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      SABC碎磨工藝設(shè)計及其在金屬礦選礦廠的應(yīng)用實踐

      2013-04-29 00:44:03李建偉董紅建袁明
      科技創(chuàng)新導(dǎo)報 2013年6期
      關(guān)鍵詞:應(yīng)用實踐

      李建偉 董紅建 袁明

      摘 要:該文介紹了SABC工藝流程的結(jié)構(gòu)及其特點,總結(jié)了SABC工藝流程的應(yīng)用條件和目前常用的幾種實驗室試驗方法,提出了提高SABC碎磨系統(tǒng)穩(wěn)定性的幾種關(guān)鍵措施。同時對目前兩個應(yīng)用實踐效果良好的SABC碎磨工藝選礦廠進行了介紹。

      關(guān)鍵詞:半自磨 SABC碎磨 磨礦介質(zhì) 應(yīng)用實踐

      中圖分類號:TD921 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1674-098X(2013)02(c)-00-02

      礦石的準(zhǔn)備作業(yè)是進行礦物分選的基礎(chǔ)也是選礦工藝的初期環(huán)節(jié),主要包括礦石的破碎作業(yè)和磨礦作業(yè),是選礦工藝中不可缺少的環(huán)節(jié)。據(jù)統(tǒng)計,礦石的碎磨作業(yè)能耗約占選礦廠總能耗的60%~70%,因此在進行大型選礦廠設(shè)計時,必須選擇最佳的碎磨工藝,最大限度的實現(xiàn)選礦廠的節(jié)能降耗。

      從19世紀(jì)末,人們認(rèn)識到礦石可以自磨開始對自磨技術(shù)的研究不斷深入,自磨技術(shù)在有色和黑色金屬選礦廠的到了廣泛的應(yīng)用。目前金屬礦選礦廠常用的碎磨工藝主要有常規(guī)碎磨工藝(破碎+球磨)和(半)自磨工藝兩大類。其中SABC碎磨工藝屬于半自磨工藝的一種,在生產(chǎn)操作、成本控制、選別指標(biāo)方面與傳統(tǒng)破碎工藝比較,具有明顯優(yōu)勢。因此在進行大型金屬礦選礦廠設(shè)計時通常將其作為一種碎磨工藝方案,考慮其可行性[1]。在當(dāng)前碎磨工藝中,磨礦產(chǎn)品的質(zhì)量存在很大差異,因此對后續(xù)的選擇指標(biāo)影響很大,所以必須要選擇最適合礦石性質(zhì)的碎磨工藝,以實現(xiàn)最高的分選指標(biāo)。

      1 SABC碎磨工藝流程結(jié)構(gòu)及特點

      SABC碎磨工藝流程是指半自磨+球磨+破碎工藝。通常是指礦石直接進入半自磨機進行自磨,半自磨機的產(chǎn)品給入振動篩,篩下的合格粒級給入后續(xù)球磨分級系統(tǒng),最終得到合格磨礦產(chǎn)品,而篩上大顆粒的“頑石”則經(jīng)過破碎機破碎后返回半自磨作業(yè)。其特點是引入細碎機以破碎難磨的礫石,消除難磨礫石在自磨機中的積累,可以改變自磨機中自然磨介的粒度性質(zhì),有利于為后續(xù)作業(yè)提供合適粒度的物料[2](圖1)。

      P.柯維斯托能認(rèn)為SABC流程具有無細碎作業(yè)、流程簡單、處理量較高而且比較穩(wěn)定等優(yōu)點[3],通過增加破碎機來處理半自磨機的“頑石”,接觸自磨機難磨物料積累的問題。

      2 SABC碎磨工藝的應(yīng)用條件和試驗基礎(chǔ)

      2.1 SABC碎磨工藝的應(yīng)用條件

      自磨是靠礦石自身作為磨礦介質(zhì)進行研磨,半自磨則是在自磨的基礎(chǔ)上添加少量鋼球作為磨礦介質(zhì),以彌補自然礦石介質(zhì)的不足。故SABC碎磨流程磨礦效率受礦石性質(zhì)的影響較大,由于礦段、礦體、成因不同的礦石性質(zhì)差別很大,因此SABC流程的處理量具有較大的波動性,特別是礦石的硬度性質(zhì),嚴(yán)重影響流程的穩(wěn)定性[4]。

      礦石在自磨機中能否形成穩(wěn)定的負(fù)荷是能否實現(xiàn)(半)自磨工藝的關(guān)鍵[5]。如許多砂巖型軟礦石,一般不適合采用半自磨工藝處理,因為這類礦石磨損很快,不能在自磨機中形成穩(wěn)定介質(zhì)負(fù)荷。因此碎磨工藝的選擇主要由礦石性質(zhì)決定,在確定碎磨工藝時除了考慮礦石中有用礦物的嵌布粒度(決定磨礦段數(shù))外,在確定半自磨工藝時,如何處理難磨物料的積累問題也是采用半自磨工藝考慮的重要問題(即是否采用SABC工藝)。

      自磨流程的采用首先需要礦石能形成足夠數(shù)量的磨礦介質(zhì)。一般情況下,通過測定礦石的球磨功指數(shù)和介質(zhì)適應(yīng)性結(jié)果分析得出,普氏硬度為f=6~12的礦石適于SABC碎磨工藝。

      朱月鋒[6]對普郎銅礦礦石進行了半自磨批次磨礦試驗、球磨功指數(shù)試驗、棒磨功指數(shù)試驗、磨損指數(shù)試驗、JK落重試驗等指出普郎礦石適合半自磨工藝,采用SABC碎磨流程是可行的。

      2.2 SABC碎磨流程設(shè)計的試驗基礎(chǔ)

      SABC碎磨工藝的選擇主要取決于待磨礦石的性質(zhì),因此,在選擇合適的碎磨工藝之前,要進行充分的適應(yīng)性驗證試驗。目前國外用于礦石自磨適應(yīng)性試驗的的種類較多,主要有芬蘭Metso公司的實驗室分批自磨試驗、澳大利亞昆士蘭大學(xué)Julius Kruttschnitt礦物研究中心JKTech落重試驗、澳大利亞SMCC Pty公司半自磨機粉碎試驗、加拿大Minnov EX技術(shù)公司半自磨功率指數(shù)(SPI)試驗、美國MacPherson咨詢公司半自磨可能性試

      驗等[7]。

      2.2.1 芬蘭Metso公司的實驗室分批自磨試驗

      芬蘭公司開發(fā)的實驗室分批自磨試驗獲得的數(shù)據(jù),通過數(shù)據(jù)處理,可以為SABC流程設(shè)計提供依據(jù)。試驗通過測定凈功率和產(chǎn)品中-12.7 mm礦量計算單位凈功耗(kW.h/t)。設(shè)計時使用試驗獲得的單位凈功耗乘以設(shè)計生產(chǎn)能力(t/h)再乘以1.2的機械系數(shù)即為選用的(半)自磨機功率。分批試驗產(chǎn)品的邦德球磨功指數(shù)和金屬磨損指數(shù)可用于后續(xù)球磨機選型計算和金屬磨損預(yù)測。

      2.2.2 Julius Kruttschnitt礦物研究中心JKTech落重試驗

      JKTech落重試驗是昆士蘭大學(xué)Julius Kruttschnitt礦物研究中心開發(fā)的一種實驗室試驗方法。這種試驗方法是根據(jù)(半)自磨機內(nèi)兩種主要粉碎過程:(高能)沖擊和(低能)磨蝕。通過(高能)沖擊粉碎試驗可以獲得沖擊粉碎參數(shù),通過(低能)磨蝕試驗可以獲得磨蝕粉碎參數(shù),將這些參數(shù)用于JKSimMet礦物加工模擬軟件,與有關(guān)設(shè)備及性能操作參數(shù)相結(jié)合,預(yù)測磨礦產(chǎn)品粒度特性。

      2.2.3 澳大利亞SMCC Pty公司半自磨機粉碎(SMC)試驗

      半自磨機粉碎(SMC)試驗是澳大利亞SMCC Pty公司開發(fā)的只需少量樣品即可完成的實驗室試驗,該試驗只需進行簡單的落重試驗,與計算機模擬軟件結(jié)合即可為(自)自磨工藝設(shè)計和設(shè)備選型提供試驗依據(jù)。

      2.2.4 加拿大Minnov EX技術(shù)公司半自磨功率指數(shù)(SPI)試驗

      半自磨功率指數(shù)(SPI)試驗是一種實驗室分批半自磨試驗,該試驗室通過對等量的相同粒度組成的礦樣進行反復(fù)循環(huán)的粉磨試驗,每個循環(huán)后得物料進行篩分分析,篩下作為產(chǎn)品,篩上作為循環(huán)負(fù)荷返回自磨機,進行下一個循環(huán)的粉磨,直至產(chǎn)品達到規(guī)定粒度,得到粉磨時間和產(chǎn)品粒度組成的曲線。粉磨時間越長,表明粉磨阻力越大,礦石越硬。

      3 提高SABC碎磨工藝處理量及設(shè)備運轉(zhuǎn)率的措施

      提高SABC碎磨工藝的處理量可以從工藝操作和設(shè)備入手,找出各工藝參數(shù)之間的關(guān)系,找出其最佳平衡點,以達到提高系統(tǒng)處理量,降低系統(tǒng)消耗的目標(biāo)[8]。

      3.1 保證供礦礦石的穩(wěn)定是提高處理量和設(shè)備運轉(zhuǎn)率的關(guān)鍵

      由于SABC碎磨工藝受礦石性質(zhì)影響很大,故礦石性質(zhì)的變化會對流程產(chǎn)生較大的波動性,因此工藝對礦石性質(zhì)的穩(wěn)定性要求較高。因此,在生產(chǎn)過程中要保證均衡配礦。

      3.2 保證半自磨機磨礦介質(zhì)充填率是SABC流程穩(wěn)定的關(guān)鍵

      磨礦介質(zhì)的充填率是影響半自磨機生產(chǎn)效率的關(guān)鍵因素之一,因此為保證SABC碎磨工藝的穩(wěn)定性,必須優(yōu)化實驗和探索磨礦介質(zhì),尋找最佳磨礦介質(zhì)充填率,掌握充填率、能耗、處理量等之間的關(guān)系,從而提高半自磨的生產(chǎn)效率。

      3.3 優(yōu)化半自磨機的襯板設(shè)計

      目前半自磨機的襯板設(shè)計常存在設(shè)計不合理、安裝尺寸控制不嚴(yán)、襯板材質(zhì)較差等問題。因此合理設(shè)計襯板結(jié)構(gòu),改進襯板材質(zhì),提高襯板質(zhì)量,對提高工藝處理量和穩(wěn)定性具有重要意義。

      4 SABC碎磨工藝生產(chǎn)實踐

      4.1 SABC碎磨工藝在德興銅礦的應(yīng)用

      德興銅礦選礦廠建成于20世紀(jì)80年代,是當(dāng)時國內(nèi)最大、最先進的選礦廠。德興銅礦選礦廠設(shè)計規(guī)模為6萬 t/d,選礦廠建有一條處理量為2.25萬 t/d的SABC破碎系統(tǒng)。金建國對德興銅礦SABC工藝流程現(xiàn)狀分析后認(rèn)為目前有處理難磨礦石系統(tǒng)臺效較低、系統(tǒng)設(shè)備的運轉(zhuǎn)率不高、鋼球襯板消耗指標(biāo)較高等問題[8]。洪建華對比了德興銅礦常規(guī)碎磨工藝和SABC碎磨工藝認(rèn)為SABC碎磨工藝與傳統(tǒng)工藝相比具有較大優(yōu)勢,需要進一步各工藝參數(shù),最大限度實現(xiàn)其優(yōu)勢。(圖2)

      4.2 SABC碎磨工藝在內(nèi)蒙古烏山銅鉬礦的應(yīng)用

      烏努格土山銅鉬礦(簡稱烏山銅鉬礦)位于內(nèi)蒙古新巴爾右旗,屬于低品位大型銅鉬有色金屬礦山,是一座大型斑巖銅鉬礦,資源儲量巨大,原礦品位較低。烏山銅鉬礦選礦廠設(shè)計規(guī)模為7.5萬 t/d,分兩期建設(shè):一期為3.5萬 t/d,二期為4萬 t/d。選礦廠碎磨系統(tǒng)采用SABC碎磨工藝,碎磨設(shè)備采用國產(chǎn)Φ8.8 m×4.8 m半自磨機、Φ6.2 m×9.5 m溢流型球磨機、160 m3浮選機等國產(chǎn)大型選礦設(shè)備。

      劉洪均[9]等認(rèn)為烏山銅鉬SABC碎磨工藝具有流程短、先進可靠、大大降低了占地面積、減少了粉塵污染、降低了維修強度,其穩(wěn)定運行為國內(nèi)其他礦山碎磨工藝流程建設(shè)提供了借鑒。為防止系統(tǒng)破碎頑石的圓錐破碎機過鐵,造成設(shè)備損壞,烏山銅鉬礦選礦廠采用MA-2211型除鐵裝置,該除鐵裝置安裝在系統(tǒng)的關(guān)鍵位置可以第一時間除去系統(tǒng)中的碎鋼球,保證系統(tǒng)的正常

      運行[10]。

      5.結(jié)語

      (1)SABC碎磨工藝與傳統(tǒng)碎磨工藝想無細碎作業(yè)、流程簡單、占地面積小、處理量較高等優(yōu)點,但是其適應(yīng)性較差,受礦石性質(zhì)變化影響較大,因此在設(shè)計之間要進行充分的驗證試驗。

      (2)礦石必須在自磨機中形成穩(wěn)定的負(fù)荷,這就決定了SABC碎磨工藝流程的適應(yīng)范圍,砂巖型軟礦石以及過硬礦石均不適合用該碎磨工藝處理。

      (3)保證給礦礦石性質(zhì)的穩(wěn)定、保證半自磨機介質(zhì)充填率、優(yōu)化襯板設(shè)計是保證流程穩(wěn)定運行的關(guān)鍵。

      (4)SABC碎磨工藝在德興銅礦選礦廠、烏山銅鉬礦選礦廠應(yīng)用效果良好,為國內(nèi)金屬礦山選礦廠碎磨工藝設(shè)計提供了

      借鑒。

      參考文獻

      [1] 趙昱東.自磨(半自磨機)的進展及其應(yīng)用效果[J].礦山機械,2005,33(10):12-14.

      [2] 邵全渝.論自磨技術(shù)的進展和對策[J].國外金屬礦選礦,1995(8):1-9.

      [3] P.柯維斯托能.粉磨流程設(shè)計的意義[J].國外金屬礦選礦,1997(5):36-40.

      [4] 楊松榮.國外自磨技術(shù)的應(yīng)用[J].有色金屬(選礦部分),1993(1):27-32.

      [5] 關(guān)雅梅,劉萬年.自磨半自磨磨機的參數(shù)確定[J].中國礦業(yè),2008,17(3):47-50.

      [6] 朱月鋒.半自磨工藝可行性研究[J].中國礦山工程,2009,38(1):19-24.

      [7] 吳建明.用于自磨(半自磨)流程設(shè)計的現(xiàn)代試驗方法[J].有色設(shè)備,2010(1):1-4.

      [8] 金建國.提高半自磨系統(tǒng)運轉(zhuǎn)效率的分析及措施[J].銅業(yè)工程,2012(1):54-60.

      [9] 劉洪均,孫春寶,趙留成,等.烏努格吐山銅鉬礦選礦工藝[J].礦山機械,2012(10):82-85.

      [10] 張振權(quán),楊保東,景維和,等.MA-211型磁力弧在SABC碎磨工藝流程的應(yīng)用[J].有色金屬(選礦部分),2011(增刊1):122-123.

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