某大型铜矿球磨机提高磨矿效率的实践研究.pdf

2 0 1 6 年第2 期有色金属 选矿部分 6 5 d o i 1 0 ．3 9 6 9 ／j ．i g m ．1 6 7 1 - 9 4 9 2 ．2 0 1 6 ．0 2 ．0 1 4 某大型铜矿球磨机提高磨矿效率的实践研究 邓东锋 陕西有色集团有限公司陕西银矿，西安7 1 0 0 6 8 摘 要针对球磨机工作效率低、磨矿细度不稳定等问题进行技术分析，综合生产工艺、矿石性质、选矿技术和设备结构 等四个方面的技术研究，制定了提高效率的方案，在较低投入的基础上进行了技术改造，使球磨机处理能力提高了2 5 ％，磨矿 细度更加符合选矿需要。不但创造了巨大的经济效益，也降低了每吨矿石的能源消耗，具有很高的实用价值。 关键词球磨机；磨矿效率；改造技术 中图分类号T D 4 5 3 ．1 ；T D 9 5 2 ．1文献标志码A文章编号1 6 7 1 - 9 4 9 2 2 0 1 6 0 2 - ．0 0 6 5 ．．0 4 P r a c t i c a lR e s e a r c ho nI m p r o v i n gG r i n d i n gE f f i c i e n c yo faL a r g eC o p p e rM i n e D E N GD o n g f e n g S h a a n x iS i l v e rM i n e ，S h a a n x iN o n f e r r o u sG r o u pC o ．，L t d ．，觑’a n7 1 0 0 6 8 ，C h i n a A b s t r a c t F o rt h et e c h n i c a lp r o b l e m ss u c ha sl o ww o r k i n ge f f i c i e n c yo ft h eb a l lm i l l ，g r i n d i n gf i n e n e s s ，a n d o t h e rt e c h n i c a lp r o b l e m s ，t e c h n o l o g yr e s e a r c hb a s e do nf o u ra s p e c t s ，s u c ha sp r o d u c t i o np r o c e s s ，o r ep r o p e r t i e s ， m i n e r a lp r o c e s s i n gt e c h n o l o g ya n de q u i p m e n ts t r u c t u r e ，f o u ra s p e c t so ft e c h n i c a lr e s e a r c h ，d e v e l o p e das c h e m et o i m p r o v et h ee f f i c i e n c y ，i nt h el o w e ri n p u to nt h eb a s i so ft e c h n o l o g i c a lt r a n s f o r m a t i o n ，S Ot h a tt h eb a l lm i l lp r o c e s s i n g c a p a c i t yi n c r e a s e db y2 5 ％，g r i n d i n gf i n e n e s sm o r ei nl i n ew i t ht h en e e df o rm i n e r a lp r o c e s s i n g ．N o to n l yt oc r e a t ea h u g ee c o n o m i cb e n e f i t s ，b u ta l s ot or e d u c e st h ee n e r g yc o n s u m p t i o np e rt o no fo r e ，w i t hav e r yh i g hp r a c t i c a lv a l u e ． K e yw o r d s b a l lm i l l ；g r i n d i n ge f f i c i e n c y ；i m p r o v e m e n tr e s e a r c h 球磨机是选矿厂生产的关键设备。无论是在矿 山建设投资中，还是在矿山生产期间的成本管理中， 球磨机都占有很高的比重。特别是在矿山进入稳定 的生产阶段，球磨机的材料和能源消耗占到选矿厂 生产总成本的4 5 ％以上。同时，球磨机作为主要生 产设备，其运转率和效率常常决定了全厂的生产效 率和指标，影响着选厂能否按设计要求达产达标。 因此，提高球磨机的磨矿效率已经是各个矿山企业 研究的重要课题之一。 获各琦铜矿选矿厂经多次改扩建形成了2 0 0 万 t ／a 的生产规模，设备设施和工艺流程相对较为保 守，设计上没能按照新型现代化选矿厂的标准进行， 而是沿用了传统的工艺和设备，新扩建的1 0 0 万t ／a 的球磨机选型时采用了3 台中3 2 5 4 溢流型球磨机。 这样就限制了选矿厂整体产能的突破，并影响了选 矿作业指标的提高。此次技术改造就是为了实现选 矿厂产能的最大释放，提高企业经济效益。 经过对矿石性质的分析和研究，结合大量的考 察和试验，公司得出了行之有效的改造方法。其中， 重点就是对球磨机进行技术改造，提高球磨机的磨 矿效率，使单位时间内生产出更多符合入选要求的 合格磨矿产品。生产实践证实磨矿时间过长球磨机 的能耗和钢耗增加，生产效率降低，并将产生过磨 过粉碎 现象，对选矿流程的通畅和精矿脱水都将 造成不利影响。所以，提高排矿速度适当缩短磨矿 时间和合理搭配磨矿介质都可以降低矿石的过粉碎 现象。缩短磨矿时间也是提高球磨机效率的一条有 效途径‘1 | 。 1方案确定 1 ．1 磨矿工艺简介 选矿厂的球磨配置总体分为两个系统，分别为 旧磨矿系统和扩建后的新磨矿系统，共有球磨机七 台。旧磨矿系统一段磨机为3 台格子型球磨机 即 1 8M Q G 2 7 3 6 、2 M Q G 3 2 3 6 、4 。M Q G 2 7 3 6 ，分别与 2 F C 2 0 0 0 和2 F C 2 4 0 0 分级机组成一段闭路，二段磨 投稿日期2 0 1 4 1 2 - 0 1 修回1 3 期2 0 1 6 - 0 1 1 8 作者简介邓东锋 1 9 7 5 一 ，男，陕西西安人，工程师，主要从事选矿工艺和设备等方面的研究工作。 万方数据 6 6 有色金属 选矿部分2 0 1 6 年第2 期 机为l 台溢流型 即3 8 M Q Y 2 8 3 6 ，形成两段闭路磨 矿流程；新磨矿系统为3 台溢流型球磨机 即3 台 M Q Y 3 2 5 4 球磨机，代号5 。、6 。、7 。 ，各自与2 F C 3 0 0 0 分级机组成三个独立的一段闭路磨矿流程 1 。、2 。、4 。 球磨机溢流经3 。再磨后分配到1 系列和2 系列浮 7 球磨酽球磨5 喇t 磨 3 ．2 5 ．4 3 ．2 5 ．432 5 ．4 选，5 ”、6 。、7 球磨机溢流可任意组合成2 1 的比例分 别进入4 系列和5 系列浮选 。 本次研究主要是针对新磨矿系统的3 台球磨 机，通过改造使磨矿效率得到提高，并为浮选作业提 供更适合的入选矿浆。磨矿流程布置见图1 。 4 球磨3 球磨2 - 球磨1 。球磨 图1 磨浮车间设备联系图 F i g ．1E q u i p m e n tc o n n e c t i o nd i a g r a mo fg r i n d i n ga n df l o t a t i o np l a n t 系列 1 ．2 矿石性质分析 了增产提效的目的，又不影响选矿回收率指标心] 。 根据对原矿性质的研究和选矿试验结论，认为原矿多元素分析结果见表1 ，铜物相分析结果见 新系列圣3 2 5 4 球磨机筒体较长，有利于提高磨矿细表2 。 度，如果能通过技术改造提高球磨机的台效，既解决 表1 原矿多元素分析结果 T a b l e1M u l t i e l e m e n ta n a l y s i sr e s u l t so fr u n - o f - m i n eo r e ／％ 垂鲞生些 塾垒堡塑 生鱼 旦丝鲤些竺生竺坐缝 含量 1 ．1 90 ．0 6O ．0 53 ．6 1 0 ．0 0 59 ．1 40 ．0 76 8 ．7 63 ．9 12 ．8 66 ．3 10 ．9 70 ．4 27 ．2 0 1 单位为g ／t 。 矿石中铜主要赋存于硫化物黄铜矿及方黄铜矿 中，占总铜含量的9 6 ％左右。黄铜矿主要呈它形粒 状集合体嵌布于脉石中，集合体粒度较粗；其次呈脉 状、乳滴状、蠕虫状及不规则状嵌布于脉石中，粒度 相对较细。 表2铜的物相分析结果 T a b l e2 A n a l y s i sr e s u l t so fc o p p e rp h a s e ／％ 矿石密度为2 ．9 4t ／m 3 ，普氏硬度为．厂 1 0 1 2 ， 平均出矿品位为0 ．9 ％～1 ．3 ％，矿石的可选性较好， 入选细度- 7 4I x m 含量6 5 ％以上即能得到较高的选 矿回收率，随着磨矿细度的提高回收率将进一步提 高，但当磨矿细度超过一7 4 斗m7 5 ％时回收率趋于 稳定一1 。同时，磨矿细度的提高会使磨矿成本急剧 增加旧J ，试验结果见表3 和表4 。 表3磨矿细度对比试验结果 T a b l e3 C o m p a r i s o nt e s tr e s u l t so fg r i n d i n gf i n e n e s s ／％ 万方数据 2 0 1 6 年第2 期邓东锋某大型铜矿球磨机提高磨矿效率的实践研究 6 7 表4磨矿时间与磨矿细度的关系 T a b l e4 R e l a t i o n s h i pb e t w e e ng r i n d i n gt i m ea n d f i n e n e s so fg r i n d i n g 壅芝堕 里』堂鱼 竺 鱼 一7 4 斗m 含量／％ 5 8 ．7 36 6 ．9 37 6 ．2 38 3 ．7 99 1 ．1 6 1 ．3 球磨机排矿形式对磨矿效率的影响 根据格子型球磨为低水平强制排矿，球磨机内 储存的矿浆少，己磨细的矿粒能及时排出的特点。 同时，过粉碎率比溢流型有所降低，磨矿速度较 快H 1 。所以，格子型球磨机内储存的矿浆较少，加之 有格子板拦阻，就可以多装钢球，也便于小球的储 存；钢球抛落运动中，矿浆阻力对抛打效果的影响会 有所减轻。这使得它的生产率和效率比溢流型球磨 的高。 1 ．4 改造的可行性研究 M Q Y 3 2 5 4 球磨机规格为q b 3 2 0 0X5 4 0 0 ，有效容积 3 9 ．5m ’，转速1 8 ．5r ／m i n 。主电机T D M K l 0 0 0 - 3 6 ／ 2 6 0 0 G ，1 0 0 0k W ，额定电压6k V ，额定电流1 1 4A 。 1 ．4 ．1 球磨机的结构分析 技术改造对球磨机重量的影响技术改造前实 际运转电流只有6 5 6 8A ，负载率偏小。改为格子 型，将要增加1 2 副槽型衬板和格子板，铸铁件重量 约为4 ．5t ，为减少负荷我们选用工作噪音小、重量 轻、易于更换的橡胶衬板，全套重量1 ．9t ；改造后充 填率的提高，将增加装球量1 5t 左右。两项共增加 重量1 6 ．9t 。按照现在球磨机的负载率，电机的功率 不存在问题。 1 ．4 ．2 主要附件的工艺性分析 球磨机相关技术资料显示，M Q G 3 2 5 4 格子型球 磨机的标配电机功率即为1 0 0 0k W 。同型号的格子 型球磨机与溢流型球磨机的基础设计、传动轴及齿 轮的选用、进出料端盖及简体厚度、主轴承的选型等 主要零部件的配置是一致的，也就是说溢流型改造 格子型的方案在机械技术上是可行的。 2 技术改造的实施 2 ．1 技术改造方案 在M Q Y 3 2 5 4 溢流型球磨机的基础上取消出料 端的端衬板，增加槽型衬板和格子板，改变其排矿形 式，从而提高磨矿处理能力，达到节能降耗、增产增 效的目的‘5 1 。 2 ．2 方案实施 为了确保技术改造项目的有效实施，同时保证 球磨机改造后的使用效果，技改方案确定后，我们制 定了先改造一台，对改造效果进行跟踪评估后再行 改造另外两台球磨机的分期实施策略。 经过充分的技术准备工作，根据中空轴内衬套 和槽形衬板及格子板的外形尺寸和结构特点，对球 磨机出料端盖进行螺栓孔的定位和钻孔；并按照安 装顺序先更换中空轴内衬套，再安装槽型衬板、格子 板。改造过程用了1 6d 时间。 2 ．3 调整钢球级配 改变球磨机的初装球配比。通过对原矿石粒度 分布情况及球磨机排料端形式的改变，同时考虑矿 石性质特点，将初装球配比调整为 1 0 0m m 、榔0 m m 、嘶0m m 三种规格，比例3 4 3 。从而使磨矿产 品的粒级分布更加趋于合理J 。 3 工业生产实践 改造后的球磨机投人生产运行，经过近一年的 生产实践，球磨机台效得到了显著提高，磨矿细度更 加均匀，同时有效地提高了选矿回收率。对改造前、 后的各项指标进行跟踪，结果见表5 。 表5球磨机主要技术数据对照表 T a b l e5B a l lm i l lm a i nt e c h n i c a ld a t ac o m p a r i s o nt a b l e 表6入选矿浆粒级分析对照 T a b l e6T h ea n a l y s i sr e s u l t so fo r es l u r r yg r a n u l a r i t y c o n t r o lt a b l e 表6 显示改造后适合铜浮选的入选合格粒级 一7 4 斗m 的占比增加了，过磨现象也得到了有效 的改善 - 4 3 灿m 粒级占比减小 。 万方数据 6 8 有色金属 选矿部分2 0 1 6 年第2 期 表7 数据来源改造前为3 台M Q Y 3 2 5 4 溢流型 球磨机5 个月的生产统计结果，改造后为3 台 M Q G 3 2 5 4 格子型球磨机5 个月的生产统计结果。 4 项目实施后取得的经济效益 4 ．1 台效提高产生的效益 改制前M Q Y 3 2 5 4 溢流型球磨机平均台效为 5 1 ．0 6t ／h ，改造后M Q G 3 2 5 4 格子型球磨机平均台效 6 4 ．3 3t ／h ，提高了1 3 ．2 7t ／h ，增幅达到2 5 ％。按全 年实际生产3 2 0d 计算，改造后年增加产量为 3 0 57 4 0 ．8t ，当年原矿品位1 ．1 8 2 ％、回收率 9 3 ．3 5 ％，年提升铜金属产量为33 7 3 ．5 3t 。按近两 年铜均价4 ．6 万形t ，当年实现增收1 ．5 5 1 8 亿元，扣 减生产成本后为企业创造利润7 2 6 3 ．2 6 万元。 4 ．2 回收率提高产生的效益 回收率由原来的9 2 ．7 5 ％提高到现在的 9 3 ．4 6 ％，当年可多回收铜金属1 2 4 ．3 8t ，可以获得利 润5 7 2 ．1 8 万元。 两项合计每年增加利润78 3 5 ．4 4 万元。单台球 磨机的技改投资为3 8 ．7 4 万形台，三台合计1 1 6 ．2 2 万元，短时间内即可收回投资。同时，效率的提高有 利于用电指标的改善，起到了节约能源的效果。 5结论 采用合理的设计，较低的投入，得到了很好的技 术效果和经济效益。项目实施后磨矿效果得到了改 善，球磨机的磨矿效率显著提高，产生了巨大的经济 技术效益。对提高选矿厂产能、提高磨矿效率、改善 磨矿产品的粒度组成、节能降耗等的实际效果明显， 具有较高的实用价值。实践研究表明此技术兼顾了 企业经济效益和节能环保的综合效果，值得推广应 用。 参考文献 [ 1 ] 于金吾，李安．现代矿山选矿新工艺、新技术、新设备与 强制性标准规范全书[ M ] ．北京当代中国音像出版社， 2 0 0 5 3 1 3 3 1 8 ． [ 2 ] 李启衡．碎矿与磨矿[ M ] ．北京冶金工业出版社，1 9 8 9 1 1 7 1 9 1 ． [ 3 ] 郭万进．提高霍各乞铜矿磨矿细度的实践[ J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 0 7 3 2 2 - 2 4 ． [ 4 ] 郎平振，饶绮麟．矿石泥化对碎磨工艺的影响[ J ] ．有色金 属 选矿部分 ，2 0 0 7 1 3 5 - 4 0 ． [ 5 ] 唐新民．提高磨机处理能力和能源利用率的研究[ J ] ．矿 山机械，2 0 0 3 ，3 0 1 1 6 1 9 ． 上接第4 6 页 [ 4 ] 潘思贵．平果岩溶堆积型铝土矿地质特征及成矿模式探 讨[ J ] ．轻金属，2 0 0 6 9 6 1 1 ． [ 5 ] 刘长星，付蕾，井涛．卧螺离心机含油污泥脱水试验 研究[ J ] ．过滤与分离，2 0 0 4 ，1 4 2 2 8 - 3 1 ． [ 6 ] 任欣，田园，厉青．沉降过滤式离心机技术参数对 煤泥分离效果的影响[ J ] ．煤炭学报，2 0 0 7 ，3 2 2 2 0 6 2 1 0 [ 7 ] 王文志．离心机分离效果的影响因素[ J ] ．聚酯工业， 2 0 0 8 ，2 1 5 4 7 4 9 ． [ 8 ] 王思哲，梁云平．对影响卧螺离心机脱水效果因素的探讨 [ J ] ．给水排水，2 0 0 4 ，3 0 8 9 7 - 9 9 ． [ 9 ] 王淦．卧螺离心机与带式压滤机的比较[ J ] ．工业用水 与废水，2 0 0 2 ，3 3 1 3 6 3 8 ． 万方数据