錫石綜合次精礦再磨設(shè)備節(jié)能降耗技術(shù)改造實(shí)踐

尤騰勝,鄧朝安,何榮權(quán)

（中國恩菲工程技術(shù)有限公司,北京 100038）

0 前言

立磨機(jī)是一種高效節(jié)能的立式螺旋攪拌細(xì)磨設(shè)備,與Isa磨機(jī)、SMD磨機(jī)是目前世界范圍內(nèi)應(yīng)用較好的三種細(xì)磨、超細(xì)磨工藝設(shè)備[1]。立磨機(jī)的機(jī)械構(gòu)造比較簡單,主要由傳動部分(電機(jī)、轉(zhuǎn)速機(jī))、攪拌機(jī)構(gòu)和筒體等組成,其中筒體帶有檢修門,并配有主軸檢修支架和裝卸球裝置,筒體內(nèi)面和底面襯防腐耐磨橡膠,螺旋機(jī)構(gòu)上安裝耐磨螺旋襯板等。

由于立磨機(jī)內(nèi)的介質(zhì)與礦粒接觸非常緊密,球與球、球與襯板和螺旋軸的碰撞較少,立磨機(jī)內(nèi)的磨礦作用基本上都是有效的,不同于傳統(tǒng)球磨機(jī)內(nèi)的磨礦介質(zhì)有時(shí)會無效拋落,做無用功,浪費(fèi)鋼耗。

立磨機(jī)的優(yōu)勢主要表現(xiàn)為能耗低、介質(zhì)消耗低、設(shè)備基礎(chǔ)簡單、安裝費(fèi)用低、維修容易、占地面積小、噪音低(小于85 dB)。其中能耗低、介質(zhì)消耗低是它區(qū)別于常規(guī)球磨機(jī)的主要優(yōu)勢。在立磨機(jī)可以處理的粒度范圍內(nèi),要求的產(chǎn)品粒度越細(xì),采用立磨機(jī)的優(yōu)勢就越明顯。

云南某大型錫石多金屬礦礦石性質(zhì)復(fù)雜,屬典型的貧、細(xì)、雜難選礦石[2]。針對礦石中有價(jià)礦物嵌布粒度粗細(xì)不均、共生關(guān)系復(fù)雜,尤其是錫石嵌布粒度微細(xì),部分錫石易過粉碎等問題,為高效回收錫石礦物,設(shè)計(jì)采用階段磨礦、階段選別、粗粒(+0.037 mm)錫石重選+細(xì)粒(-0.037 mm)錫石浮選的工藝流程。

在粗粒錫石重選階段,搖床綜合次精礦再磨設(shè)備為常規(guī)球磨機(jī),生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)球磨機(jī)排礦錫石單體解離度較差且遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)要求,存在磨礦能耗高、磨礦效率低、故障率高等問題,根據(jù)立式攪拌磨機(jī)在該選礦廠銅、鋅粗精礦再磨作業(yè)的成功應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)[2],決定對錫石綜合次精礦再磨設(shè)備實(shí)施更新技術(shù)改造。

本文首先對錫石綜合次精礦再磨設(shè)備技改原因進(jìn)行分析,提出設(shè)備更新改造的必要性,并介紹立式攪拌磨機(jī)設(shè)備選型方案及技改后生產(chǎn)效果情況。

1 礦石性質(zhì)

礦石類型為錫石硫化物-矽卡巖型,礦物組合和化學(xué)成分比較復(fù)雜,具多金屬礦化特點(diǎn)。礦石中主要金屬礦物有鐵閃鋅礦、錫石、黃銅礦、磁黃鐵礦、黃鐵礦、磁鐵礦和少量的毒砂等；主要脈石礦物為石英、云母、滑石、透閃石、黑柱石、鈣鐵輝石、綠泥石、陽起石、綠簾石等[3]。

錫石是礦石中主要的含錫礦物,占全錫的95%左右,錫石嵌布特點(diǎn)是粒度微細(xì),55%以上的錫石嵌布粒度小于0.02 mm,部分錫石與磁黃鐵礦、石英、方解石等礦物連生,另有部分細(xì)粒錫石顆粒包裹于磁黃鐵礦、綠泥石、石英顆粒中,磁黃鐵礦中錫石包裹體極微細(xì),尤其是小于0.01 mm的錫石顆粒,在磨礦過程中極難充分解離,是影響錫石回收率的主要因素。

2 技改原因分析

原設(shè)計(jì)中粗粒錫石采用螺旋溜槽粗選,搖床精選的重選工藝流程,所有搖床產(chǎn)出的次精礦匯集后通過1組Φ250-6水力旋流器分級,分級沉砂進(jìn)入1臺Φ2.4 m×3.2 m格子型球磨機(jī)開路磨礦,分級溢流采用1組Φ100-12水力旋流器濃縮脫水,脫水旋流器沉砂與球磨機(jī)排礦一并進(jìn)入綜合次精礦選別流程,再磨工藝流程如圖1所示,再磨設(shè)備規(guī)格及設(shè)計(jì)參數(shù)如表1所示,生產(chǎn)中由于綜合次精礦選別系統(tǒng)生產(chǎn)指標(biāo)較差,因此對再磨流程開展了流程考查工作,綜合次精礦、球磨機(jī)給礦、球磨機(jī)排礦粒級篩析及錫金屬分布情況如表2所示。

圖1 綜合次精礦再磨工藝流程圖

表1 再磨設(shè)備規(guī)格及設(shè)計(jì)參數(shù)

表2 再磨流程考查結(jié)果

從表2流程考查結(jié)果可以看出,球磨機(jī)排礦中-0.074 mm占74.21%,僅比給礦高出10.08%,而且遠(yuǎn)低于85%的設(shè)計(jì)要求,因此錫石單體解離度無法滿足后續(xù)選別工藝要求,嚴(yán)重影響了綜合次精礦重選作業(yè)的選別指標(biāo)。經(jīng)過多年的生產(chǎn)實(shí)踐發(fā)現(xiàn),綜合次精礦再磨流程存在以下問題:

(1)流程考查過程中,通過采用MLA礦物特征自動定量分析系統(tǒng)對綜合次精礦旋流器分級給礦進(jìn)行了單體解離度分析,分析結(jié)果表明,錫石的解離情況較差,其中100%解離的單體顆粒僅占到47.71%,而由于球磨機(jī)的磨礦效率低,即使經(jīng)過磨礦,仍未得到充分的單體解離；

(2)由于綜合次精礦入磨前單體解離情況較差,且為滿足后續(xù)脫硫除鐵及重選的工藝要求,對磨礦產(chǎn)品細(xì)度要求較高；而傳統(tǒng)球磨機(jī)磨礦過程主要依賴介質(zhì)與物料的沖擊作用,研磨作用較弱,因此球磨機(jī)在細(xì)磨與超細(xì)磨方面效果較差；

(3)生產(chǎn)中球磨機(jī)鋼球充填率較低,僅達(dá)到37.5%,且磨機(jī)內(nèi)無小球,磨剝效果差,新生成的-0.074 mm、-0.037 mm產(chǎn)率低,導(dǎo)致磨機(jī)磨礦效率偏低,磨礦能耗和介質(zhì)消耗高；

(4)球磨機(jī)給礦量及給礦濃度不穩(wěn)定,導(dǎo)致鋼球砸襯板現(xiàn)場突出,筒體漏漿嚴(yán)重,磨機(jī)年作業(yè)率較低,影響了綜合次精礦系統(tǒng)的選別指標(biāo)。

鑒于球磨機(jī)在生產(chǎn)中存在磨礦效率低、能耗高、故障率高及噪聲大等問題,實(shí)施設(shè)備更新技改工作非常必要,根據(jù)立式攪拌磨機(jī)在銅、鋅浮選粗精礦再磨系統(tǒng)中的成功應(yīng)用,因此決定將次精礦再磨設(shè)備更換為具有磨礦效率高、運(yùn)行穩(wěn)定,尤其是細(xì)磨能力突出的立式攪拌磨機(jī)[4]。

3 設(shè)備選型及應(yīng)用效果

根據(jù)綜合次精礦磨礦產(chǎn)品粒度要求及再磨流程的工藝特點(diǎn),采取生產(chǎn)中分級旋流器沉砂樣品在陶瓷球介質(zhì)條件下進(jìn)行了磨礦試驗(yàn)及立式攪拌磨機(jī)選型試驗(yàn),當(dāng)磨礦產(chǎn)品粒度-0.074 mm占85%、陶瓷球直徑10 mm、磨礦濃度55%情況下,試驗(yàn)得出磨礦比能耗為5.31 kW·h/t,按照給礦量47.5 t/h計(jì)算,立式攪拌磨機(jī)選型規(guī)格及主要技術(shù)參數(shù)如表3所示。

表3 立式攪拌磨機(jī)主要技術(shù)參數(shù)

立式攪拌磨機(jī)自投入使用以來,設(shè)備運(yùn)行平穩(wěn),降低了人員勞動強(qiáng)度,節(jié)省了檢修時(shí)間,磨礦效率大幅度提高,與原球磨機(jī)相比,立式攪拌磨機(jī)磨礦產(chǎn)品粒度-0.074 mm累計(jì)含量提升了5.79%,-0.037 mm累計(jì)含量提升了3.61%,錫石單體解離度達(dá)到75%以上,基本上達(dá)到預(yù)期效果,提高了錫精礦回收率0.5%以上,年創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益272.25萬元。

由于陶瓷球介質(zhì)的使用,延長了磨機(jī)襯板使用時(shí)間,磨礦介質(zhì)成本降低65%以上,同時(shí)大大降低了磨礦荷載,經(jīng)過計(jì)算每年可節(jié)約電費(fèi)25.98萬元,節(jié)能效果明顯。

通過本次設(shè)備更新技術(shù)改造,立式攪拌磨再磨技術(shù)成功解決了錫石重選綜合次精礦采用常規(guī)球磨機(jī)沖擊粉磨方式引起的能量利用率低、能耗高、占地面積大及噪聲大等難題,強(qiáng)化了綜合次精礦錫石礦物的單體解離,提高了磨礦效果,實(shí)現(xiàn)了錫石礦物的高效分步回收,取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。

4 結(jié)語

(1)某錫石多金屬礦中錫石嵌布粒度微細(xì),且部分錫石以極微細(xì)顆粒形式被磁黃鐵礦及脈石礦物包裹,難以充分解離,是影響錫石回收率的主要原因。

(2)針對錫石重選綜合次精礦采用球磨機(jī)磨礦效率低、錫石單體解離度低、能耗高、噪聲大等問題,選用立式攪拌磨機(jī)作為再磨設(shè)備,經(jīng)過設(shè)備更新改造后,磨機(jī)排礦產(chǎn)品細(xì)度-0.074 mm、-0.037 mm含量明顯提升,目的礦物錫石的單體解離度明顯提高,過粉碎現(xiàn)象明顯減少,達(dá)到了后續(xù)選別作業(yè)工藝要求,提高了錫精礦回收率。

(3)通過本次技改,立式攪拌磨機(jī)充分發(fā)揮了其細(xì)磨能力強(qiáng)、高效節(jié)能噪聲小、操作維護(hù)簡單等突出優(yōu)勢,取得了磨礦介質(zhì)成本下降、電耗下降,創(chuàng)造了較為可觀的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。