某銅冶煉渣選廠破碎系統(tǒng)升級改造與應(yīng)用

丁 鵬

（銅陵有色金屬集團(tuán)控股有限公司技術(shù)中心，安徽 銅陵 244000）

銅陵某銅冶煉渣選廠主要處理轉(zhuǎn)爐渣和電爐渣，處理能力為75萬噸/年，銅冶煉渣性脆、硬，易碎難磨，碎、磨流程的選擇應(yīng)遵循多碎少磨的原則。破碎是粉碎工程中能耗較低的作業(yè)，充分發(fā)揮該作業(yè)的效率，可有效降低礦石的入磨粒度、提高球磨機(jī)處理能力以及降低能耗和生產(chǎn)成本，從而提高企業(yè)效益[1，2]。為了減小破碎產(chǎn)品粒度，降低磨礦生產(chǎn)能耗，故對破碎系統(tǒng)進(jìn)行升級改造，通過改造后的運(yùn)營實踐，電爐渣磨礦作業(yè)鋼球單耗下降33.33個百分點(diǎn)，電單耗下降4.81個百分點(diǎn)；轉(zhuǎn)爐渣磨礦作業(yè)鋼球單耗下降38.76個百分點(diǎn)，電單耗下降4.22個百分點(diǎn)，節(jié)能降耗效果顯著。

1 改造前破碎工藝流程

1.1 破碎工藝流程概況

目前渣選廠采用三段一閉路破碎工藝，設(shè)計處理能力400t/h，銅冶煉渣經(jīng)過渣包緩冷后倒出，用鏟車運(yùn)輸至破碎系統(tǒng)，破碎工藝流程如圖1所示。

圖1 破碎工藝流程圖

1.2 破碎工藝流程分析

改造前破碎工藝流程分別考查了粗碎進(jìn)料、粗碎排礦、中碎排礦、篩分進(jìn)料、細(xì)碎進(jìn)料、細(xì)碎排礦、最終產(chǎn)品共7個破碎作業(yè)產(chǎn)品的粒度組成，根據(jù)其組成結(jié)果繪制粒度特性曲線見圖2～圖8。

圖2 粗碎進(jìn)料粒度特性曲線

圖3 粗碎排礦粒度特性曲線

圖4 中碎排礦粒度特性曲線

圖5 篩分進(jìn)料粒度特性曲線

圖6 細(xì)碎進(jìn)料粒度特性曲線

圖7 細(xì)碎排礦粒度特性曲線

圖8 最終產(chǎn)品粒度累計曲線

根據(jù)各破碎產(chǎn)品粒度特性曲線及設(shè)備相關(guān)參數(shù)，計算改造前破碎工藝各項參數(shù)[3，4]，如表1所示。

表1 破碎工藝流程參數(shù)匯總表(改造前)

（1）粗碎作業(yè)：粗碎作業(yè)采用的是顎式破碎機(jī)，粗碎進(jìn)料最大粒度D95為392.7mm，低于設(shè)計值500mm，粗碎排礦粒度特性曲線表明粗碎產(chǎn)品粒度均勻，大塊含量少，粒度范圍在0mm～300mm，為中破作業(yè)創(chuàng)造了有利條件，從考察結(jié)果看，粗碎設(shè)備的運(yùn)行狀況較好，破碎比為1.66，其負(fù)荷率達(dá)到90.70%，對粗碎而言，負(fù)荷率已非常高，其破碎能力進(jìn)一步擴(kuò)大的空間較小。

（2）中碎作業(yè)：中碎排礦粒度范圍在0mm～150mm，最大粒度D95為97.5mm，中碎產(chǎn)品粒度較均勻，中碎破碎比為2.42，其負(fù)荷率達(dá)到91.23%，設(shè)備運(yùn)行狀況良好，負(fù)荷率較高，其破碎能力進(jìn)一步擴(kuò)大的空間同樣較小。

（3）細(xì)碎作業(yè)：細(xì)碎進(jìn)料(即振動篩篩上產(chǎn)品)粒度范圍為0mm～150mm，其中-25mm粒級含量占24.76%，粒度整體偏粗，但小于篩孔尺寸的產(chǎn)品較多，細(xì)碎排礦粒度范圍在0mm～50mm，其中-25mm粒級含量為90%，新生成-25mm粒級含量多，細(xì)碎設(shè)備負(fù)荷率為77.68%，負(fù)荷率正常。

（4）篩分作業(yè)：篩分作業(yè)采用DUSL3.6×7.2HAT直線振動篩，單層篩網(wǎng)，篩孔尺寸為25mm＊35mm，由于爐渣硬度大，為減少磨損，振動篩篩板采用聚氨酯材料，該材料耐磨性能較好并具有一定彈性，篩分作業(yè)產(chǎn)出的碎礦產(chǎn)品最大粒度D95為24.7mm，其中小于12mm的粒級含量為48.69%，最終破碎產(chǎn)品粒度較粗，振動篩篩分效率為68.88%，負(fù)荷率為51.00%，同時循環(huán)負(fù)荷僅為115.75%，篩分效率和循環(huán)負(fù)荷均較低。

1.3 破碎工藝改造方案

（1）生產(chǎn)中振動篩篩分效率低，循環(huán)負(fù)荷低，且篩上產(chǎn)品(細(xì)碎進(jìn)料)中小于篩孔尺寸25mm粒級含量高，篩分效果差，為了減小破碎最終產(chǎn)品粒度，僅將篩孔尺寸調(diào)小是無法實現(xiàn)的，需更換振動篩以提高篩分效率和篩分效果。將振動篩由單層DUSL3.6×7.2HAT振動篩更換為雙層2YKR3675N振動篩，提高振動篩篩分效率及循環(huán)負(fù)荷，同時減小篩孔尺寸提高篩下產(chǎn)品中-12mm相對含量。

（2）提高篩分效率和循環(huán)負(fù)荷之后細(xì)碎作業(yè)進(jìn)料量會大幅增加，現(xiàn)有S400短頭圓錐破碎機(jī)的負(fù)荷無法滿足生產(chǎn)需要，且現(xiàn)有細(xì)碎設(shè)備破碎比相對較低，將細(xì)碎破碎機(jī)由S400圓錐破碎機(jī)更換為HP500圓錐破碎機(jī)。其他粗碎、中碎設(shè)備及皮帶運(yùn)輸機(jī)暫可滿足生產(chǎn)要求。

2 改造后破碎工藝流程

根據(jù)前期破碎工藝流程考查結(jié)果及建議，某銅冶煉渣選廠將細(xì)碎破碎機(jī)由S400圓錐破碎機(jī)改為美卓HP500圓錐破碎機(jī)，振動篩由單層DUSL3.6×7.2HAT振動篩改為雙層2YKR3675N振動篩，同時適當(dāng)提高粗碎和中碎排礦口寬度，改造完成后，經(jīng)過兩個月的調(diào)試及穩(wěn)定生產(chǎn)，最終產(chǎn)品粒度明顯降低，改造后破碎工藝流程分別考查了粗碎排礦、中碎排礦、篩分進(jìn)料、細(xì)碎進(jìn)料、細(xì)碎排礦、最終產(chǎn)品共6個破碎作業(yè)產(chǎn)品的粒度組成，根據(jù)其組成結(jié)果繪制粒度特性曲線見圖9～圖14。

圖9 粗碎排礦粒度特性曲線

圖10 中碎排礦粒度特性曲線

圖11 篩分進(jìn)料粒度特性曲線

圖12 細(xì)碎進(jìn)料粒度特性曲線

圖13 細(xì)碎排礦粒度特性曲線

圖14 最終產(chǎn)品粒度特性曲線

根據(jù)各破碎產(chǎn)品粒度特性曲線及設(shè)備相關(guān)參數(shù)，計算改造后破碎工藝各項參數(shù)[5]，如表2所示。

表2 破碎工藝流程參數(shù)匯總表(改造后)

改造后破碎流程總破碎比為20.04，總破碎比上升，尤其細(xì)碎作業(yè)破碎比上升明顯，最終產(chǎn)品最大粒度D95為19.6mm，其中小于12mm的粒級含量為62.29%，較改造前最大粒度減小5mm左右，最終產(chǎn)品中小于12mm粒級含量提高13.6個百分點(diǎn)，振動篩篩分效率為78.49%，循環(huán)負(fù)荷為146.36%，細(xì)碎進(jìn)料中-12mm粒級含量僅1.54%，篩分效果好，同時循環(huán)負(fù)荷的提高有利于細(xì)碎設(shè)備擠滿給礦，提高細(xì)碎破碎效率，充分利用細(xì)碎設(shè)備的處理能力。

3 破碎工藝流程改造效果

破碎作業(yè)最終產(chǎn)品即磨礦進(jìn)料粒度的減小有利于磨礦系統(tǒng)能耗的減小及處理量的增加。2018年12月更換細(xì)碎及篩分設(shè)備，2018年12月和2019年1月為設(shè)備調(diào)試階段，對2018年8月～2019年5月的生產(chǎn)指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計，其中2018年9月未處理轉(zhuǎn)爐渣，電爐渣及轉(zhuǎn)爐渣磨礦作業(yè)鋼球單耗及電單耗變化趨勢圖如圖15及圖16所示。

改造后電爐渣磨礦作業(yè)鋼球單耗下降33.33個百分點(diǎn)，電單耗下降4.81個百分點(diǎn)；轉(zhuǎn)爐渣磨礦作業(yè)鋼球單耗下降38.76個百分點(diǎn)，電單耗下降4.22個百分點(diǎn)，破碎作業(yè)處理能力提高4個百分點(diǎn)左右，且改造前后選礦指標(biāo)穩(wěn)定，變化不大。

圖15 電爐渣及轉(zhuǎn)爐渣磨礦作業(yè)鋼球單耗變化趨勢圖

圖16 電爐渣及轉(zhuǎn)爐渣磨礦作業(yè)電單耗變化趨勢圖

4 結(jié)語

通過對某銅冶煉渣選廠破碎工藝流程考查，確定對細(xì)碎和篩分作業(yè)進(jìn)行改造，同時對其他破碎設(shè)備參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，改造后破碎工藝各項參數(shù)均優(yōu)于改造前，破碎最終產(chǎn)品最大粒度D95由24.7mm降低至19.6mm，磨礦作業(yè)鋼耗及電耗均有所降低，其中電爐渣磨礦作業(yè)鋼球單耗下降33.33個百分點(diǎn)，電單耗下降4.81個百分點(diǎn)；轉(zhuǎn)爐渣磨礦作業(yè)鋼球單耗下降38.76個百分點(diǎn)，電單耗下降4.22個百分點(diǎn)，節(jié)能降耗效果顯著。后續(xù)可逐步減小振動篩篩孔尺寸，增加循環(huán)負(fù)荷，提高細(xì)碎作業(yè)HP500圓錐破碎機(jī)負(fù)荷率，達(dá)到擠滿給礦，發(fā)揮設(shè)備最佳性能，進(jìn)一步降低破碎最終產(chǎn)品粒度，降低能耗。