優(yōu)化半自磨機(jī)工藝參數(shù)提高磨機(jī)處理能力

岳顯林

（四川會(huì)東大梁礦業(yè)有限公司， 四川會(huì)東 615205）

四川會(huì)東大梁礦業(yè)66萬噸/年選礦廠改擴(kuò)建項(xiàng)目位于四川省涼山彝族自治州會(huì)東縣大橋區(qū)鉛鋅鎮(zhèn)境內(nèi)，會(huì)東鉛鋅礦屬于碳酸鹽型熱液充填交代的以鋅為主的簡單硫化物鉛鋅銀礦床。由于選礦廠改擴(kuò)建項(xiàng)目采用濕式半自磨-球磨-水力旋流器分級工藝代替原來的破碎篩分、球磨螺旋分級工藝，且礦石性質(zhì)多變對磨礦分級產(chǎn)品產(chǎn)生一定的影響，生產(chǎn)上一度存在不穩(wěn)定狀況。為保證磨礦分級產(chǎn)品合格的濃度、細(xì)度，穩(wěn)定選礦工藝指標(biāo)，提高選礦廠原礦的處理能力。故把“優(yōu)化磨礦工藝參數(shù)，提高磨機(jī)處理能力”作為研究的主要任務(wù)。

1 影響半自磨機(jī)磨礦效果的主要參數(shù)

1.1 入磨原料對磨礦過程的影響

入磨原料影響半自磨機(jī)磨礦效果的因素主要是進(jìn)入磨機(jī)礦料的礦石力學(xué)性質(zhì)及磨礦產(chǎn)品的粒度要求［1-3］。

礦石的力學(xué)性質(zhì)包括礦石的硬度、脆性、解理及結(jié)構(gòu)缺陷。入磨礦料的礦石力學(xué)特性是客觀存在的，通常不能改變。硬度大的礦石中礦物結(jié)晶的鍵合力強(qiáng)，磨機(jī)磨碎礦石需要較長的時(shí)間，不僅使磨機(jī)處理的礦量降低，且增大磨機(jī)電耗；反之，硬度小的礦石中礦物結(jié)晶的鍵合力弱，礦石容易磨細(xì)，磨機(jī)處理量增加，電耗降低。礦石脆性是指受力易于粉碎的性質(zhì)，與硬度不能混淆，脆性大的礦石易于磨碎，在磨機(jī)中易產(chǎn)生過粉碎現(xiàn)象，使后續(xù)選別過程中不易回收，造成選別指標(biāo)降低，在磨礦過程應(yīng)降低或避免過粉碎現(xiàn)象發(fā)生。礦石解理越完全，分裂成解離塊所需的力越小，礦石也容易磨碎。礦石中有結(jié)構(gòu)缺陷的，無論礦石中的裂痕或條紋是大還是小都可以使礦石的強(qiáng)度降低，礦石強(qiáng)度越小，越容易磨碎。礦石力學(xué)性質(zhì)對磨過程的影響，可以用礦石的可磨性系數(shù)(即礦石由某一粒度磨碎到規(guī)定粒度的難易程度) 來表示，相對可磨性系數(shù)越大越好磨細(xì)。不同礦石的可磨性不同，它主要與礦石本身的礦物組成、機(jī)械強(qiáng)度、嵌布特性等有關(guān)?？赡バ源蟮牡V石中有用礦物結(jié)構(gòu)松散、嵌布粒度粗、硬度小，磨碎它只需消耗較少的能量磨礦機(jī)的生產(chǎn)率高；反之，可磨性小的礦石中有用礦物結(jié)構(gòu)致密、嵌布粒度細(xì)、硬度大，磨礦的單位能耗高，磨礦機(jī)的生產(chǎn)率較低?？傊?，礦石的力學(xué)性質(zhì)是各種各樣的，要針對礦石的力學(xué)特性來選擇與之相適應(yīng)的磨礦條件才會(huì)有好的磨礦效果。

在進(jìn)入磨機(jī)物料的其它條件相同時(shí)，磨礦產(chǎn)品要求粒度細(xì)時(shí)，磨機(jī)磨碎物料需要較長時(shí)間，由于磨礦時(shí)間的增長，被磨物料隨著易磨部分的減少顆粒變細(xì)，剩下的都是難磨部分，就會(huì)降低磨礦機(jī)的處理能力，增加單位時(shí)間內(nèi)的磨礦能耗。磨礦產(chǎn)品最終粒度取決于礦物的嵌布特性和選礦工藝的要求，是通過選礦試驗(yàn)確定的。因此，對磨礦作業(yè)來說，在保證磨礦產(chǎn)品細(xì)度的前提下，盡可能多地生產(chǎn)出既充分單體解離而過粉碎微粒又少的磨礦產(chǎn)品，避免過粉碎造成選別指標(biāo)降低。

總之，礦石越硬，給礦粒度越粗，磨礦產(chǎn)品越細(xì)，磨礦機(jī)的處理能力越低；反之亦然。操作工要得到較好的磨礦指標(biāo)必須根據(jù)礦石性質(zhì)，給礦量及粒度大小和產(chǎn)品細(xì)度來操作。

1.2 磨機(jī)襯板對磨礦過程的影響

磨機(jī)襯板是安裝在磨機(jī)筒體內(nèi)的，目的是使筒體不受磨礦介質(zhì)和物料直接沖擊和磨擦，延長磨機(jī)筒體的使用壽命；并控制磨礦介質(zhì)在筒體內(nèi)的運(yùn)動(dòng)，使之產(chǎn)生符合磨碎要求的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。常用的襯板按形狀分為平滑型和不平滑型兩類。平滑襯板與磨礦介質(zhì)之間的相對滑動(dòng)較大，磨剝及研磨作用較強(qiáng)，故適用于細(xì)磨。而對于粗磨，要求磨礦介質(zhì)對礦石有較大的沖擊力，這就要把磨礦介質(zhì)提升得更高，故采用不平滑型襯板較為適宜。因此，通過改變襯板整體結(jié)構(gòu)形狀來改變磨礦介質(zhì)在筒體中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，可以增強(qiáng)磨礦介質(zhì)和物料之間的沖擊與磨剝作用，從而提高磨礦效率。但磨機(jī)襯板不僅受到磨礦介質(zhì)和物料之間的沖擊與磨剝作用，還受礦漿的腐蝕作用，而不斷損壞，所以襯板是磨機(jī)的易損部件，襯板質(zhì)量的好壞既影響生產(chǎn)率的高低，也影響磨礦過程的生產(chǎn)成本。

1.3 磨礦介質(zhì)的尺寸、配比及質(zhì)量對磨礦過程的影響

磨礦介質(zhì)尺寸大小關(guān)系到它們在磨礦機(jī)中對物料產(chǎn)生沖擊、擠壓和研磨作用的強(qiáng)弱，直接影響著磨礦效果。只有合適的磨礦介質(zhì)尺寸才能得到單體解離度高且適于選別的粒度，所以在確定介質(zhì)尺寸時(shí)，主要考慮的是被磨礦石的性質(zhì)、粒度組成和所要求的產(chǎn)品細(xì)度。在生產(chǎn)實(shí)際中，礦石越硬、給礦粒度越粗，則應(yīng)裝入尺寸較大的磨礦介質(zhì)，以產(chǎn)生較大的沖擊磨碎作用；反之，則用較小尺寸的介質(zhì)，增強(qiáng)研磨作用。通過磨礦結(jié)果，可以判斷磨機(jī)內(nèi)的鋼球尺寸是否適宜。如果返砂中發(fā)生了接近于溢流粒度的細(xì)粒級的積聚，就說明小球不夠，反之，如果發(fā)生了某一粗粒級的積聚，就說明大球不足［4-5］。

球徑的合理配比，含義有兩個(gè)方面，一要確定裝哪幾種直徑的球，二是要確定各種直徑的球占多大比例，其實(shí)際質(zhì)量是多少。從理論上講，為了取得良好的磨礦效果，應(yīng)當(dāng)保證磨機(jī)內(nèi)各種球的質(zhì)量比例與被磨物料的粒度組成相適應(yīng)。我國生產(chǎn)現(xiàn)場的磨礦設(shè)備都裝有多種不同尺寸的球來處理具有大小不同粒度的混合物。但要注意半自磨機(jī)和球磨機(jī)不同，不能將半自磨當(dāng)球磨機(jī)使用，半自磨磨礦介質(zhì)尺寸為同一種，規(guī)格120mm或130mm［6-7］。

磨礦介質(zhì)質(zhì)量的好壞既影響生產(chǎn)率的高低，也影響磨礦成本。對于磨礦介質(zhì)來說有很多因素影響其使用壽命，如：磨礦介質(zhì)尺寸大小和其質(zhì)量好壞，磨礦機(jī)規(guī)格型號和轉(zhuǎn)動(dòng)速度，襯板材質(zhì)和形狀，礦石性質(zhì)和磨礦細(xì)度，磨礦方式和操作條件等。介質(zhì)磨損速度差別很大，磨碎單位物料的介質(zhì)耗量也不同。物料中硅質(zhì)含量高，可磨性差，而磨碎粒度又細(xì)時(shí)，介質(zhì)磨損就高。濕磨介質(zhì)消耗量比干磨要高，這是因?yàn)闈衲ミ^程中介質(zhì)除了受到?jīng)_擊和磨剝作用之外，還要受到溶蝕作用。但只追求低的介質(zhì)單耗也是不對的，選擇磨礦介質(zhì)時(shí)，首先是保證設(shè)備正常運(yùn)行，穩(wěn)定或提高磨機(jī)生產(chǎn)率，其次才是磨礦的介質(zhì)單耗低，我廠使用的鋼球在使用過程中耐磨系數(shù)低，對磨礦過程有一定的影響，在考慮成本、運(yùn)輸?shù)葘?shí)際因素的同時(shí)也應(yīng)該考慮磨礦介質(zhì)質(zhì)量對生產(chǎn)過程產(chǎn)生的影響。

1.4 磨礦濃度對磨礦過程的影響

影響半自磨機(jī)磨礦效果另一重要因素就是磨礦濃度，磨礦濃度通常以礦漿中固體物料重量的百分?jǐn)?shù)表示，也可以用液固比（礦漿中液體重量與固體重量之比）來表示。磨礦機(jī)中礦漿濃度高低直接影響磨機(jī)的生產(chǎn)能力、磨機(jī)能耗及磨礦產(chǎn)品質(zhì)量，還影響分級設(shè)備的分級溢流粒度，從而間接影響選別效果。磨礦濃度降低，可以降低礦漿粘度，礦漿流動(dòng)性變大，使物料在半自磨機(jī)中快進(jìn)快出，提高處理能力，降低能耗，但磨礦濃度較低時(shí)，又會(huì)同時(shí)增加介質(zhì)和襯板的損耗，由于半自磨機(jī)直徑大，介質(zhì)在磨機(jī)中提升高度較高，下落時(shí)沖擊力較強(qiáng)，礦漿中固體顆粒含量少，附著在介質(zhì)表面的礦粒減少，使介質(zhì)與襯板的打擊次數(shù)增多，增加介質(zhì)與襯板的磨損。反之，磨礦濃度適當(dāng)增高，磨礦效率可能提高，但粗粒易從磨機(jī)中排出，使磨礦產(chǎn)品粒度變粗。當(dāng)磨礦濃度過高時(shí)，因礦漿流動(dòng)性變小和介質(zhì)的沖擊、研磨作用降低，會(huì)降低磨機(jī)處理能力及磨礦效率，甚至因磨機(jī)排出量減少而產(chǎn)生“漲肚”現(xiàn)象。因此，礦漿濃度過大過小都不好，適宜的磨礦濃度要根據(jù)礦石性質(zhì)、給礦和產(chǎn)品粒度以及介質(zhì)特性等來確定。

1.5 給礦速度對磨礦效果的影響

給礦速度是指單位時(shí)間內(nèi)給入磨礦機(jī)的礦石量。給礦速度太低，半自磨機(jī)內(nèi)礦量不夠，會(huì)發(fā)生“空砸”現(xiàn)象，不但增加磨礦介質(zhì)及襯板損耗，還使磨機(jī)生產(chǎn)率降低，單位能耗增加；給礦速度快，半自磨機(jī)內(nèi)礦量增多，在一定程度上可以提高磨機(jī)處理能力，降低單位能耗，但是磨礦機(jī)內(nèi)磨礦濃度會(huì)隨著礦量增大而升高，當(dāng)磨礦濃度過高時(shí)會(huì)發(fā)生“漲肚”現(xiàn)象，使磨礦過程遭到破壞。在實(shí)際生產(chǎn)中，給礦速度應(yīng)適中、連續(xù)均勻穩(wěn)定，才能使磨礦機(jī)連續(xù)穩(wěn)定的工作，使磨礦效果提高。

2 磨礦工藝參數(shù)存在的問題

通過日常檢修觀察發(fā)現(xiàn)，磨礦過程可調(diào)工藝參數(shù)存在問題如下：

2.1 磨機(jī)襯板磨損較快

我廠使用的是φ5500×2500mm濕式半自磨機(jī)，由于筒體襯板（提升襯板和平襯板）厚度小，安裝形式是一塊提升襯板帶兩塊平襯板，用螺栓緊固于筒體上，用半自磨工藝代替中、細(xì)碎工藝生產(chǎn)半年后，由于半自磨機(jī)中的提升襯板及平襯板被急劇磨損。磨薄的平襯板被鋼球頻繁撞擊應(yīng)力集中及細(xì)顆粒滲入外擠引起變形(有的斷裂)，無法繼續(xù)保護(hù)磨機(jī)筒體及正常生產(chǎn)。襯板的使用壽命影響了半自磨生產(chǎn)工藝的連續(xù)性，降低了設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率［8］。

2.2 給礦速度不穩(wěn)定

我廠半自磨給礦方式是，原礦經(jīng)礦山粗碎后，由礦車運(yùn)至原礦倉后，通過自同步慣性振動(dòng)給礦機(jī)給入皮帶后進(jìn)入半自磨，由于原礦倉漏斗小，粒度不均勻等原因，使給礦漏斗堵塞、給礦量時(shí)大時(shí)小，造成半自磨機(jī)發(fā)生“空砸”或“漲肚”現(xiàn)象，使磨礦過程遭到破壞，磨礦產(chǎn)品過粉碎嚴(yán)重，降低了磨礦機(jī)的處理能力和臺(tái)效。

2.3 磨礦濃度偏大

在生產(chǎn)現(xiàn)場中，通過對磨礦工藝流程各個(gè)作業(yè)點(diǎn)濃度、細(xì)度測定及磨礦產(chǎn)品粒度特性分析，半自磨的磨礦濃度為75%，排礦產(chǎn)品細(xì)度（-200目含量）為40%；磨礦分級產(chǎn)品的粒度中合格粒級較少、細(xì)粒多，其中-400目的粒級含量在53%以上，存在較為嚴(yán)重的過粉碎現(xiàn)象。這不但使部分有用礦物很難在浮選過程中得到有效的回收，還制約了半自磨機(jī)的原礦處理能力。

3 半自磨機(jī)工藝參數(shù)的優(yōu)化

通過對存在的問題進(jìn)行深入的研究，根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場實(shí)際情況，結(jié)合理論，對影響半自磨機(jī)磨礦效果的工藝參數(shù)進(jìn)行了以下調(diào)整：

（1）把自同步慣性振動(dòng)給礦機(jī)改成重型板式給礦機(jī)，使給礦速度、給礦頻率連續(xù)均勻，礦量穩(wěn)定。

（2）增加磨機(jī)提升襯板的提升條尺寸，寬度由原來的70mm增加到90mm，高度由原來的100mm增加到110mm。

（3）調(diào)整磨礦濃度，把磨礦濃度由75%降低到70%，增強(qiáng)磨機(jī)內(nèi)礦漿流動(dòng)性，使礦石快磨快排，提高磨機(jī)臺(tái)效，增加處理量。

（4）通過檢修時(shí)對磨機(jī)內(nèi)鋼球清理和日常對排礦產(chǎn)品及頑石返砂的觀察，把磨機(jī)鋼球單耗由1.0kg/t調(diào)整為0.7kg/t。

4 半自磨機(jī)參數(shù)優(yōu)化前后處理能力及磨礦效果對比

通過對半自磨機(jī)各工藝參數(shù)的優(yōu)化，使半自磨機(jī)的日處理量由1900t/d提高到2100t/d；鋼球單耗由1.0kg/t降低到0.7kg/t；襯板使用壽命由6個(gè)月增加到8個(gè)月；半自磨排礦產(chǎn)品細(xì)度（-200目含量）由40.75%降低到38.05%。半自磨機(jī)參數(shù)優(yōu)化前后處理能力及磨礦效果見表1。

表1 磨礦效果對比表

另外，由于改變了給礦方式及磨機(jī)提升襯板的厚度尺寸，不但使給入半自磨機(jī)的礦量均勻，磨礦濃度便于調(diào)節(jié)，還使磨機(jī)整套襯板的磨損均衡及使用壽命得到較大的提高，保證了磨機(jī)生產(chǎn)的穩(wěn)定性、連續(xù)性，提高了半自磨機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)率，降低了磨礦成本，提高了經(jīng)濟(jì)效益。

5 結(jié)論

（1）影響半自磨機(jī)磨礦效果的主要因素有入磨礦料的礦石力學(xué)性質(zhì)、磨礦產(chǎn)品的粒度要求；磨機(jī)襯板；磨礦介質(zhì)的尺寸、配比及質(zhì)量；給礦速度及磨礦濃度等。

（2）通過對半自磨機(jī)各工藝參數(shù)的優(yōu)化，使半自磨機(jī)的日處理量由1900t/d提高到2100t/d；鋼球單耗由1.0kg/t降低到0.7kg/t；襯板使用壽命由6個(gè)月增加到8個(gè)月；半自磨排礦產(chǎn)品細(xì)度（-200目含量）由40.75%降低到38.05%。