大山半自磨機格子板優(yōu)化實踐

劉 俊

（江西銅業(yè)德興銅礦，江西 德興 334224）

德興銅礦大山選礦廠半自磨系統(tǒng)選用了1臺φ10.37m×5.19m半自磨機和1臺φ7.32m×10.68m球磨機用于兩段磨礦，于2010年11月投入使用[1]。由銅廠和富家塢兩個采區(qū)供礦，隨著采區(qū)深部開采，給礦塊度及硬度逐步增加，原設(shè)計半自磨機排料端排料能力不足，排料粒度組成不合理，造成半自磨機運行功率高、磨礦效率低[2]。同時，半自磨排出的頑石量僅155t/h，頑石破碎機的運轉(zhuǎn)率低。

磨機排料有兩個過程：一是將礦漿與頑石運送到格子板；二是礦漿通過格子板進(jìn)入礦漿提升器，礦漿提升器將物料提升并且排出磨機之外。格子板是物料排出半自磨機的第一道關(guān)卡，其作用包括①把大塊物料及磨礦介質(zhì)保留在半自磨機內(nèi)。②限制物料排出功能，強化物料的摩擦粉碎機理，進(jìn)而加強細(xì)磨作用。但是如果格子板對礦漿的阻力太大，會在半自磨機內(nèi)形成一個礦漿池，使精細(xì)礦漿聚集在物料中形成礦漿池。礦漿池會產(chǎn)生相反的轉(zhuǎn)矩，減少磨機的支取功率，從而降低磨機的產(chǎn)量。格子孔的開孔面積、大小、排布、格子板上的提升條高度及形狀直接影響著物料通過格子板的能力、半自磨機產(chǎn)品的粒度組成、頑石通過格子板的速度。

如果下一作業(yè)的礦漿提升器有足夠的能力，通過優(yōu)化格子板可實現(xiàn)一個預(yù)期的礦漿排出速度及半自磨機產(chǎn)品的粒度組成。

1 格子板結(jié)構(gòu)優(yōu)化實踐

1.1 弧形格子板設(shè)計

弧形格子板即帶弧形提升條的格子板，在國外選礦廠有現(xiàn)場應(yīng)用實踐如西澳φ12.2x11m自磨機，其能夠提高格子板的通過能力，充分利用頑石破碎，實現(xiàn)多碎少磨，減小系統(tǒng)電耗的作用。

因在大山選礦廠弧形格子板第1次應(yīng)用，故開孔參數(shù)參考現(xiàn)場直形格子板數(shù)據(jù)?，F(xiàn)場直形格子板結(jié)構(gòu)如圖1所示，格子孔尺寸為70mm和26mm。弧形格子板結(jié)構(gòu)如圖2所示，開孔尺寸組合為70mm、50mm、40mm、30mm。因結(jié)構(gòu)影響，直形格子板開孔面積為7.05㎡，弧形格子板的開孔面積降至6.5㎡。

圖1 直形格子板

圖2 弧形格子板

1.2 格子板通過能力離散元分析

目前，國內(nèi)外使用離散元方法，對磨機等設(shè)備中的物料運動情況及磨損做了很多分析。潘慶[3]等利用ROCKY軟件對半自磨襯板磨損規(guī)律進(jìn)行了分析，并且分析與現(xiàn)場使用結(jié)果一致。孟慶霞[4]等采用離散元分析了半自磨礦漿提升器的排礦效果、磨損等，對礦漿提升器結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化。

顯然格子孔的通過能力也能通過離散元進(jìn)行模擬仿真，綜合考慮通過格子孔的顆粒及模擬時間，采用φ65、φ45、φ40的球形顆粒進(jìn)行模擬，直形及弧形格子板的通過能力分別如圖3、4所示，通過能力對比如圖5所示，弧形格子板通過能力是直形格子板的2.23倍。

圖3 直形格子板通過情況

圖4 弧形格子板通過情況

圖5 直形與弧形格子板通過能力對比

2 格子孔優(yōu)化工業(yè)實踐

2.1 應(yīng)用第一套弧形格子板生產(chǎn)數(shù)據(jù)分析

（1）在處理難磨礦石工況條件下。難磨礦給礦粒度分布如圖6所示，可以看出難磨礦中間粒徑的礦石較多。在經(jīng)過半自磨的碎磨后，較一般的工況條件來說，出現(xiàn)的頑石量也會比較大。

圖6 難磨礦給礦圖像

難磨礦經(jīng)過半自磨碎磨后，在處理難磨礦時，半自磨機的強制排礦作用增強，但-70mm+40mm排出量較低，過磨現(xiàn)象有所緩解，頑石量在200t/h-240t/h，較改造前有明顯增加，臺效可達(dá)1100-1150t/h。

（2）在處理一般礦石工況條件下。一般礦石給礦粒度分布如圖7所示，其中細(xì)顆粒分布較多。

圖7 一般礦給礦圖像

在處理一般礦石時，半自磨機的功率大約處在5200kw～6500kw，頑石產(chǎn)生量最大不超過300t/h，半自磨機的磨礦作用有所提高，未開圓錐平均臺效可以達(dá)到1200t/h。

（3）在處理粉礦工況條件下。粉礦的給礦粒度如圖8所示，其中沒有大于200mm的礦石。

圖8 粉礦給礦圖像

半自磨機處理此類礦石時由于-250+70mm粒級礦石占比偏少，僅有13.79%，-70mm+50mm排出較多，占5.02%，半自磨筒體磨礦做功減少，功率穩(wěn)定在5000kw左右，出料端軸壓維持在4.8Mpa，筒體內(nèi)混合充填率大約下降到14%。處理粉礦時實時平均臺效1168t/h，頑石量平均125t/h。使用弧形格子板后，排礦-200目含量在20.99%～31.16%，比使用直形格子板下降了10個百分點左右，+10mm含量在20%～26.73%，頑石量達(dá)到200t/h以上。由于第一套弧形格子板使用過程中，在處理粉礦及一般礦石時，球磨機負(fù)荷相對較大，還需進(jìn)一步對開孔情況進(jìn)行優(yōu)化。

2.2 格子孔優(yōu)化實踐

根據(jù)第一套弧形格子板的使用情況，結(jié)合生產(chǎn)及排礦數(shù)據(jù)分析，將格子孔開孔尺寸優(yōu)化為70mm、50mm、40mm、25mm，格子孔的排布情況如圖9所示。

圖9 格子孔的排布情況

格子孔優(yōu)化后，幾次半自磨排礦取樣-200目含量都在25%～30%左右，+10mm產(chǎn)率15%～20%，屬于比較合理的范圍，有利于半自磨系統(tǒng)的平衡。

3 總結(jié)

一旦礦漿通過磨機載荷，它排出格子型磨機的第一步是通過格子板。因此如果下游對最大流量沒有限制，最大流量取決于格子板板的設(shè)計，包括格子板提升條的形狀、格子孔的尺寸、分布等。本文通過將直形格子板改為弧形格子板，合理布置開孔等措施，對德興大山選廠半自磨機格子板優(yōu)化，同時對下游結(jié)構(gòu)，如提升器、振動篩篩板、頑石破腔型等進(jìn)行了相應(yīng)調(diào)整，取得了以下成效：

（1）格子板的通過能力提高了2.23倍。

（2）優(yōu)化后半自磨機產(chǎn)品-200目含量都在25%～30%左右，+10mm產(chǎn)率15%～20%，屬于比較合理的范圍，有利于半自磨系統(tǒng)的平衡。

（3）優(yōu)化后頑石量達(dá)到200t/h以上，充分利用了頑石破碎，實現(xiàn)了多碎少磨的目的，半自磨系統(tǒng)電耗明顯下降。

（4）優(yōu)化后半自磨系統(tǒng)的臺效明顯提高。

綜上，格子板的優(yōu)化實現(xiàn)了提高半自磨系統(tǒng)臺效、增加頑石量、降低系統(tǒng)電耗等預(yù)期目標(biāo)。