半自磨在貴冶爐渣選礦中的應(yīng)用實踐

王 娟，徐國華（江西銅業(yè)集團(tuán)公司 貴溪冶煉廠，江西 貴溪 335424）

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半自磨在貴冶爐渣選礦中的應(yīng)用實踐

王 娟，徐國華
（江西銅業(yè)集團(tuán)公司 貴溪冶煉廠，江西 貴溪 335424）

摘 要：系統(tǒng)介紹了貴溪冶煉廠破碎與磨礦的工藝流程，對破碎與磨礦的設(shè)備規(guī)格、型號、工藝控制參數(shù)進(jìn)行了介紹，重點(diǎn)對半自磨機(jī)在貴冶渣選運(yùn)用過程中出現(xiàn)的問題，如襯板、磨機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計、傳動部件等進(jìn)行了分析，提出了相應(yīng)的解決措施，較為詳細(xì)的對貴冶半自磨機(jī)在渣選中的應(yīng)用實踐進(jìn)行了闡述。

關(guān)鍵詞：貴冶渣選；半自磨機(jī)；運(yùn)行實踐；改造措施；控制參數(shù)

1 引言

在銅火法冶煉中，會產(chǎn)生一定量的廢棄爐渣，由于冶煉過程不可能將所有的金屬銅都富集到產(chǎn)品中，有一部分銅會殘留在爐渣中，隨著技術(shù)的進(jìn)步和銅資源的日益緊缺，為了不斷提高冶煉整體銅回收率水平，降低銅資源的二次流失，增加經(jīng)濟(jì)效益，因此采用新工藝再次回收和富集爐渣中的金屬銅刻不容緩。

銅冶煉爐渣處理方式目前主要有電爐貧化和渣選礦兩種［1］。電爐貧化棄渣含銅高，能耗高，環(huán)境污染嚴(yán)重。采用渣選礦渣緩冷場占地面積大，基建投資較高，但渣選礦法銅、金、銀回收率較高，能耗低，同時可以提高冶煉爐對原料的適應(yīng)性。

2 爐渣性質(zhì)

銅冶煉渣是一種“人造礦石”，一般呈黑褐色致密塊狀；主要礦物包括硅酸鐵、硅酸鈣和少量硫化物和金屬元素等。與原生銅礦石相比，性質(zhì)較為復(fù)雜，具有比重大，硬度大，呈現(xiàn)出易碎難磨等特點(diǎn)。貴冶有兩套冶煉系統(tǒng)，正常產(chǎn)出的爐渣品種有四種，分別為一系統(tǒng)電爐渣、一系統(tǒng)轉(zhuǎn)爐渣、二系統(tǒng)閃速爐渣和二系統(tǒng)緩冷轉(zhuǎn)爐渣，其中一系統(tǒng)轉(zhuǎn)爐渣采用鑄渣機(jī)鑄造，其他三種采用緩冷處理。各種渣在含銅品位、硬度等方面均存在差異，在進(jìn)入浮選階段前，需提前進(jìn)行混勻和碎磨礦作業(yè)，在保證物料性質(zhì)相對穩(wěn)定的同時達(dá)到粒度要求［2］。

3 工藝選擇

貴冶渣選采用流行的半自磨工藝，即粗碎→半自磨→球磨新工藝，該流程相比常規(guī)的碎磨流程有較大的突破［2］。常規(guī)碎磨流程存在生產(chǎn)過程復(fù)雜、投資高、運(yùn)行成本高、占地面積大等問題，而半自磨充分利用了爐渣具有硬度大、密度高、有極強(qiáng)的自磨特性等特點(diǎn)，解決了常規(guī)破碎工藝難以適應(yīng)爐渣物料變化的問題，具有處理能力大、設(shè)備作業(yè)率高、生產(chǎn)成本低、物料適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)［3］（具體流程對比見圖1）。

圖1　傳統(tǒng)磨礦流程和半自磨流程對比圖

4 工藝介紹

熔煉爐渣通過排渣溜槽排入渣包中，達(dá)到渣包容器安全位置后，用專用運(yùn)輸車輛將熱渣包運(yùn)輸?shù)皆徖鋱觯胖迷谠贿M(jìn)行自然緩冷一定時間后，開冷卻水進(jìn)行水冷，當(dāng)爐渣完全冷卻后，再用渣包車進(jìn)行翻包作業(yè)，爐渣作為原料進(jìn)入破碎工序。

緩冷后的爐渣呈塊狀，爐渣尺寸在-500mm（超過500mm的爐渣使用移動破碎機(jī)預(yù)先破碎），物料首先需要經(jīng)過一段破碎機(jī)開路破碎，渣選破碎機(jī)為顎式破碎機(jī)，它能將物料破碎到-200mm，達(dá)到進(jìn)入半自磨機(jī)的要求。

經(jīng)破碎后的爐渣給入半自磨機(jī)進(jìn)行磨礦，貴冶半自磨機(jī)為芬蘭奧托昆普公司生產(chǎn)的5.2×5.2的半自磨機(jī)（貴冶半自磨機(jī)技術(shù)參數(shù)見表1），處理量125t/h，能將-200mm的礦石磨至-200目（即-74μm）占35%。 半自磨機(jī)產(chǎn)品進(jìn)入二段球磨機(jī)進(jìn)行二次磨礦磨礦，貴冶渣選磨礦采用中信重工生產(chǎn)的5.03×8.3m的球磨機(jī)進(jìn)行磨礦，爐渣在經(jīng)過兩段磨礦和進(jìn)行三次分級作業(yè)最終的產(chǎn)品粒度為-325目（即-43μm）含量占80%，配制成一定濃度的礦漿后(渣選需要的礦漿濃度為45%左右），進(jìn)入浮選工序。

表1　貴冶5.2×5.2 EGL半自磨機(jī)技術(shù)性能參數(shù)

5 運(yùn)行情況

貴冶渣選設(shè)計處理能力為單系列96t/h，渣選廠半自磨機(jī)補(bǔ)加球徑為φ120～140mm（貴冶投產(chǎn)初期鋼球補(bǔ)加球徑為φ120mm），鋼球每天補(bǔ)加一次，每次500～1000kg。鋼球的充填率為8%～12%。給料來自顎式破碎機(jī)粗碎后的產(chǎn)品，給料粒度-200mm，在磨礦濃度為75%左右時，半自磨的磨礦產(chǎn)品粒度為-200目占35%左右，由于貴冶渣選礦車間是國內(nèi)首家閃速爐渣選廠，在設(shè)計時沒有現(xiàn)成的生產(chǎn)經(jīng)驗可以參考，同時車間半自磨機(jī)由芬蘭奧托昆普公司生產(chǎn)，屬于奧托昆普公司早期的產(chǎn)品，設(shè)計上存在一定的缺陷，所以在多年的運(yùn)行過程中，暴露出了一些問題，主要有以下幾點(diǎn)：

5.1設(shè)計能力

貴冶渣選礦車間在投產(chǎn)后，半自磨機(jī)處理量一直維持在設(shè)計值，而貴冶實際的渣產(chǎn)量每天在4700左右，按照測算，渣選單系列處理量必須維持115t/h以上才能保證爐渣產(chǎn)出平衡，這在當(dāng)時成為制約貴冶渣選達(dá)產(chǎn)的瓶頸問題，針對這一情況，在不能更換半自磨機(jī)的前提下，在經(jīng)過認(rèn)證后，采取的主要措施有以下兩條：

（1）針對半自磨機(jī)的排礦格子板開孔形狀及開孔面積進(jìn)行改造，磨機(jī)的處理能力與格子板開孔面積成正比，開孔面積越大，處理能力越大。貴冶渣選半自磨機(jī)設(shè)計格子板的格篩孔距為20mm，我們在保證格子板強(qiáng)度的前提下，將開孔孔距改為30mm,提高半自磨機(jī)排礦速度，以保證在磨礦粒度達(dá)標(biāo)的同時，處理能力能達(dá)最大化。

（2）為了使半自磨機(jī)鋼球的作用達(dá)到最大，我們在補(bǔ)加鋼球時，采用了鋼球設(shè)計的上限值，即由原來補(bǔ)加120mm的鋼球增加到補(bǔ)加140mm的鋼球，提高鋼球的沖擊力，從而提高半自磨系統(tǒng)處理量量，同時根據(jù)生產(chǎn)需要適當(dāng)提高半自磨鋼球的充填率，保持鋼球充填率在設(shè)計的上限運(yùn)行，通過以上措施，半自磨系統(tǒng)的處理量量由原來的96t/h提高到120t/h，實現(xiàn)了達(dá)產(chǎn)要求。

5.2磨機(jī)襯板

襯板是半自磨機(jī)正常運(yùn)行的關(guān)鍵磨損件，襯板的形狀、材質(zhì)、強(qiáng)度、厚度、規(guī)格大小及提升條的形狀、面角、布置方式等決定著襯板和提升條的使用壽命及更換停車時間，直接與磨機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)率和磨礦效率相關(guān)［4］。貴冶半自磨系統(tǒng)襯板和提升條采用分體式設(shè)計，能很好的解決襯板和提升條磨損周期不一致的問題，基本上襯板的使用周期在一年以上，提升條的使用周期在6～8個月。但是在運(yùn)行過程中，出口小槽板排礦處磨損嚴(yán)重，使用時間短，導(dǎo)致半自磨機(jī)出口本體磨損嚴(yán)重，成為影響半自磨機(jī)運(yùn)行安全的一大問題，貴冶在對小槽板磨損情況進(jìn)行分析后，認(rèn)為原因主要是小槽板材質(zhì)方面的原因所致，針對這一情況，具體改進(jìn)措施是使用耐磨橡膠小槽板替代將原有合金鋼小槽板，解決小槽板磨損的問題［5］，使小槽板的使用周期由原來的6個月提高到18個月，同時解決了半自磨機(jī)出口本體磨損的問題。

5.3給料系統(tǒng)

貴冶半自磨機(jī)是芬蘭奧托昆普公司的早期產(chǎn)品，設(shè)計給料方式為給料彎管+進(jìn)料襯套的給料方式，運(yùn)行過程中需頻繁更換彎管、襯套，同時彎管堵塞造成大量停車。而國內(nèi)同類選廠中，均不存在車間使用的給料方式，山東祥光、紫金礦業(yè)、安徽銅陵、甘肅金昌均采用給料小車+進(jìn)料螺旋的給料方式，相比貴冶的半自磨給料方式，具有結(jié)構(gòu)簡單、檢修方便，不易堵塞，維護(hù)成本低的特點(diǎn)，如車間能對半自磨給料系統(tǒng)進(jìn)行完善，解決磨損和堵塞問題，將大大降低半自磨備件使用費(fèi)用，同時減少半自磨彎管更換和堵塞造成的停車次數(shù)。

通過對比，我們發(fā)現(xiàn)國內(nèi)其他渣選廠的半自磨機(jī)進(jìn)出料端主軸均采用軸瓦支撐，半自磨機(jī)進(jìn)料口尺寸最小也在1200mm以上，由于空間大，在進(jìn)料襯套上全部設(shè)計了給料螺旋，使給入襯套上的礦石能在螺旋帶動下進(jìn)入半自磨，同時給料只需采用大角度溜槽（給料小車）即可將礦石順利給到進(jìn)料襯套上。

而貴冶渣選廠的半自磨機(jī)為芬蘭奧托昆普生產(chǎn)的特定型號，進(jìn)出料端主軸采用軸承支撐，受設(shè)計影響，半自磨機(jī)進(jìn)料口尺寸只有800mm,并且在半自磨進(jìn)口處有一600mm長的給礦襯套，由于空間有限，給料襯套內(nèi)部為平面，未設(shè)計給料螺旋，運(yùn)行時礦石給入給料彎管，在給料彎管中滑行后落入給料襯套中段，在慣性的作用下進(jìn)入半自磨，一但給料彎管或給料襯套出現(xiàn)磨損，將影響礦石的滑行，導(dǎo)致礦石無法進(jìn)入半自磨，造成堵塞。如車間在現(xiàn)有情況下對給料系統(tǒng)進(jìn)行仿照國內(nèi)其他廠礦進(jìn)行改造，由于空間位置和給料溜槽角度原因，給料小車給料不能給到要求的位置，同時改造給料螺旋沒有足夠的空間。如進(jìn)行改造，則需更換半自磨進(jìn)出料端蓋，改變主軸支撐方式（改為軸瓦支撐），擴(kuò)大進(jìn)料口尺寸在1200mm以上，等于重新設(shè)計半自磨，費(fèi)用昂貴，同時需要對半自磨進(jìn)行解體，基礎(chǔ)重新澆注，時間長，所以改造基本在現(xiàn)有情況下沒有實施的可能，這是車間半自磨系統(tǒng)的一個缺陷。

5.4傳動系統(tǒng)

通常大型磨機(jī)的傳動系統(tǒng)都是采用電機(jī)和筒體分離，中間采用氣動離合器通過抱閘連接電機(jī)和筒體，而車間半自磨機(jī)設(shè)計采用減速機(jī)連接電機(jī)和筒體，在運(yùn)行過程中，由于減速機(jī)所受的沖擊載荷很大，減速機(jī)的使用壽命達(dá)不到設(shè)計要求［6］，根據(jù)車間多年的運(yùn)行情況分析，減速機(jī)的使用壽命原來一直在8個月左右，需頻繁進(jìn)行更換減速機(jī)軸承，不但影響半自磨機(jī)的作業(yè)率，同時增加了維護(hù)成本，車間在對減速機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析后，聯(lián)合國內(nèi)廠家對減速機(jī)進(jìn)行了國產(chǎn)替代和優(yōu)化，一定程度上提高了減速機(jī)的使用壽命，目前車間減速機(jī)的使用壽命在一年以上，但是減速機(jī)故障依然是制約車間生產(chǎn)的一個瓶頸問題。

6 結(jié)論

（1）貴冶渣選采用半自磨流程，經(jīng)過系統(tǒng)優(yōu)化與改造后，順利實現(xiàn)了達(dá)產(chǎn)達(dá)標(biāo)，處理能力達(dá)到160萬t/a，對比傳統(tǒng)碎磨流程，具有占地面積小，流程簡單，處理能力大、生產(chǎn)成本低、物料適應(yīng)性強(qiáng)，易于自動控制等優(yōu)點(diǎn)。

（2）貴冶半自磨機(jī)是奧托昆普公司的特定產(chǎn)品，設(shè)計中存在一定的缺陷，在運(yùn)行過程中存在較高的故障率，其穩(wěn)定性不如國內(nèi)其他渣選廠的半自磨機(jī)，同時維護(hù)成本較高。

（3）由于貴冶有兩套冶煉系統(tǒng)，所需要處理的爐渣有四種分別為一系統(tǒng)電爐渣、一系統(tǒng)鑄造轉(zhuǎn)爐渣、二系統(tǒng)閃速爐渣和二系統(tǒng)緩冷轉(zhuǎn)爐渣，由于各種爐渣的可磨性系數(shù)相差較大，導(dǎo)致半自磨機(jī)處理量波動大，對磨礦粒度和濃度的控制不如傳統(tǒng)破碎磨礦系統(tǒng)好。

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Application Practice of SAG Milling in Guixi Smelter’s Slag Concentrator

WANG Juan，XU Guo-hua
（Guixi Smelter, Jiangxi Copper Corporation, Guixi 335424, Jiangxi, China）

Abstract:This paper introduced the technological process of crushing and grinding in Guixi smelter, and also introduced the equipment specifications, model and control parameters. Focused on the problems appeared during SAG process application in Guixi smelter’s slag concentrator, such as liner, mill structure design, transmission parts and so on, the corresponding solutions were put forward, and more detailed study on the practice application of SAG process application in Guixi smelter’s slag concentrator.

Keywords:Guixi Smelter’s slag concentrator；SAG mill；operation practice；reform measures；control parameters

作者簡介：王娟（1974-），女，江蘇常州人，工程師，主要從事冶煉爐渣選礦工作。E-mail:387807769@qq.com

收稿日期：2015-12-02

中圖分類號：TF1

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1009-3842（2016）01-0032-04