自動(dòng)調(diào)節(jié)、旋流器壓力自動(dòng)調(diào)節(jié)等回路。半自磨設(shè)備的生產(chǎn)調(diào)試及達(dá)產(chǎn)節(jié)能綜述

半自磨安裝調(diào)試結(jié)束后即投入試運(yùn)行，并進(jìn)行了各方面的工藝及控制調(diào)試工作，但在前兩個(gè)月試生產(chǎn)時(shí)間里，半自磨并沒(méi)有像預(yù)想的那樣很快達(dá)到設(shè)計(jì)能力，相反只有設(shè)計(jì)能力的一半左右，半自磨機(jī)的返砂量也很小，通過(guò)流程考察發(fā)現(xiàn)，圓筒篩下產(chǎn)品很細(xì)，最高時(shí)細(xì)度可達(dá)50%-74μm，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)目標(biāo)細(xì)度(20%-74μm)，對(duì)此進(jìn)行了以下幾方面的研究。

4.1 礦石粒度和硬度

礦石硬度和粒度組成對(duì)于半自磨機(jī)來(lái)說(shuō)是影響處理能力的一個(gè)重要因素，冬瓜山選礦廠入選礦石中含有的老區(qū)部分礦石其可磨度系數(shù)僅為新區(qū)礦石的0.7，硬度明顯大于新區(qū)礦石，當(dāng)這部分礦石含量特別多時(shí)，會(huì)明顯影響半自磨機(jī)的處理能力。而粒度組成對(duì)于半自磨機(jī)的處理能力的影響則非常明顯。給礦中-20mm范圍內(nèi)的礦石破碎比比較小，說(shuō)明這一級(jí)別礦石在半自磨中較難破碎。在生產(chǎn)中井下提升的礦石給人粗礦倉(cāng)中時(shí)發(fā)生了明顯的粒度偏析現(xiàn)象，從給礦電振上可看到，l號(hào)、2號(hào)、7號(hào)井是粉礦為主，5號(hào)、6號(hào)井較為平均，而3號(hào)、4號(hào)井則基本上為大塊礦石，因此在生產(chǎn)中電振給礦時(shí)必須要兼顧到各臺(tái)電振的粒度情況以及礦石硬度的變化，合理進(jìn)行搭配才能使半自磨機(jī)的工作更為平穩(wěn)。

4.2 頑石

由于半自磨機(jī)本身的工作特點(diǎn)，在半自磨機(jī)生產(chǎn)過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生一些頑石，也叫難磨粒子或臨界粒子，其粒徑在25～70mm，這種粒徑的礦石不具備作為介質(zhì)的作用，同時(shí)又需要更大的礦石或鋼球撞擊它們才能使其破碎，因而在半自磨機(jī)中的可磨度較差，會(huì)不斷積累而占用半自磨機(jī)的有效體積，造成半自磨機(jī)生產(chǎn)率降低，能耗上升，對(duì)硬度較大的老區(qū)礦石更為顯著。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，頑石循環(huán)所導(dǎo)致的能耗約占磨機(jī)功耗的20%左右。在生產(chǎn)中對(duì)頑石的處理作了簡(jiǎn)單的探索試驗(yàn)，將半自磨機(jī)排出的礦石收集起來(lái)，不直接返回到半自磨機(jī)，但從試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，較多的頑石并沒(méi)有排出來(lái)，因而這項(xiàng)措施對(duì)提高半自磨機(jī)的處理能力沒(méi)有產(chǎn)生明顯的效果。

4.3 鋼球類型

在設(shè)備廠商提供的說(shuō)明書中，并沒(méi)有明確所應(yīng)采用的鋼球類型，在最初采購(gòu)鋼球的時(shí)候，也充分考慮到了磨機(jī)的直徑較大，對(duì)鋼球的抗沖擊性有較高的要求，選用了電爐生產(chǎn)的多元合金鑄造鋼球，但在停車檢查中發(fā)現(xiàn)，這種鑄球仍然存在較嚴(yán)重的破碎現(xiàn)象，碎球占用了不少的充填率和能量消耗。為此于2004年12月將鑄造鋼球改為鍛造鋼球，鍛造鋼球的碎球率大大降低。同時(shí)采取的另一項(xiàng)措施是定期清除返回皮帶上的碎鋼球，使磨機(jī)排出的碎球不再進(jìn)入循環(huán)，進(jìn)一步提高磨礦介質(zhì)的效率。

4.4 襯板(格子板)

投產(chǎn)初期，半自磨機(jī)等量裝入Φ130mm、Φ110mm、Φ90mm、Φ70mm鋼球共120t，裝球率12%，實(shí)際混合充填率21%左右，全速n2=0.79 nc=11.6r/min運(yùn)轉(zhuǎn)，負(fù)荷4200kW左右，處理量250t/h左右。鋼球砸筒體襯板強(qiáng)度大、頻率高。返砂皮帶上，礦石粒度≤20mm占100%，返砂量25t/h左右，其中口12.7mm礦粒仍為6t/h左右。

磨機(jī)采用的格子板是襯板孔剖面為退八字錐形孔，在使用中發(fā)現(xiàn)這種格子板存在排礦不暢的缺陷，這種退八字錐形孔的排布不利于聚集在排礦端附近的難磨粒子(頑石)及時(shí)排出，使得半自磨機(jī)排料粒度很細(xì)，返砂粒度也較細(xì)。為此，2005年8月，把出料格子板一半篩孔相鄰筋割掉，它們的寬度由20mm加大為70mm，篩孔面積雖增加約25%，但采用這種措施后，只是返砂皮帶上粒度-70mm礦石加大，返砂量增加1倍，50t/h左右。其中-12.7mm粒度礦量并沒(méi)有明顯增加，半自磨機(jī)處理量仍為280t/h左右。10月12日檢測(cè)，半自磨機(jī)平均給礦量270t/h，平均負(fù)荷4150kW，實(shí)際混合充填率21%左右，平均用電單耗15.4kW?h/t。半自磨產(chǎn)品粒度-14mm占98.4%，未達(dá)到粒度-12.7mm占100%的標(biāo)準(zhǔn)要求，而-74μm占42.1%，且-40μm微粒占31.9%其含量太大，產(chǎn)生過(guò)粉碎現(xiàn)象，嚴(yán)重影響半自磨機(jī)的處理量。開(kāi)一臺(tái)球磨機(jī)，平均負(fù)荷2720kW，實(shí)際混合充填率25%左右，平均磨礦單耗10.1kW?h/t。磨礦產(chǎn)品粒度-74μm只占63.6%，也未達(dá)到粒度-74μm占65%～70%的要求。其碎磨用電單耗25.5 kW?h/t。開(kāi)2臺(tái)球磨機(jī)，磨礦產(chǎn)品粒度，-74μm占69%左右達(dá)標(biāo)。碎磨單耗高達(dá)35kW?h/t。

為了增強(qiáng)半自磨機(jī)的排礦，提高半自磨機(jī)的處理能力，增加出料襯板篩孔尺寸，加速礦石的及時(shí)排出。通過(guò)處理，半自磨機(jī)的處理能力有了大幅的提高，處理能力由250t/h提高至350t/h。

4.5鋼球大小

第三階段半自磨機(jī)確保實(shí)際混合充填率30%，鋼球逐步加大到Φ180mm而達(dá)產(chǎn)(2006年11月至2007年5月)：2006年11月初，半自磨機(jī)在上述基礎(chǔ)上，補(bǔ)加Φ150mm鋼球，處理量不斷增加，到11月19日，處理量11190t/d，平均466.25t/h，半自磨平均負(fù)荷4430kW，平均單耗9.5kW?h/t，實(shí)際混合充填率3l%左右。返砂皮帶上，礦石粒度-50mm占100%，返砂量70t/h左右，其中-12.7mm礦粒占lOt/h左右。開(kāi)2臺(tái)球磨機(jī)，磨礦產(chǎn)品粒度-74μm占66.3%達(dá)標(biāo)。磨礦用電單耗11.9kW?h/t，碎磨用電單耗21.4kW?h/t，而在11月10日，平均給礦量430t/h，半自磨平均負(fù)荷4360kW，實(shí)際混合充填率29%左右，半自磨單耗10.1kW?h/t，半自磨產(chǎn)品粒度-10mm占100%，-1.6mm只占12.7%，-74μm占32.94%，-40μm微粒占25.7%。其粒級(jí)分布略優(yōu)于前個(gè)月。磨礦產(chǎn)品粒度-74μm占67%達(dá)標(biāo)，碎磨用電單耗23kW?h/t。

2007年3月初，半自磨機(jī)補(bǔ)加Φ170mm的鋼球，3月7日處理量13380t/d，平均557．5t/h，平均負(fù)荷4450kW，實(shí)際混合充填率32%左右，半自磨平均單耗8kW?h/t。開(kāi)兩臺(tái)球磨機(jī)，磨礦產(chǎn)品粒度達(dá)標(biāo)。實(shí)際混合充填率30%左右，磨礦用電單耗10 kW?h/t，碎磨用電單耗18.04kW?h/t。隨后由于礦石硬度變化波動(dòng)大，半自磨處理能力也隨之波動(dòng)，很難穩(wěn)定，鑒于此，將補(bǔ)加鋼球尺寸增加到Φ180mm，半自磨處理能力也穩(wěn)定在12000t/d。

以上措施的實(shí)施對(duì)半自磨機(jī)的工藝指標(biāo)有了較大的提高，半自磨機(jī)處理量提高到500t/h，與設(shè)計(jì)處理能力接近。半自磨機(jī)返砂量約為15%，排礦產(chǎn)品粒度有了較大的改善，-74μm含量由50%降至30%以下。結(jié)語(yǔ)

冬瓜山銅礦半自磨機(jī)是我國(guó)首次引進(jìn)大型半自磨設(shè)備，驅(qū)動(dòng)方式先進(jìn)、控制系統(tǒng)完善可靠，是一種現(xiàn)代化的高效設(shè)備，配置上取代了傳統(tǒng)的碎礦工藝，大大降低了基建的難度及占地面積，也大大降低了生產(chǎn)中的維護(hù)強(qiáng)度和維護(hù)量，對(duì)選礦綜合成本的降低發(fā)揮了重要的作用，其穩(wěn)定有效的運(yùn)行也對(duì)其他礦山的發(fā)展提供了借鑒。

通過(guò)對(duì)半自磨機(jī)添加鋼球種類、數(shù)量，增大排礦格子板篩孔尺寸等措施的實(shí)施，以及對(duì)半自磨機(jī)的給礦粒度和硬度等影響因素的探索，一定程度上解決了半自磨機(jī)排礦不暢的缺點(diǎn)，使半自磨機(jī)的處理能力有了很大的提高。而補(bǔ)加Φ180mm的鋼球使得半自磨機(jī)處理能力最大能達(dá)到550t/h的設(shè)計(jì)處理能力。因此增大補(bǔ)加球球徑是提高半自磨機(jī)處理能力最有效的途徑?！?/p>

參考文獻(xiàn)

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