槽式擦洗机在红土矿中的应用和改进

余晓光

（瑞木镍钴管理(中冶)有限公司,北京市 100013）

槽式擦洗机在红土矿中的应用和改进

余晓光

（瑞木镍钴管理(中冶)有限公司,北京市 100013）

国外某露天红土矿项目因其矿石属难洗矿石,采用圆筒洗矿机+槽式擦洗机二段洗矿的工艺流程,但由于槽式擦洗机结构上对红土矿适应性的差异,出现了返砂提升量不足和尾端轴承部件使用寿命短暂等问题,通过对设备结构和槽式擦洗机水密封箱密封结构的改造,很好地解决了这些问题。

槽式擦洗机；红土矿；返砂提升量；轴承磨损；设备改造

0 概述

某露天红土矿项目位于巴布亚新几内亚马丹省境内,该地区为热带气候,年平均降雨量为4 500 mm。该矿矿石类型分为含镍褐铁矿、残积矿和含镍残积矿3类,原矿细粒级物料含量较大,其中含镍褐铁矿中-400目(-38 μm)粒级含量为87.93%,残积矿中-400目粒级含量为65.47%,同时金属Ni、Co绝大部分集中在-2 mm粒级的原矿中,其中75%的Ni富集在-150 μm粒级中,且品位高。由于该红土矿原矿塑性指数为29.9,属难洗矿石。因此,原矿在入洗前后均存在大量黏土团,对Ni、Co回收率存在很大影响。为了充分打散这些泥土团,该矿采用圆筒洗矿机+槽式擦洗机二段洗矿的工艺流程[1]对其进行处理,其中槽式擦洗机对流程中的泥团具有较强的碎散效果,有利于提高金属回收率。

槽式擦洗机的具体工艺条件为：原矿经过圆筒洗矿机冲洗、筛分后,-50 mm的物料进入槽式擦洗机内进行二段擦洗。槽式擦洗机处理矿浆量为574 t/h,浓度为14.05%,折合干矿80.65 t/h。物料经过槽式擦洗机擦洗后,槽体内的矿浆通过溢流端管道自流进入矿浆储槽,作为洗矿的最终产品,矿浆将通过渣浆泵输送至除铬流程,产品矿浆浓度13%,粒度-2 mm。+2 mm粒级物料则从返砂端排出,并通过皮带运输机倒运至直线振动筛进行再次筛分。筛下物(-3 mm)形成浓度为15.45%的矿浆通过管道自流进入矿浆储槽,筛上物(+3 mm)则作为废石由皮带运输至废石堆场[2]。

1 槽式擦洗机存在的问题

1)返砂提升量不足。该红土矿圆筒洗矿机+槽式擦洗机的处理工艺是借鉴铝土矿处理工艺[3-4]进行设计的,但是由于槽式擦洗机结构上对红土矿适应性的差异,生产情况不理想,其处理能力和主要部件使用寿命均不能满足生产要求。其存在的主要问题是返砂提升困难,排料无法满足生产要求。具体表现为：在给矿含砾率为8.5%,给矿量为设计值的20%时,槽式擦洗机理论返砂量约为1.615 t/h,而实际返砂量为0 t/h；在给矿含砾率为8.5%,给矿量为设计值的46%时,槽式擦洗机理论返砂量约为3.715 t/h,而实际返砂量为1.33 t/h；在给矿含砾率为8.5%,给矿量为设计值的70%时,槽式擦洗机理论返砂量约为5.65 t/h,而实际返砂量为2.14 t/h。在这种情况下,槽式擦洗机经常发生因返砂大量积累在槽体内,而导致的螺旋轴压死和电机皮带烧损现象。槽式擦洗机螺旋轴和衬板的磨损程度也大大增加,多次出现螺旋轴在仅运行约3 500 h,就出现断裂的情况,衬板的使用寿命也仅有大约1 300 h。同时,由于返砂在溢流端积累过多,导致大量的粗颗粒物料(+3～-5 mm)越过溢流堰进入流程,对下游工序产生极大的不利影响。

2)尾端轴承部件使用寿命短暂。由于该红土矿的特殊性质,原矿中含有10%~15%的铬铁矿粗颗粒。在槽式擦洗机运转过程中,其尾端轴承密封圈与铬铁矿颗粒形成紧密接触,从而会不断被铬铁矿颗粒摩擦。这种情况下,密封圈会首先出现损坏,之后,铬铁矿颗粒会进入密封圈与轴套之间的缝隙,并停留在这里,不断对轴套造成磨损,在轴套上形成“螺旋形丝扣磨痕”。最终,随着轴套磨损程度的加剧,矿浆便会不断地通过这些磨痕进入轴承,造成轴承的损坏。生产初期,槽式擦洗机尾端橡胶密封圈、轴套的使用寿命最短为223 h,最长510 h。

2 槽式擦洗机改进及使用效果

针对槽式擦洗机存在的问题,并结合相关经验,现场对槽式擦洗机进行了以下改造：

1)通过对设备结构的仔细研究,发现槽式擦洗机返砂提升困难的情况,主要与设备结构自身的设计有关：槽式擦洗机共有132块衬板,其中有88块衬板与螺旋轴轴线成23°角,另外44块衬板与螺旋轴轴线成90°角。从功能上来说,与螺旋轴轴线成23°角的衬板起推动大粒径物料向返砂端运动的作用,而与螺旋轴轴线成90°角的衬板能够使物料在向上运动的过程中产生停顿,从而增加物料在槽体内停留的时间,即物料的擦洗时间,起到充分打散泥团的作用。但是实际生产中,这44块衬板导致物料在槽体内的停留时间过长,致使槽式擦洗机返砂堆积。因此,现场将这44块衬板连同基座一起切割并调整为与螺旋轴轴线成23°角,即缩短了物料在槽式擦洗机内的擦洗时间,加快了返砂的提升速率。改造后,返砂提升速度大大提高,在给料含砾率为8.5%,流程负荷为46%和70%时,返砂量分别增长至3.59 t/h和6.24 t/h,基本满足了现场生产需要。

2)对于尾端滚动轴承密封圈及轴套磨损严重的情况,现场研究后,采用加装密封保护箱的方式对尾端轴承及部件进行保护。保护箱结构如下：将槽式擦洗机尾端6块(3层)衬板切除,并用钢板在此空间焊构水密封箱体,使尾端轴承密封圈、轴套在设备运行过程中与铬铁矿颗粒及砾石隔开。箱体与螺旋轴接触的动密封结构是在钢板与螺旋轴接触的部位,加焊宽度为50 mm钢管,钢管与箱体连接,钢管与螺旋轴表面间距30 mm,以保证螺旋轴出现振动时,不被箱体磕碰,以减少磨损。螺旋轴上焊接铁环,铁环和螺旋轴一同转动,并与钢管外沿形成3 mm缝隙,水封水从此缝隙冲出,以保证在螺旋轴运转过程中,矿浆及矿粒不会进入箱体内部。铁环右侧螺旋轴表面加焊钢板,防止此处砾石对螺旋轴造成磨损。另外,再于水密封箱体上表面加焊一根直径20 mm钢管,用于日常观测箱体内是否进入矿浆。若箱体内进入矿浆,则溢出水混浊[5]；反之,则表明箱体内清洁。水封水入口管直径为50 mm,水压＞0.5 MPa。改造后槽式擦洗机尾端轴承橡胶密封圈、轴套的使用寿命大大延长,最短为1 500 h,很好地保证了生产的稳定。保护箱结构见图1、图2。

图1 槽式擦洗机水密封箱体改造示意

图2 槽式擦洗机水密封箱体动密封结构示意

3 结论

通过对槽式擦洗机进行改进，其生产能力和部件使用寿命均得到较大的改善，极大地降低了检修停机时间和检修工作量,提高了生产效率,保证了工艺流程要求,为获得较好的选别指标创造了条件,这不仅解决了该矿山的生产问题,同时也为同类设备的改进提供参考。

[1]王振敏.平果岩溶堆积型铝土矿洗矿生产流程的优化[J].冶金矿山设计与建设,2001(4):12-14.

[2]单国安,袁宝琨.有色金属选矿厂碎矿系统中的洗矿设计[J].有色金属(冶炼部分),1976(4):58-66.

[3]彭镜泊,田瑛.铝土矿槽式洗矿机的改进和应用[J].湖南有色金属,2003,19(1):12-13.

[4]彭镜泊,黄光洪.平果铝土矿槽式洗矿机的改进和应用[J].工程设计与研究,2003(2):15-16,22.

[5]王振敏,黄振义.提高圆筒洗矿机洗矿效率的探讨[J].矿产保护与利用,2001(6):31-33.

App lication and Im p rovem ent of Trough Type Scrubber in Lateritic O re

YU Xiao-guang
(RAMU NICO Management(MCC)limited,Beijing 100013,China)

Since the ore of a certain overseas open-pit lateritic m ine project belongs to refractory ore,secondary ore washing process circuit of drum washer+trough type scrubber shall be adopted.But because of difference adaptability of lateritic ore on the structure of trough type scrubber,such problems as insufficient lifting capacity of sand return and short service life of bearing parts at tail end will be occurred.This paper elaborates a good solution of these problems through improvement on seal structure of water sealing box of equipment structure and trough type scrubber.

trough type scrubber;lateritic ore;lifting capacity of sand return,bearing abrasion;equipment upgrading

TD921

B

1004-4345(2014)02-0026-03

2013-01-15

余晓光(1987—),男,主要从事红土矿选矿生产和研究工作。