时间:2024-07-28
冯炎飞 张 斌 张 勇
(陕西煎茶岭镍业有限公司)
某半自磨—球磨磨矿分级系统的优化
冯炎飞 张 斌 张 勇
(陕西煎茶岭镍业有限公司)
陕西某镍选矿厂半自磨—球磨磨矿分级系统由于半自磨机给料粒度波动大、能耗高、排矿细度和浓度不稳定等问题,影响生产的正常进行。通过将半自磨机给矿粒度由-150 mm减小到-120 mm、加装音频反馈系统、自返滚筒筛覆盖网格,优化半自磨机、球磨机钢球添加制度,2#旋流器溢流口直径由75 mm调整为70 mm等手段,稳定了半自磨机排矿浓度和细度,排矿中大颗粒明显减少,减缓了矿浆泵的磨损,避免了沉砂嘴的堵塞,钢球和衬板消耗量降低,最终分级溢流产品粒度合格、均匀,降低了选矿能耗,磨矿系统运行稳定、高效,为改善选厂生产指标创造了条件。
半自磨机 球磨机 旋流器 溢流
半自磨流程具有粉尘少、流程短、节省破碎及转运投入的优点,且自动化程度高,对易泥化矿石处理效果好,在国内外矿山上已得到广泛应用。陕西某镍选矿厂采用半自磨—球磨两段磨矿,并与两组旋流器分级构成闭路,节省了厂房面积和工艺流程,保证矿山正常生产。但半自磨机给料粒度波动大、磨矿产品细度和排矿浓度不稳定、运行电流大、能耗高, 且半自磨机经常涨肚,相比设计,衬板、渣浆泵磨损过快,旋流器分级效果差。这些问题极大地影响选厂的生产指标,因此有必要对半自磨—球磨磨矿分级系统进行优化。
选厂半自磨—球磨磨矿分级系统半自磨机为φ5.5 m×2.4 m湿式半自磨机,球磨机为MQY型φ3.2 m×4.5 m湿式溢流型球磨机,工艺流程见图1。
图1 半自磨—球磨磨矿分级工艺流程
破碎后的矿石通过1#皮带运输机输送至粉矿仓,经粉矿仓底部下设的4台电磁振动给料机给到2#皮带,通过计量皮带输送机输送至半自磨机。半自磨排矿进入1#泵池,经渣浆泵输送至1#旋流器组进行分级,沉砂给入球磨机磨矿,溢流给入2#泵池,和球磨机排矿经2#旋流器组分级后,沉砂返回球磨机再磨,溢流给入浮选。
设计磨矿系统处理量86 t/h,半自磨磨矿浓度80%,球磨机磨矿浓度72%~75%,1#旋流器给料浓度35%~40%,溢流浓度15%;2#旋流器溢流浓度30%,细度-0.074 mm 85%以上。
2.1 调整半自磨机给料粒度
相对于自磨机,半自磨机添加一部分钢球作为磨矿介质,给料粒度越细越好,尤其是对于硬度较大的矿石,给料粒度对半自磨机的处理量和能耗有很大影响。合适的给矿粒度,能降低能耗、稳定磨矿产品细度[1]。
在保证破碎处理能力和衬板消耗的前提下,尽可能减小颚式破碎机排矿口尺寸,将半自磨给料粒度由-150 mm调整-120 mm,有效降低了磨矿负荷,运行电流由60 A左右稳定在46 A附近,稳定了排矿浓度和细度。另外,由于破碎能耗远低于磨矿,减小破碎机排矿口尺寸也有利于节约选厂总能耗。
2.2 安装除榍筛
在磨矿分级系统末端安装除榍筛以除杂质,大幅度减轻了操作工的劳动强度,避免镍金属夹杂在打捞杂物中而流失,同时降低了杂质对浮选作业影响,浮选柱回收率有一定程度的提高。
2.3 加装音频反馈系统
半自磨机经常“涨肚”,若发现不及时会导致停机。通过在半自磨机上加装音频反馈系统,可对磨机内矿料和钢球运行状况进行实时“监控”。操作人员通过反馈信号能够及时掌握磨机运行状况,根据实际情况调整操作参数,如通过切换粉矿仓下矿漏斗控制入磨矿石粒度、灵活调整前端给水量等。
加装音频反馈系统后,半自磨机“涨肚”频次由3~5次/d减少至0~1次/周。在音频反馈系统稳定运行1个月后,在球磨机上也加装了该音频反馈系统,对于稳定生产具有积极作用。
2.4 半自磨自返圆筒筛结构的优化
半自磨机自返滚筒筛是竖条钢板平行分布的长条形孔筛,一些扁平的大粒级矿物可以通过,筛下产品粒度大,容易造成1#旋流器沉砂嘴堵塞和渣浆泵闸板损坏,给现场生产及设备维修带来不便。同时由于半自磨机排矿粒度大,给球磨分级作业带来了较大压力。
通过在原自返筛外部覆盖一层孔径10 mm正方形网格,减少了自返圆筒筛筛网的“有效尺寸”,降低了筛下产品的粒度上限,圆筒筛筛上粗颗粒通过中间的自旋式返砂管返回半自磨机继续磨矿。加网格前后,半自磨排矿筛筛上累积产率见表1。
由表1可知,加装网格后,在排矿细度(-0.074 mm粒级含量)相当的情况下,半自磨机排矿中+9.5 mm粒级的大颗粒明显减少,有效减轻了其对矿浆泵的磨损,避免了管道及1#旋流器沉砂嘴的堵塞,降低了球磨分级作业的压力。
表1 加装网格前后筛上累积产率对比
2.5 调整钢球充填率及添加制度
半自磨机能通过改变钢球直径和充填率而具有适应矿石硬度变化的灵活性。
2.5.1 减小半自磨机钢球球径
为稳定半自磨机综合充填率、减少“涨肚”和钢球砸衬板的几率,将添加的钢球中大球球径由120 mm改为100 mm,仍为每2 h添加4个,充填率不变,保持在8%。为减少碎球的产生量,将添加的钢球由普通钢球改为延展性更好的高铬球。同时改进半自磨机出料端格栅,封堵靠近筒体侧的一半格网,保证半自磨机混合充填率在40%左右,明显降低了钢球砸衬板的现象。
调整后半自磨机运行电流上升到42~48 A,碎球产生量和钢球撞击衬板的现象明显降低,衬板磨损程度有一定的改善,衬板更换周期由每月10块减少到3~5块,减少了非计划停机的发生次数和停机后更换衬板及分拣碎钢球的工作量[2]。钢球球径调整后半自磨机排矿粒级分布见表2。
表2 半自磨排矿粒级分布
从表2可以看出,钢球球径调整后,半自磨机排矿细度达到预期水平,运行状况平稳。
2.5.2 球磨机钢球充填率及添加制度的调整
通过多次测定球磨机充填率和排矿细度发现,当球磨机钢球充填率维持在39%左右时,新生成-0.074 mm粒级可达到6.5%左右,磨矿效果较为理想。
针对球磨机内碎钢球含量偏高的问题,将球磨机球径90 mm钢球添加量由每小时7个减小到每小时4个,球径60 mm的钢球添加量保持每小时12个不变。调整后碎钢球产生量明显降低,钢球消耗下降。
2.6 调整2#旋流器溢流口
调整半自磨及球磨机钢球充填率及添加制度后,虽然2#旋流器组溢流细度-0.074 mm占87.36%,超过了85.00%的设计要求,但筛析过程中发现筛上产品粒度偏大。将2#旋流器溢流口直径由75 mm调整为70 mm、沉砂嘴直径由65 mm调整为60 mm后,溢流产品粒度合格、均匀,“跑粗”现象明显减少[3-4]。
半自磨—球磨磨矿分级系统优化改造后,工艺设备及操作参数更加成熟,应用实践后,浮选指标提高了4个百分点,金属回收率提高到78%以上,取得了较为理想的改进效果。
(1)增强了半自磨机对入选矿石性质变化的适应性和磨矿分级系统的稳定性,半自磨机工作状况趋于平稳,大大降低了工人清理矿浆中杂质的次数,减少了停机后分拣碎钢球的劳动量,改善了作业环境。
(2)每吨矿石钢球消耗量由原768 g降低到493 g,衬板消耗量减少了5块/月,降低了生产成本;半自磨机排矿粒度降低,综合充填率提高,减少因管路堵塞、泵件磨损、衬板断裂、筒体漏浆等而造成的非计划停机次数,保证了磨矿分级系统的平稳运行。
调整半自磨机给料粒度能降低磨矿循环负荷和运行电流,进而降低选矿整体能耗;系统末端安装除榍筛不仅能优化工人作业环境,还能避免镍金属的流失。先进的检测设备如音频检测仪、核子浓度计等的应用,提高了系统设备的自动化水平,有效解决了生产监控难题,较好地发挥了半自磨机的优势,保证系统稳定高效运行。
在优化半自磨机和球磨钢球制度的过程中,完成了钢球充填率和直径调节的操作标准化工作,并确定了旋流器分级溢流口直径(70 mm)和沉砂嘴直径(60 mm),稳定了磨矿分级系统的产品指标,改进了选厂生产指标。
[1] 乔文存,姬建钢,董节功,等.半自磨流程的优化措施研究 [J].矿山机械,2014,40(7):91-96.
[2] 张立斌.卧式球磨机碰撞能量的分析与计算 [J].矿山机械,2012,40(11):48-51.
[3] 褚良银,陈文梅,戴光清,等.水力旋流器 [M].北京:化学工业出版社,1998.
[4] 孙 伟,沈丽娟,陈建中,等.灰色关联在重介质旋流器分选效果主因分析中的应用[J].矿山机械,2013,41(6):75-80.
2016-08-04)
冯炎飞(1985—),男,工程师,724300 陕西省略阳县接官亭镇。
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