大山選礦廠碎礦工藝改造實踐

王賀飛

(江西銅業(yè)集團德興銅礦)

大山選礦廠是1989年開始投產(chǎn)的銅礦選礦廠，主體設(shè)備配置和選礦工藝參照國外大型銅選礦廠生產(chǎn)實踐經(jīng)驗進行設(shè)計，經(jīng)過多年的改造、完善，目前生產(chǎn)自動化控制達到國際先進水平。

大山選礦廠采用“多碎少磨”碎礦工藝，近年來，碎礦工藝出現(xiàn)篩面和重篩漏斗易堵、振動篩篩分效率低、部分設(shè)備檢修頻繁、破碎產(chǎn)品粒度偏粗等問題，影響生產(chǎn)順利進行，需進行技術(shù)改造。

1 碎礦工藝流程與設(shè)備

選礦廠入選礦石莫氏硬度8～10，球磨磨礦功指數(shù) 14～15 kWh/t，礦石水分3%，松散密度1.69 t/m3，密度2.7 t/m3。碎礦系統(tǒng)為傳統(tǒng)的三段一閉路工藝[1]，流程見圖1。

圖1 初期碎礦系統(tǒng)工藝流程

碎礦系統(tǒng)主要設(shè)備有粗礦堆振動給礦機、16條運輸皮帶、6臺重型雙層振動篩(預(yù)先篩分，重篩)，17臺單層振動篩(檢查篩分，單篩)、4臺中碎西蒙斯圓錐破碎機、8臺細碎西蒙斯圓錐破碎機等設(shè)備構(gòu)成，分原礦段、碎礦段、檢查篩分3個工段。

原礦工段負責(zé)礦石粗碎和輸送，粗碎設(shè)備為3臺規(guī)格φ54 mm×74 mm的旋回破碎機，粗碎礦石經(jīng)過3臺2 m×6.5 m(3臺)的鐵板給礦機運至1.2 m寬的3條鋼芯膠帶，將礦石運送到露天粗礦堆；碎礦工段負責(zé)礦石的中、細碎作業(yè)，該工藝強化了中碎前的預(yù)先篩分，消除黏濕的粉礦對碎礦作業(yè)的不利影響，采用新型圓錐破碎機降低破碎產(chǎn)品粒度，通過自動控制破碎機功率、盡量擠滿給礦來提高破碎效率；檢查篩分是對破碎的礦石進行篩分，以保證碎礦產(chǎn)品粒度P80符合磨礦作業(yè)要求，以提高磨礦作業(yè)效率[2]。

2 存在問題

近年來，碎礦工藝存在的問題主要有：①流程水量多，篩面和重篩漏斗易堵；②振動篩篩分效率低；③西蒙斯圓錐老化嚴重，生產(chǎn)能力不足，檢修頻繁，影響生產(chǎn)；④系統(tǒng)運轉(zhuǎn)率偏高，破碎產(chǎn)品粒度偏粗。

3 改造措施

碎礦工藝技術(shù)改造，一是對現(xiàn)有碎礦設(shè)備進行技術(shù)參數(shù)調(diào)整優(yōu)化；二是改進篩分設(shè)備，提高篩分效率，降低最終碎礦產(chǎn)品粒度。碎礦系統(tǒng)改造過程中，要考慮各破碎設(shè)備的最大及最小給、排礦口參數(shù)，綜合考慮輸送皮帶運輸能力，保證碎礦系統(tǒng)運轉(zhuǎn)正常。

3.1 引流裝置改造

改造前，粗礦堆積水經(jīng)振動斗流出到皮帶上，容易造成皮帶打滑、跑偏，黏濕的粉礦粘附在篩網(wǎng)上，影響篩分效率，預(yù)先篩分重篩易堵斗。因此在粗礦堆下方和振動斗出口處安裝接水槽將積水導(dǎo)出，并將高處建筑的水引流至排污管，使流程水量大大減少，從而提高篩分效率，降低設(shè)備故障率。

3.2 振動篩改造

3.2.1 增加重篩

將原2臺重篩加至3臺，增加重篩篩下產(chǎn)品，減少中碎作業(yè)負荷，適當(dāng)放粗重篩下篩網(wǎng)尺寸至12 mm×25 mm，原篩下產(chǎn)品產(chǎn)率由8%提高到13%左右；原檢查篩分設(shè)備故障率高，擬利用幾年時間，逐步將原單篩替換成先進的二段篩，提高檢查篩分作業(yè)運行的穩(wěn)定性，為均衡、穩(wěn)定、高效組織生產(chǎn)提供保障。改造后的振動篩技術(shù)參數(shù)見表1。

表1 改造后的振動篩技術(shù)參數(shù)

3.2.2 篩網(wǎng)改造

將預(yù)先篩分和檢查篩分的振動篩篩網(wǎng)由橡膠篩網(wǎng)改成橡膠鋼絲篩網(wǎng)，可延長篩網(wǎng)使用壽命，減少大塊礦石掉落現(xiàn)象，并將篩網(wǎng)開孔形式由原直筒式改為喇叭式，減少礦石堵住篩孔的幾率，篩網(wǎng)開孔率由37%提高到42%，從而增大振動篩篩網(wǎng)有效使用面積，篩分效率由原71%提高到75%。

3.2.3 篩框支撐彈簧改造

振動篩原篩框支撐彈簧為橡膠彈簧，振幅2.0 mm ，易剪切變形和壓縮變形，抗油性和抗光性都較差，且易老化。更換為高強度大直徑鋼彈簧后，振幅提高到6.5 mm，使用壽命延長，承載力增強，加快礦石透篩速度，提高篩分效率。

3.2.4 調(diào)整單篩上下單元篩面傾角

調(diào)整前單篩上單元篩面傾角30°，下單元篩面傾角28°，物料在篩面上的運動速度 0.60 m/s。調(diào)整后上單元篩面傾角26°，下單元篩面傾角24°，物料在篩面運動速度0.4 m/s，從而使得上單元布料均衡疏散，下單元快速透篩，延長礦石與篩面的接觸時間。

3.3 更換圓錐破碎機

2000年前，碎礦系統(tǒng)共有4臺中碎西蒙斯圓錐破碎機，編號1#～4#；8臺細碎西蒙斯圓錐破碎機，編號1#～8#。2000—2004年引進4臺高效能H8 000 mm型液壓圓錐破碎機分別代替1#、2#中碎西蒙斯圓錐破碎機和1#、2#細碎西蒙斯圓錐破碎機；2009年引進2臺美卓MP800 mm圓錐破碎機替代1#、2#細碎西蒙斯圓錐破碎機，以解決細碎生產(chǎn)能力不足問題；2012引進2臺美卓MP800 mm圓錐破碎機替換3#、4#中碎西蒙斯圓錐破碎機，2016年引進2臺美卓MP800 mm圓錐破碎機替1#、2#中碎H8000 mm型液壓圓錐破碎機，以解決液壓型圓錐破碎機不能自動調(diào)整排礦口大小問題。碎礦系統(tǒng)各圓錐破碎機參數(shù)見表2。

表2 各圓錐破碎機參數(shù)

2016年中碎采用4臺美卓MP800 mm圓錐破碎機后，雖然破碎機處理量和臺效得到提升，但最終破碎產(chǎn)品粒度P80仍沒有降低。為解決該問題，開發(fā)出XT750新型襯板，將襯板平行帶寬度由原25 mm增加到30 mm，延長礦石滯留平行帶的時間，使礦石在破碎區(qū)受破碎沖擊的次數(shù)增加，提高排礦中細粒含量，降低碎礦最終產(chǎn)品粒度。同時襯板厚度提升25%，材質(zhì)錳含量由原14%提升到16%，很好地解決了襯板后期磨損嚴重、易堵斗、能耗增加、破碎不均勻、破碎效率下降等問題，延長襯板使用壽命。

3.4 給礦斗改造

美卓MP800 mm中碎圓錐破碎機換型安裝后采用給礦斗給礦，給料不均勻，礦石散亂落在圓錐破碎腔內(nèi)，不能擠滿給礦，破碎效率低，排礦粒度粗。通過在給礦斗上增加1個φ80 mm×1 000 mm中心漏斗，同時在動錐上方設(shè)置一個φ900 mm的凹形分礦盤，使給礦通過中心漏斗下礦，垂直下落到分礦盤上，經(jīng)分礦盤旋轉(zhuǎn)離心以后，均勻分散落在圓錐破碎腔內(nèi)，破碎腔給料均勻，運行電流平穩(wěn)，減少環(huán)跳，實現(xiàn)擠滿給礦。

3.5 輔助設(shè)備改造

(1)校核易損壞、功率偏小的各皮帶驅(qū)動減速機，重新改造、換型，提高驅(qū)動減速機功率，降低減速機故障率，盡量避免負荷停機。用CN-200型逆止器替換原液壓缸制動器，有效解決急停時皮帶倒退的問題。

(2)原料位計布置相對集中，線路繁雜，結(jié)點多；由于采用總線結(jié)構(gòu)設(shè)計，單臺故障會導(dǎo)致全線料位計故障，因此故障率極高。既影響生產(chǎn)，又增大了操作人員的勞動強度。通過將料位計總線設(shè)計改為單線設(shè)計，分別將料位信號傳輸至CPU模塊，由CPU模塊控制卸料小車合理卸料。改造后，生產(chǎn)操作人員根據(jù)料位計顯示值組織生產(chǎn)，中細碎料位計故障率明顯降低，碎礦系統(tǒng)處理能力得到進一步提升，維修人員檢修強度也大大降低。

4 生產(chǎn)管理

(1)以生產(chǎn)工序管理為標準，制定碎礦工藝操作標準，并嚴格執(zhí)行。加強生產(chǎn)工藝監(jiān)控，增強生產(chǎn)組織，實施精細化操作，及時處理“急、難、險、重、新”問題，明確責(zé)任、精細生產(chǎn)；優(yōu)化中細碎排礦口尺寸，降低循環(huán)負荷量，提高破碎機臺效，降低最終產(chǎn)品粒度。

(2)增強操作、維修的安全、質(zhì)量、效率管理，實現(xiàn)精細檢修。充分做好備件材料、檢修進度、人員安排、安全預(yù)案等方面工作，早計劃、早落實，早部署，避免“救火式”搶修，提高中晚班運轉(zhuǎn)率，降低設(shè)備運轉(zhuǎn)率，為設(shè)備檢修留足富裕時間。

(3)嚴格遵守設(shè)備檢修停送電制度，并認真落實；安排專人負責(zé)協(xié)調(diào)各維修班組設(shè)備檢修停送電，針對檢修項目，要求各維修班組主動關(guān)閉電源，并檢查退電情況，形成互保，確保安全檢修、安全用電和停送電有序進行[2]。

5 改造效果

(1)提升碎礦生產(chǎn)能力。圓錐破碎機經(jīng)多次改造換型，處理量得到顯著提高，解決了破碎系統(tǒng)處理能力不足的問題，年處理量從2013年的2 423.7萬t提高到2016年的2 449.9萬t。

(2)提升破碎設(shè)備臺效。經(jīng)不斷優(yōu)化，極大地挖掘了破碎系統(tǒng)設(shè)備性能，7#、8#皮帶循環(huán)負荷由改造前的4 600 t/h以上，降低到現(xiàn)在的4 400 t/h以下，提高了篩分效率，系統(tǒng)臺效提高，2017年系統(tǒng)平均臺效達到1 951 t/h。

(3)系統(tǒng)運轉(zhuǎn)率降低。改造實施后碎礦處理能力大幅提高，設(shè)備運轉(zhuǎn)率降低，碎礦流程生產(chǎn)更加順暢。目前碎礦系統(tǒng)設(shè)備運轉(zhuǎn)率穩(wěn)定在80%以下，使得白班有充足的時間檢修設(shè)備，系統(tǒng)生產(chǎn)均衡、穩(wěn)定、高效。

(4)最終破碎產(chǎn)品粒度降低。中碎采用美卓MP800 mm圓錐破碎機后，及時調(diào)整碎礦生產(chǎn)流程，中碎產(chǎn)品粒度控制在-70 mm，5#～8#西蒙斯細碎圓錐破碎機排礦口控制在11～14 mm，控制3#、4#細碎美卓MP800 mm和1#、2#H8000 mm圓錐破碎機在破碎腔料位75%以上高功率運行，中碎襯板優(yōu)化后，破碎比由原3.70增加到4.14，減輕了細碎作業(yè)工作壓力，降低了最終產(chǎn)品粒度，2017年最終破碎產(chǎn)品粒度P80=8.5 mm。

2013—2017年碎礦生產(chǎn)情況見表3。

表3 2013—2017年碎礦生產(chǎn)情況

6 結(jié) 論

大山選礦廠通過對引流裝置、預(yù)先和檢查篩分的振動篩進行技術(shù)改造，對中細碎圓錐破碎機進行換型，同時加強生產(chǎn)管理，碎礦流程生產(chǎn)能力得到一定提高，充分發(fā)揮了碎礦設(shè)備的潛能，設(shè)備運轉(zhuǎn)率降低，方便設(shè)備檢修，最終破碎產(chǎn)品粒度減小到P80=8.5 mm，為磨礦作業(yè)的高效生產(chǎn)創(chuàng)造了有利的條件，且具有節(jié)能降耗、減小工人勞動強度的優(yōu)點。