优化半自磨机工艺参数提高磨机处理能力

2019-08-02岳显林

四川有色金属 2019年2期

岳显林

（四川会东大梁矿业有限公司，四川会东 615205）

四川会东大梁矿业66万吨/年选矿厂改扩建项目位于四川省凉山彝族自治州会东县大桥区铅锌镇境内，会东铅锌矿属于碳酸盐型热液充填交代的以锌为主的简单硫化物铅锌银矿床。由于选矿厂改扩建项目采用湿式半自磨-球磨-水力旋流器分级工艺代替原来的破碎筛分、球磨螺旋分级工艺，且矿石性质多变对磨矿分级产品产生一定的影响，生产上一度存在不稳定状况。为保证磨矿分级产品合格的浓度、细度，稳定选矿工艺指标，提高选矿厂原矿的处理能力。故把“优化磨矿工艺参数，提高磨机处理能力”作为研究的主要任务。

1 影响半自磨机磨矿效果的主要参数

1.1 入磨原料对磨矿过程的影响

入磨原料影响半自磨机磨矿效果的因素主要是进入磨机矿料的矿石力学性质及磨矿产品的粒度要求［1-3］。

矿石的力学性质包括矿石的硬度、脆性、解理及结构缺陷。入磨矿料的矿石力学特性是客观存在的，通常不能改变。硬度大的矿石中矿物结晶的键合力强，磨机磨碎矿石需要较长的时间，不仅使磨机处理的矿量降低，且增大磨机电耗；反之，硬度小的矿石中矿物结晶的键合力弱，矿石容易磨细，磨机处理量增加，电耗降低。矿石脆性是指受力易于粉碎的性质，与硬度不能混淆，脆性大的矿石易于磨碎，在磨机中易产生过粉碎现象，使后续选别过程中不易回收，造成选别指标降低，在磨矿过程应降低或避免过粉碎现象发生。矿石解理越完全，分裂成解离块所需的力越小，矿石也容易磨碎。矿石中有结构缺陷的，无论矿石中的裂痕或条纹是大还是小都可以使矿石的强度降低，矿石强度越小，越容易磨碎。矿石力学性质对磨过程的影响，可以用矿石的可磨性系数(即矿石由某一粒度磨碎到规定粒度的难易程度) 来表示，相对可磨性系数越大越好磨细。不同矿石的可磨性不同，它主要与矿石本身的矿物组成、机械强度、嵌布特性等有关。可磨性大的矿石中有用矿物结构松散、嵌布粒度粗、硬度小，磨碎它只需消耗较少的能量磨矿机的生产率高；反之，可磨性小的矿石中有用矿物结构致密、嵌布粒度细、硬度大，磨矿的单位能耗高，磨矿机的生产率较低。总之，矿石的力学性质是各种各样的，要针对矿石的力学特性来选择与之相适应的磨矿条件才会有好的磨矿效果。

在进入磨机物料的其它条件相同时，磨矿产品要求粒度细时，磨机磨碎物料需要较长时间，由于磨矿时间的增长，被磨物料随着易磨部分的减少颗粒变细，剩下的都是难磨部分，就会降低磨矿机的处理能力，增加单位时间内的磨矿能耗。磨矿产品最终粒度取决于矿物的嵌布特性和选矿工艺的要求，是通过选矿试验确定的。因此，对磨矿作业来说，在保证磨矿产品细度的前提下，尽可能多地生产出既充分单体解离而过粉碎微粒又少的磨矿产品，避免过粉碎造成选别指标降低。

总之，矿石越硬，给矿粒度越粗，磨矿产品越细，磨矿机的处理能力越低；反之亦然。操作工要得到较好的磨矿指标必须根据矿石性质，给矿量及粒度大小和产品细度来操作。

1.2 磨机衬板对磨矿过程的影响

磨机衬板是安装在磨机筒体内的，目的是使筒体不受磨矿介质和物料直接冲击和磨擦，延长磨机筒体的使用寿命；并控制磨矿介质在筒体内的运动，使之产生符合磨碎要求的运动状态。常用的衬板按形状分为平滑型和不平滑型两类。平滑衬板与磨矿介质之间的相对滑动较大，磨剥及研磨作用较强，故适用于细磨。而对于粗磨，要求磨矿介质对矿石有较大的冲击力，这就要把磨矿介质提升得更高，故采用不平滑型衬板较为适宜。因此，通过改变衬板整体结构形状来改变磨矿介质在筒体中的运动规律，可以增强磨矿介质和物料之间的冲击与磨剥作用，从而提高磨矿效率。但磨机衬板不仅受到磨矿介质和物料之间的冲击与磨剥作用，还受矿浆的腐蚀作用，而不断损坏，所以衬板是磨机的易损部件，衬板质量的好坏既影响生产率的高低，也影响磨矿过程的生产成本。

1.3 磨矿介质的尺寸、配比及质量对磨矿过程的影响

磨矿介质尺寸大小关系到它们在磨矿机中对物料产生冲击、挤压和研磨作用的强弱，直接影响着磨矿效果。只有合适的磨矿介质尺寸才能得到单体解离度高且适于选别的粒度，所以在确定介质尺寸时，主要考虑的是被磨矿石的性质、粒度组成和所要求的产品细度。在生产实际中，矿石越硬、给矿粒度越粗，则应装入尺寸较大的磨矿介质，以产生较大的冲击磨碎作用；反之，则用较小尺寸的介质，增强研磨作用。通过磨矿结果，可以判断磨机内的钢球尺寸是否适宜。如果返砂中发生了接近于溢流粒度的细粒级的积聚，就说明小球不够，反之，如果发生了某一粗粒级的积聚，就说明大球不足［4-5］。

球径的合理配比，含义有两个方面，一要确定装哪几种直径的球，二是要确定各种直径的球占多大比例，其实际质量是多少。从理论上讲，为了取得良好的磨矿效果，应当保证磨机内各种球的质量比例与被磨物料的粒度组成相适应。我国生产现场的磨矿设备都装有多种不同尺寸的球来处理具有大小不同粒度的混合物。但要注意半自磨机和球磨机不同，不能将半自磨当球磨机使用，半自磨磨矿介质尺寸为同一种，规格120mm或130mm［6-7］。

磨矿介质质量的好坏既影响生产率的高低，也影响磨矿成本。对于磨矿介质来说有很多因素影响其使用寿命，如：磨矿介质尺寸大小和其质量好坏，磨矿机规格型号和转动速度，衬板材质和形状，矿石性质和磨矿细度，磨矿方式和操作条件等。介质磨损速度差别很大，磨碎单位物料的介质耗量也不同。物料中硅质含量高，可磨性差，而磨碎粒度又细时，介质磨损就高。湿磨介质消耗量比干磨要高，这是因为湿磨过程中介质除了受到冲击和磨剥作用之外，还要受到溶蚀作用。但只追求低的介质单耗也是不对的，选择磨矿介质时，首先是保证设备正常运行，稳定或提高磨机生产率，其次才是磨矿的介质单耗低，我厂使用的钢球在使用过程中耐磨系数低，对磨矿过程有一定的影响，在考虑成本、运输等实际因素的同时也应该考虑磨矿介质质量对生产过程产生的影响。

1.4 磨矿浓度对磨矿过程的影响

影响半自磨机磨矿效果另一重要因素就是磨矿浓度，磨矿浓度通常以矿浆中固体物料重量的百分数表示，也可以用液固比（矿浆中液体重量与固体重量之比）来表示。磨矿机中矿浆浓度高低直接影响磨机的生产能力、磨机能耗及磨矿产品质量，还影响分级设备的分级溢流粒度，从而间接影响选别效果。磨矿浓度降低，可以降低矿浆粘度，矿浆流动性变大，使物料在半自磨机中快进快出，提高处理能力，降低能耗，但磨矿浓度较低时，又会同时增加介质和衬板的损耗，由于半自磨机直径大，介质在磨机中提升高度较高，下落时冲击力较强，矿浆中固体颗粒含量少，附着在介质表面的矿粒减少，使介质与衬板的打击次数增多，增加介质与衬板的磨损。反之，磨矿浓度适当增高，磨矿效率可能提高，但粗粒易从磨机中排出，使磨矿产品粒度变粗。当磨矿浓度过高时，因矿浆流动性变小和介质的冲击、研磨作用降低，会降低磨机处理能力及磨矿效率，甚至因磨机排出量减少而产生“涨肚”现象。因此，矿浆浓度过大过小都不好，适宜的磨矿浓度要根据矿石性质、给矿和产品粒度以及介质特性等来确定。

1.5 给矿速度对磨矿效果的影响

给矿速度是指单位时间内给入磨矿机的矿石量。给矿速度太低，半自磨机内矿量不够，会发生“空砸”现象，不但增加磨矿介质及衬板损耗，还使磨机生产率降低，单位能耗增加；给矿速度快，半自磨机内矿量增多，在一定程度上可以提高磨机处理能力，降低单位能耗，但是磨矿机内磨矿浓度会随着矿量增大而升高，当磨矿浓度过高时会发生“涨肚”现象，使磨矿过程遭到破坏。在实际生产中，给矿速度应适中、连续均匀稳定，才能使磨矿机连续稳定的工作，使磨矿效果提高。

2 磨矿工艺参数存在的问题

通过日常检修观察发现，磨矿过程可调工艺参数存在问题如下：

2.1 磨机衬板磨损较快

我厂使用的是φ5500×2500mm湿式半自磨机，由于筒体衬板（提升衬板和平衬板）厚度小，安装形式是一块提升衬板带两块平衬板，用螺栓紧固于筒体上，用半自磨工艺代替中、细碎工艺生产半年后，由于半自磨机中的提升衬板及平衬板被急剧磨损。磨薄的平衬板被钢球频繁撞击应力集中及细颗粒渗入外挤引起变形(有的断裂)，无法继续保护磨机筒体及正常生产。衬板的使用寿命影响了半自磨生产工艺的连续性，降低了设备运转率［8］。

2.2 给矿速度不稳定

我厂半自磨给矿方式是，原矿经矿山粗碎后，由矿车运至原矿仓后，通过自同步惯性振动给矿机给入皮带后进入半自磨，由于原矿仓漏斗小，粒度不均匀等原因，使给矿漏斗堵塞、给矿量时大时小，造成半自磨机发生“空砸”或“涨肚”现象，使磨矿过程遭到破坏，磨矿产品过粉碎严重，降低了磨矿机的处理能力和台效。

2.3 磨矿浓度偏大

在生产现场中，通过对磨矿工艺流程各个作业点浓度、细度测定及磨矿产品粒度特性分析，半自磨的磨矿浓度为75%，排矿产品细度（-200目含量）为40%；磨矿分级产品的粒度中合格粒级较少、细粒多，其中-400目的粒级含量在53%以上，存在较为严重的过粉碎现象。这不但使部分有用矿物很难在浮选过程中得到有效的回收，还制约了半自磨机的原矿处理能力。