浅析矿流漏斗对大型选矿厂生产的影响.pdf

2 0 1 1 年增刊1有色金属 选矿部分 D O I 1 0 ．3 6 3 9 ／j ．i s s n l 6 7 1 - 9 4 9 2 ．2 0 1 1 ．z 1 ．0 7 2 浅析矿流漏斗对大型选矿厂生产的影响 李晋生 中钢集团赤峰金鑫矿业有限公司。内蒙古赤峰0 2 4 0 2 2 摘要分析矿流料斗使用寿命对大型选矿厂生产的影响，并结合两座不同规模选矿厂相同部位矿流料斗实际使用情 况的差异，指出用于大型选矿厂的矿流料斗，若在设计上能保证其合理使用寿命，具有事半功倍之效果。 关键词大型选厂；矿流料斗；使用寿命 中图分类号T D 9 2 8 ．7文献标识码B文章编号1 6 7 1 9 4 9 2 2 0 1 1 S 0 - 0 2 9 7 - 0 4 A n a l y s i so nt h eI m p a c to fF l o wH o p p e rt oL a r g e - s c a l eM i n eP r o d u c t i o n ．Um 船，朔叼 C h i f e n gJ i n x i nM i n i n gC a ，L t d ，S i n o s t e e lC o r p o r a t i o n ，C h i f e n gI n n e rM o n g o l i a0 2 4 0 2 2 ，C h i n a A b s t r a c t T h i sp a p e ra n a l y z e st h ei n f l u e n c eo ft h es e r v i c el i f eo ft h em i n ef l o wh o p p e rt ol a r g e - s c a l e c o n c e n W a t o rp r o d u c t i o n ．c o m p a r e st h ed i f f e r e n c e o ft w of l o wh o p p e r su s e da t 删t l l l ep o s i t i o n sf o r2d i f f e r e n t s c a l em i n e s ，a n dp o i n t so u tt h a ti ft h es e r v i c el i f eo ff l o wh o p p e r sa p p l i e df o rl a r g e - s c a l ec o n c e n t r a t o r s ，c a nb e e n s u r e db yd e s i g n ，i ts h a Ub eo f m u l t i p l i e re f f e c tt o t h ep r o d u c t i o no ft h ec o n c e n t r a t o r ． K e yw o r d s l a r g e - s c a l ec o n c e n t r a t o r ；m i n ef l o wh o p p e r ；s e r v i c el i f e 在选矿工艺流程中，矿石的流动和输送必须借 助料斗、导料槽 筒 等来完成。在入磨前的破碎 筛分阶段，被选矿石进、出各设备、矿仓都离不开 料斗、导料槽 筒 等构件。这一环节往往不被人 们重视，尤其是对于大型选矿厂，这些料斗、导料 槽 筒 下文简称为矿流料斗 等构件工作的可 靠与否、维修更换是否方便快捷等，往往是制约破 碎筛分阶段设备作业率的关键，对大型选矿厂生产 的影响是不可低估的。 中钢集团赤峰金鑫矿业有限公司原选矿厂生产 规模为处理钼矿石l0 0 0t ／d ，2 0 0 6 年扩大生产规 模为处理原矿l 万W 。新建万吨选矿厂于2 0 0 9 年 投产，随新选矿厂的投产，原千吨选矿厂随即停止 运行。 新建万吨选矿厂投人生产后，首先遇到的是破 碎筛分流程中的矿流料斗损坏频繁、维修工作量大 等问题。尤其是粗、中碎矿流料斗，仅用两三天就 磨漏失效，虽然及时补焊修理，甚至采取加厚耐磨 收稿日期2 0 1 l 0 6 2 8 作者简介李晋生 1 9 5 6 - ，男，吉林市人．高级工程师。 内衬等措施，其收效甚微。破碎筛分流程中的矿流 料斗数量多，规格不一．使用部位也不尽相同。由 于这些料斗的频繁修补，所以使用周期短，更换也 就频繁，而整体更换漏斗时，因料斗重量大，安装 部位空间狭小，不便作业，劳动强度大，所以实际 所需检修时间长。不但严重影响生产，而且使整个 选矿厂生产在相当长时间内处于不稳定状态，令生 产单位非常棘手，这种情况持续了近两年时间而达 不到设计生产能力L 见表2 。 1问题的提出 采用连续工作制度的选矿厂，破碎筛分阶段主 要设备的开动率一般设计确定为5 6 ．5 ％- 6 8 ％，对 于典型的闭路破碎工艺流程，其碎矿无论是采用何 种型式的破碎机。设计上都不考虑备用设备[ f l ，因 为生产中正常的间歇停机时间足够用于检修，生产 单位只要重视设备的维护。保持其良好的完好率， 完全能满足生产要求。对中小型选矿厂而言，因单 万方数据 有色金属 选矿部分 2 0 1 1 年增刊1 表l千吨选厂与万吨选厂1 号料斗使用情况统计 T a b l e1S t a t i s t i c so fN o ．1m a t e i r a lh o p p e ru s a g ef o rt h o u s a n dt o na n dt e nt h o u s a n dt o no fp r o d u c t i o nc o n c e n t r a t o r s 位时间内矿石流量小，矿流料斗的重量、几何尺寸 较小，其使用寿命相对较长，无论是维修、更换都 较容易，对选矿生产不会造成大的影响，这已是不 争的事实。 对于大型选矿厂，因单位时间内矿石流量大， 这些矿流料斗的重量、几何尺寸相对较大，其维 修、更换就不像中小型选矿厂那样容易、快捷。所 以针对大型选矿厂矿流料斗单位时问内矿石流量大 的特点，必须保证这些矿流料斗有一个合理的使用 寿命，并兼顾维修方便，更换快捷，才能保证选矿 厂生产正常持续地进行。 矿流料斗大都集中在选矿厂破碎筛分工艺流程 阶段。尤其是粗、中碎工艺段的矿石粒度大，单位 时间矿石流量大，矿流料斗承载的砸磨强度大，所 以磨损剧烈、损坏失效频繁。原千吨选矿厂与新万 吨选矿厂相同部位的粗碎排矿料斗 即所谓1 号料 斗 实际工作情况统计列于表1 。 图1 是用在这两个不同规模选厂的粗碎 颚式 破碎机排矿口 排矿部位料斗结构示意图，它是全 部入选矿石经过的第一个料斗，也就是大多选矿厂 习惯称谓的“1 号料斗”。依照施工设计图纸，该 料斗结构形式完全相同，两者只是几何尺寸有所区 别；因千吨选厂粗碎设备为C 8 0 颚式破碎机，新建 万吨选厂粗碎设备为C 1 4 0 颚式破碎机，所以两者 排矿料斗的过矿断面面积有所不同 见表1 。 I I I I p 4 B F 图l 粗碎排矿料斗结构示意图 F i g ．1 R o u g hb r o k e nS c h e m a t i cd i a g r a mo f d i s c h a r g eh o p p e r l 破碎机；2 料斗基础；卜料斗；4 胶带运输机 由表1 明显看出，两不同规模选矿厂的粗碎料 斗 1 号料斗 使用寿命相差很悬殊；千吨选厂粗碎 料斗使用寿命可达1 0 0h 多，而万吨选厂粗碎料斗 使用寿命仅为2 0 ～3 0h ，所以相同部位的矿流料斗 用于万吨选矿厂，使用寿命要比千吨选厂短得多。 在实际生产应用中，中小型选厂矿流料斗使用 一段时间磨损失效后，生产单位可利用破碎段间歇 停机之际，进行维护修补，寿命有保证，对于整个 破碎筛分系统的生产不会有影响。但日处理矿量万 吨以上的大型选厂矿流料斗使用情况就截然不同。 从表1 显示的统计数据来看万吨选矿厂粗碎排矿 料斗过矿面积是千吨选矿厂过矿面积的1 ．8 倍，而 单位面积、单位时间内通过粗碎料斗的矿量却是千 吨选矿厂的5 ．6 倍，对万吨选矿厂矿流料斗磨损剧 烈程度是不言而喻的。例如新建万吨选厂的破碎 筛分流程中，不同部位的各种矿流料斗 包括料 斗、导料槽、导料筒 共有2 0 多个，其中一些 “关键”部位料斗一旦损坏就会影响整个破碎流程 系统设备运转，如粗碎排矿、中碎给矿等部位的矿 流料斗。这些部位的料斗一旦损坏，须立即停机修 复。这些所谓关键部位的矿流料斗数量，占破碎筛 分流程中全部矿流料斗数量的4 0 ％。其中任意一个 损坏就会影响生产。再者这些矿流料斗一旦磨损失 效漏矿，岗位工人不可能都在第一时间发现，时 间稍一滞后，常发生堆矿而导致设备事故。接二连 三的跑矿、漏矿堆压皮带而引发的设备事故，经常 造成被迫停产检修，很令生产单位“头疼”。 同其他不同规模的选矿厂一样，新万吨选矿厂 投产初期，所有设备经历了磨合、调整阶段。就单 体设备本身而言不存在大的问题，麻烦的问题主要 集中在非标准构件设计存在的缺陷很多，特别是破 碎筛分流程中进矿、排矿各设备、料仓的矿流料斗 等环节的构件，损坏频繁，维修工作量大，受建、 构筑物空间限制，更换也不方便快捷，严重地影响 了破碎筛分系统设备的作业率，进而影响了整个选 矿厂的生产。表2 中所显示的统计数据也清楚地反 应了这一问题；从2 0 0 9 年4 月至2 0 1 0 年底的2 0 多个月的时间，平均日处理原矿能力仅达到设计能 力的6 0 ％一7 9 ％，按现行价格计算，产值损失累计 万方数据 2 0 11 年增刊1 李晋生浅析矿流漏斗对大型选矿厂生产的影响 达1 ．4 5 亿元。 因此，大型选矿厂的矿流料斗使用寿命，必须 在建厂前的设计阶段予以保证。换句话说，生产规 模[ 1 ] 为大型选矿厂的矿流料斗必须在设计上确保 其合理的使用寿命，而且还要兼顾维修、更换方便、 快捷。与之相关的基础、构筑物设施及安装空间与 之相配套。这一点设计者必须予以足够的重视。 表2万吨选厂2 0 0 9 年4 月至2 0 1 1 年5 月间平 均日处理矿量统计 T a b l e21 00 0 0t ／d p r o c e s s i n gp l a n tf r o mA p r i l 2 0 0 9t oM a y2 0 11s t a t i s t i c so na v e r a g e d a i l yt r e a t m e n tc a p a c i t y 时间揣鹘慧∥黝慧幄备注 2 0 0 9 ．4 - 1 2 0 ．5 9- 4 ．4 1 1 0 2 ．5 捅％j E 辩斗因瓤贿天数 2 0 1 0 ．1 - 1 20 ．8 6- - 4 ．1 4 - 4 3 ．1同上 2 0 11 ．1 51 ．0 1 0 ．0 1 同上 2 矿流料斗失效简析 选矿厂矿流料斗主要失效形式是磨损漏矿。图 1 是常见的矿流料斗结构之一。若用于选矿厂粗碎 排矿口，它也就成了整个选厂“咽喉”，也是选矿 生产的关键部位。该部位料斗最易磨漏的部位是垂 直落矿底板的局部区域 图l 中D 所示部分 ，其 次是两侧板，其余部分则次之。大量的生产实践表 明，料斗的使用寿命，与单位时间内矿石流量 处 理量 、钢板厚度之间存在如下关系 T o c ／Q 式中哪用寿命，h ；蝴板厚度，m m ； 旷矿石流量，t ，l l 。 上式定性地描述了漏斗使用寿命与处理量、料 斗钢板厚度三者之间存在的关系即漏斗使用寿命 与钢板厚度成正比，与矿石流量 处理量 成 反比。 T o c 8 ／Q 反映了选矿厂矿流料斗使用寿命所遵 循的客观规律。对于生产规模已确定的选矿厂，矿 石流量Q 矿石处理能力 可以说是个确定的值 严格的讲是个平均值 ，那么料斗的使用寿命仅取 决于钢板厚度艿。这里艿不能刻板地仅仅理解为钢 板的几何厚度，应该广义地理解其含意。基于这一 点，可考虑从设计上如何保证料斗的合理使用寿命 问题。 3 保证矿流料斗寿命的措施 设计上保证大型选厂矿流料斗的合理寿命主要 是从结构与材质两方面考虑，从结构设计上保证其 合理寿命当为首选。 3 ．1 隔板式料斗结构 隔板式料斗可以设计成很多结构形式。像图1 的粗碎排矿料斗 即l 号料斗 ，若用于大型选厂， 应针对其通过的矿石流量大、矿石粒度大、料斗承 受的砸磨强度剧烈等使用条件，可将其设计成隔板 式料斗结构 见图2 ，这种结构的特点是在料斗内 壁间隔一定距离加装了U 型隔板，由于这些隔板 能够滞留一些小粒度的矿石，这无疑相当于大幅增 加了料斗钢板的厚度6 如图2 中的尺寸口、6 。 由于这些被滞留矿石的存在，等于给料斗内壁装了 厚厚的保护层，同时还减弱了因存在垂直落差 图 l 中的日 而造成的矿块对料斗底部的冲击强度， 缓解了矿块对料斗钢板的砸磨强度，大幅度提高了 料斗的使用寿命。料斗及隔板采用普通钢板材料即 可满足要求，使用一段时间这些隔板磨损后可及时 补焊恢复，而且可反复补焊数次，所以成本低，维 修也很简单，特别适用于大型选矿厂矿石粒度大的 粗、中碎矿流料斗使用。 F - F ‘ 图2 隔板式粗碎排矿料斗结构示意图 F i g ．2 S c h e m a t i cd i a g r a mo fs e p a r a t o rh o p p e r l 破碎机；2 料斗基础；3 隔板料斗；4 胶带运输机 隔板式料斗缺点是体积相对较大一些，重量随 之增大，所需要的安装空间、设备基础等构筑物设 施均需与之配套。因此选矿厂建设前的施工图设计 阶段就必须充分考虑清楚，若选矿厂建成之后再改 造采用这种隔板式料斗，往往受已定型的设备基 万方数据 3 0 0 有色金属 选矿部分2 0 1 1 年增刊1 础、构筑物设施及安装空间的限制而难以采用。 3 ．2 可更换内衬式料斗结构 这是常用的一种结构，就是在料斗内壁加装厚 度适当的可更换耐磨内衬板 如耐磨钢材等 ，定 时更换，可保证一定的使用寿命，较适合于中小型 选矿厂采用。若用于大型选矿厂，只适用于矿石粒度 较小的细碎流程中的一些矿流料斗、导料槽和用于破 碎筛分段后的矿浆溜槽使用，这里不再赘述。 3 3 关于矿流料斗材质问题 目前用于制作料斗的材质大多采用普通钢板。 因为矿流料斗的工作条件十分恶劣，要使用特殊材 料来保证料斗寿命是不现实的，甚至是得不偿失 的。因为材料来源不便，也不经济。例如将料斗 内衬改用耐磨衬板，并且增加其厚度来提高料斗寿 命等，但从实际应用的情况来看，耐磨内衬也不宜 太厚，太厚了单件重量增大，人工就难以搬动，所 以不但制作成本高，而且使用效果也不理想。 但是对于细碎以后的各部位的矿流料斗，因其 矿石粒度小，砸磨强度弱，可采用铸石板材料作为 矿流料斗内衬，不但成本低廉，而且可保证其相当 长的使用寿命，效果也是不错的。所以关于料斗材 质如何选择应结合实际来考虑。 4 结语 综上所述，矿流料斗属于非标准设计范畴，因 其技术含量不高，结构也不复杂，许多设计资料也 未见详细描述，所以也就不被设计者重视。按设计 的施工图纸将这些矿流料斗制作、安装完毕验收 后，一投入生产，这个问题才凸显出来，但为时 已晚，事后再解决这个问题就很困难。因此对于大 型选矿厂的矿流料斗，设计单位必须在设计阶段予 以足够的重视。一个大型选矿厂成套的完整设计， 有成百上千张图纸，这些料斗、导料槽、筒的设计 显得微不足道，但是在谢十阶段如果不认真考虑，则 会给生产单位带来许多意料不到的麻烦问题，甚 至会带来巨大的经济损失，这绝不是危言耸听。关键 是设计者不要忽视这个问题。避免这个问题的出 现对于设计者可以说是举手之劳，本文的目的就 在于此。 参考文献 [ 1 ] 选矿手册编辑委员会．选矿手册 第7 卷 [ M ] ．北京 冶金工业出版社。1 9 9 2 ． 万方数据