磷礦磨礦工藝改進(jìn)

田維強

(貴州開磷集團礦肥有限責(zé)任公司)

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磷礦磨礦工藝改進(jìn)

田維強

(貴州開磷集團礦肥有限責(zé)任公司)

濕法磨礦工藝生產(chǎn)中，采用單段開路磨礦容易出現(xiàn)欠磨，即經(jīng)過濕磨機磨礦后礦漿中夾雜大量粗顆粒礦石。為提高磨礦效果，增設(shè)水力旋流器與磨機形成閉路磨礦。閉路磨礦后+400μm粒級含量由開路的7.37%下降至0.5%，礦漿品質(zhì)明顯好于開路工藝。濕磨機進(jìn)口處密封改造后，消除了原來運行時不斷漏料的現(xiàn)象，因漏料造成的現(xiàn)場環(huán)境污染也基本消除，降低了檢修工和崗位人員的勞動強度。

磷礦磨礦密封改進(jìn)

貴州某磷化工廠配套了200萬t/a磷礦的濕法磨礦系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用單段開路磨礦工藝，使用溢流型球磨機，干基投料量148t/h。設(shè)計磨機排料細(xì)度為-0.7mm粒級含量≥100%、-0.5mm粒級含量≥95%、-0.16mm粒級含量≥80%、-0.08mm粒級含量≥50%，礦漿濃度小于65%。該裝置投料試運行后發(fā)現(xiàn)實際溢流礦漿中夾雜大量粗顆粒礦石，+0.4mm粒級約占5.5%～7.5%，+0.3mm粒級占10.5%～12.5%，大量粗顆粒礦石的存在嚴(yán)重影響下道工序的正常運行[1]，粗顆粒含量高對后續(xù)輸送設(shè)備磨損增加，材料備件消耗增大。且濕磨機運行時進(jìn)口密封漏料嚴(yán)重，進(jìn)口彎頭易堵料，導(dǎo)致生產(chǎn)成本提高和磷礦資源的浪費，對企業(yè)經(jīng)濟效益影響較大。為此，對濕法磨礦工藝進(jìn)行改造。

1　工藝流程

給入濕磨機的磷礦石粒度為-15mm，水分含量小于10%，化學(xué)成分分析結(jié)果見表1。

表1　原礦化學(xué)成分分析結(jié)果 %

濕磨磨機給礦量通過電子皮帶秤測定控制，水添加量通過轉(zhuǎn)子流量計與調(diào)節(jié)閥門組成的計量系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)，濕磨作業(yè)采用2臺型號均為φ4.572m×6.1m的濕式溢流型球磨機，其主要技術(shù)參數(shù)見表2。

表2　濕式溢流型球磨機數(shù)據(jù)

2　存在問題

濕磨機排料料漿濃度能夠達(dá)到50%以上，但粒度組成不佳，適合下道工序作業(yè)的10～150μm粒級含量低，過磨問題嚴(yán)重，排料粒度分析如表3。

表3　磨機排料粒度分布

濕磨機進(jìn)料部位漏料嚴(yán)重，如圖1所示，礦料通過進(jìn)口彎管直接進(jìn)入濕磨機的筒體，而進(jìn)口彎管與筒體連接處密封結(jié)構(gòu)過于簡單，且設(shè)備運行時濕磨機筒體內(nèi)液位較高，進(jìn)口密封處漏礦漿嚴(yán)重，造成現(xiàn)場環(huán)境污染，也使磷礦流失偏高。

有時通過進(jìn)口彎管的礦料濕度較高，流動性差，因此在彎管處經(jīng)常發(fā)生堵料現(xiàn)象，使礦料無法進(jìn)入筒體。

圖1　濕磨機改進(jìn)前進(jìn)料部位結(jié)構(gòu)

3　改進(jìn)措施

針對開路濕法磨礦工藝存在的問題，對開路磨礦產(chǎn)品進(jìn)行沉降試驗后，結(jié)合類似設(shè)備改造情況，采用旋流器與磨機構(gòu)成閉路磨礦分級工藝對原工藝進(jìn)行改造，改造后的工藝流程如圖2所示。球磨機耗水主要在磨機給礦端部，而磨機排礦端部用水一般為磨機給礦端部的1/4，根據(jù)旋流器溢流的濃度及細(xì)度要求，可得磨機給礦端部及磨機排礦端部耗水量分別約為118t/h、30t/h。

圖2　改進(jìn)后磨礦分級流程

目前主流的磨礦分級系統(tǒng)中，旋流器溢流及底流的質(zhì)量比一般為2∶3，據(jù)此，可求出旋流器底流流量(返砂)約為444t/h，磨機排料料漿約為740t/h。因此考慮選用FX610-GT-SI×4型旋流器，其給料體積流量為500～550m3/h，溢流細(xì)度-150μm可達(dá)80%以上，可以滿足后續(xù)工藝作業(yè)要求。材質(zhì)采用Q235A+高鋁陶瓷(Al2O3≥97%)。

粒度分布情況是開路磨礦改為閉路磨礦設(shè)計效果考核的重要指標(biāo)之一。表4為閉路磨礦時旋流器溢流產(chǎn)品的粒度分布結(jié)果。

由表4可得，閉路磨礦工藝改善了粒度分布，閉路磨礦后+400μm合格粒級含量由開路的7.37%下降至0.5%、10～150μm合格粒級含量由 56.51%提高至83.88%，說明閉路磨礦在對大顆粒進(jìn)行分級后沒有造成過磨，礦漿品質(zhì)明顯好于開路工藝。

表4　旋流器溢流粒度分布

針對濕磨機給料口漏料的情況，考慮到給料口部分的結(jié)構(gòu)，認(rèn)為采用迷宮密封形式較為合適。迷宮密封的轉(zhuǎn)軸主要是通過在轉(zhuǎn)動軸四周設(shè)若干個依次排列的環(huán)行內(nèi)、外密封齒，齒與齒之間形成一系列截留間隙與膨脹空腔，密封介質(zhì)在通過曲折迷宮的間隙時產(chǎn)生截流效應(yīng)而達(dá)到阻漏的目的。由于迷宮密封的轉(zhuǎn)子與機殼之間存在間隙，作為非接觸密封的一種主要形式，其優(yōu)點是無摩擦，不需潤滑，適用于高溫、高壓、高速和大尺寸的密封場合，功率消耗低，工作可靠穩(wěn)定，維修簡便，使用壽命長。

相對軸流式迷宮密封，徑流式迷宮結(jié)構(gòu)能在有限的密封空間內(nèi)可布置較多的迷宮空腔，流道長度大且曲折度增加，對旋轉(zhuǎn)軸徑向跳動要求低，且制造和拆裝方便[2]。因此采用徑流式結(jié)構(gòu)進(jìn)行濕磨機的進(jìn)口密封。

磨機給礦端部改進(jìn)后示意如圖3所示。在靜止的彎頭上焊1～2道擋板，作為密封的內(nèi)齒，是密封的關(guān)鍵部件。將擋板滿焊在進(jìn)口的短節(jié)上，保證其與進(jìn)口中心線垂直，2個外側(cè)面及外圓進(jìn)行精加工，外徑與外齒的內(nèi)徑要有一定的徑向重合度，以保證使用效果。在擋板的2側(cè)各加裝一道橡膠密封墊片及法蘭，法蘭作為內(nèi)齒，用螺栓與磨機筒體連接固定一起旋轉(zhuǎn)，形成動靜旋轉(zhuǎn)的迷宮密封結(jié)構(gòu)。作為外齒的法蘭與濕磨機筒體裝配，調(diào)整好后與筒體的間隙約1.5mm[3]。

針對給料口彎頭堵料的問題，在給料口彎頭的水平軸心線方向開孔，焊接1根DN150短節(jié)，并在DN150的盲板處開孔接1根DN25的壓縮空氣管。當(dāng)彎管堵料不嚴(yán)重時，可打開壓縮空氣閥門進(jìn)行疏通，如遇堵料嚴(yán)重，則將DN150的短節(jié)法蘭拆開進(jìn)行人工疏通。

圖3　濕磨機改進(jìn)后進(jìn)料部位結(jié)構(gòu)

4　結(jié)　語

(1)濕法磨礦工藝生產(chǎn)中，采用單段開路磨礦容易出現(xiàn)欠磨現(xiàn)象，即經(jīng)過濕磨機磨礦后礦漿中夾雜大量粗顆粒礦石。采用水力旋流器與磨機構(gòu)成閉路磨礦后改善了溢流粒度分布，閉路磨礦后+400μm粒級含量由開路的7.37%下降至0.5%、10～

150μm合格粒級含量由56.51%提高至83.88%，說明閉路磨礦在對大顆粒進(jìn)行分級后沒有造成過磨，礦漿品質(zhì)明顯好于開路工藝。

(2)濕磨機進(jìn)口處密封改造后，消除了原來運行時不斷漏料的現(xiàn)象，因漏料造成的現(xiàn)場環(huán)境污染也基本消除。降低了檢修工和崗位人員的勞動強度。

[1]資學(xué)民.濕法磷酸裝置配套濕法磨礦工藝技術(shù)的改進(jìn)[J].磷肥與復(fù)肥，2004(3)：34-36.

[2]陳德才，崔德容.機械密封設(shè)計制造與使用[M].北京：機械工業(yè)出版社，1993:1-14.

[3]成大先，王德夫，姜勇.機械設(shè)計手冊：第2卷[M].3版.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1993.

2016-05-05)

田維強(1972—)，男，工程師，550302 貴州省開陽縣。