酒钢选烧厂新型磨矿介质工业试验研究.pdf

酒钢选烧厂新型磨矿介质工业试验研究 ① 张志荣， 叶传勇， 司 胜 （酒钢选烧厂，甘肃 嘉峪关 ７３５１００） 摘 要 对酒钢选烧厂的磨矿介质进行了工业试验研究。 结果表明，低铬铸球单耗为 ０．３１６ ｋｇ／ ｔ，高铬铸球单耗为 ０．２１４ ｋｇ／ ｔ，热轧 钢球单耗为 ０．１８５ ｋｇ／ ｔ。 采用热轧钢球作球磨机介质，碎球率极低，钢球经过一个阶段使用后，钢球硬度内外均匀，性能稳定，外形 尺寸圆度好。 关键词 磨矿； 磨矿介质； 低铬铸球； 高铬铸球； 热轧钢球 中图分类号 ＴＤ９２１文献标识码 Ａｄｏｉ１０．３９６９／ ｊ．ｉｓｓｎ．０２５３－６０９９．２０１６．０２．０１７ 文章编号 ０２５３－６０９９（２０１６）０２－００６０－０２ Ｉｎ⁃ｓｉｔｕ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｎｅｗ⁃ｔｙｐｅ Ｇｒｉｎｄｉｎｇ Ｍｅｄｉａ ｉｎ ＪＩＳＣＯ ＺＨＡＮＧ Ｚｈｉ⁃ｒｏｎｇ， ＹＥ Ｃｈｕａｎ⁃ｙｏｎｇ， ＳＩ Ｓｈｅｎｇ （Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ Ｐｌａｎｔ ｏｆ ＪＩＳＣＯ， Ｊｉａｙｕｇｕａｎ ７３５１００， Ｇａｎｓｕ， Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｃｏｍｍｅｒｃｉａｌ ｔｅｓｔｓ ｗｅｒｅ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ ｔｏ ｅｖａｌｕａｔｅ ｔｈｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｇｒｉｎｄｉｎｇ ｍｅｄｉａ ｕｓｅｄ ｉｎ Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ Ｐｌａｎｔ ｏｆ ＪＩＳＣＯ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ， ｕｎｉｔ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ｏｆ ｌｏｗ⁃ｃｈｒｏｍｅ ｃａｓｔ ｉｒｏｎ ｂａｌｌ， ｈｉｇｈ⁃ｃｈｒｏｍｅ ｃａｓｔ ｉｒｏｎ ｂａｌｌ ａｎｄ ｈｏｔ⁃ｒｏｌｌｅｄ ｓｔｅｅｌ ｂａｌｌ ｉｓ ０．３１６， ０．２１４ ａｎｄ ０．１８５ ｋｇ／ ｔ， ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ． Ｔｈｅ ｈｏｔ⁃ｒｏｌｌｅｄ ｓｔｅｅｌ ｂａｌｌ， ａｓ ｇｒｉｎｄｉｎｇ ｍｅｄｉｕｍ ｉｎ ｂａｌｌ ｍｉｌｌｓ， ｃａｎ ｈａｖｅ ａｎ ｅｘｔｒｅｍｅｌｙ ｌｏｗ ｂｒｅａｋａｇｅ ｒａｔｉｏ， ａｎｄ ｒｅｍａｉｎ ｓｔａｂｌｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ａｆｔｅｒ ｒｕｎｎｉｎｇ ｆｏｒ ａ ｃｅｒｔａｉｎ ｐｅｒｉｏｄ ｏｆ ｔｉｍｅ， ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｕｎｉｆｏｒｍ ｂａｌｌ ｈａｒｄｎｅｓｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｉｎｎｅｒ ａｎｄ ｏｕｔｅｒ ｐａｒｔｓ， ｒｏｕｎｄｎｅｓｓ ｉｎ ｂｏｕｎｄａｒｙ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ ｒｅｍａｉｎｉｎｇ ｕｎｃｈａｎｇｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ ｇｒｉｎｄｉｎｇ； ｇｒｉｎｄｉｎｇ ｍｅｄｉａ； ｌｏｗ⁃ｃｈｒｏｍｅ ｃａｓｔ ｉｒｏｎ ｂａｌｌ； ｈｉｇｈ⁃ｃｈｒｏｍｅ ｃａｓｔ ｉｒｏｎ ｂａｌｌ； ｈｏｔ⁃ｒｏｌｌｅｄ ｓｔｅｅｌ ｂａｌｌ 在整个选矿成本中，破碎、磨矿费用约占 ４０％ ～ ６０％。 磨矿是消耗金属最大的工序，酒钢选烧厂磨矿 介质费用占选矿生产直耗费用的 ５２％左右。 降低磨 矿费用对于降低选矿总成本有重要意义。 长期以来， 国内黑色及有色选矿厂、水泥行业广泛使用低铬铸球、 锻打钢球作为磨矿介质，近年来也采用高铬铸球、热轧 钢球作为磨矿介质。 高铬铸球、热轧钢球具有整体硬 度高、破碎率极低、磨矿效率高、成本低等特点，得到了 选矿厂的认可，可给企业带来效益。 ２０１１ 年酒钢使用高铬铸球和低铬铸球的工业对 比试验结果表明，高铬铸球具有耐磨、破损率低的特 点，可取代低铬铸球；２０１２ 年进行了热轧钢球试验，结 果表明，热轧钢球具有耐磨、环保、磨矿效果好的特点， 可取代高铬铸球。 ２０１２ 年在新建的二选厂开始全面 推广使用，生产实践表明热轧钢球磨矿效果良好。 １ 磨矿介质对比试验结果 １．１ 高铬合金铸球与低铬铸球对比试验 选烧厂采购了直径 ３０～１００ ｍｍ 的高铬合金铸球 （简称高铬铸球）１１０ ｔ，按照级配要求（见表 １）初装 ３６ ｔ 钢球到强磁磨矿系统的 ２－１＃一段 ３．２ ｍ３．１ ｍ 球 磨机进行工业试验。 表 １ ２－１＃初装时各粒级钢球分布 初装球直径／ ｍｍ占比／ ％ １００ ９０３５．２ ８０５．４ ７０２１．６ ６０１８．９ ５０１３．５ ３０５．４ ３－１＃球磨机与 ２－１＃球磨机规格型号、作业段、给 矿性质均相同，所以对使用低铬铸球的 ３－１＃球磨机与 ２－１＃球磨机进行了平行对比。 ３ 个月对比试验表明， ２－１＃球磨机高铬铸球消耗为 ０．２４５ ｋｇ／ ｔ，碎球率 ０．５％ 左右；３－１＃球磨机低铬铸球消耗为 ０．３１６ ｋｇ／ ｔ，低铬铸 球单耗是高铬铸球的 １．２９ 倍，实测碎球率 ５％左右。 ①收稿日期 ２０１５－１０－２４ 作者简介 张志荣（１９７１－），男，陕西人，高级工程师，主要从事选矿技术及管理工作。 第 ３６ 卷第 ２ 期 ２０１６ 年 ０４ 月 矿矿 冶冶 工工 程程 ＭＩＮＩＮＧ ＡＮＤ ＭＥＴＡＬＬＵＲＧＩＣＡＬ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ Ｖｏｌ．３６ №２ Ａｐｒｉｌ ２０１６ 高铬铸球和低铬铸球磨矿分级效果对比指标见表 ２。 表 ２ 高铬合金铸球与低铬铸球磨矿分级效果对比结果 磨机 台时 处理量 ／ （ｔｈ －１ ） 浓度／ ％－０．０７４ ｍｍ 粒级含量／ ％ 球排分溢返砂球排分溢返砂 返砂 比 ／ ％ 分级 量效率 ／ ％ 分级 质效率 ／ ％ ２－１＃７０．３１７５．７０ ５５．５９ ８１．２７３６．２５６１．３０１３．３８１１０８０．７１５１．７４ ３－１＃７４．２５７８．７４ ５５．８３ ８３．８７３５．１８５７．４４１１．１４９３８４．７９５０．６９ 从表 ２ 可知，２－１＃球磨机与 ３－１＃球磨机处理量、 磨矿浓度均在规程要求范围内，２－１＃球磨机台时处理 量较 ３－１＃球磨机低 ３．９４ ｔ／ ｈ，返砂比高 １７ 个百分点， ２－１＃球磨机排矿－０．０７４ ｍｍ 粒级含量较 ３－１＃高 １．０７ 个百分点，分级溢流中－０．０７４ ｍｍ 粒级含量较 ３－１＃高 ３．８６ 个百分点。 １．２ 热轧钢球与高铬铸球对比试验 选烧厂后续采购了直径 ５０～１００ ｍｍ 的热轧钢球 ６３ ｔ，钢球按照级配要求（见表 ３）初装球 ３６ ｔ 入强磁磨 矿系统 ４－１＃一段球磨机进行工业试验。 表 ３ ４－１＃初装时各粒级钢球分布 初装球直径／ ｍｍ占比／ ％ １００ ９０３６．１ ８０８．３ ７０２２．２ ６０１６．７ ５０１６．７ ４００．０ ４－１＃球磨机与 ２－１＃球磨机规格型号、作业段、给 矿性质均相同，所以采用使用高铬铸球的 ２－１＃球磨机 与之平行对比。 ４－１＃球磨机补加 Φ１００ ｍｍ 的钢球。 热轧钢球和高铬铸球磨矿分级效果对比指标见表 ４。 表 ４ 热轧钢球与高铬铸球磨矿分级效果对比结果 磨机 台时 处理量 ／ （ｔｈ －１ ） 浓度／ ％－０．０７４ ｍｍ 粒级含量／ ％ 球排分溢返砂球排分溢返砂 返砂 比 ／ ％ 分级 量效率 ／ ％ 分级 质效率 ／ ％ ２－１＃６４．１４８０．２０ ５８．６６ ８１．４０３６．２０５５．３３１３．４２ ８４．００ ８３．０８４５．０３ ４－１＃６３．５０７７．９５ ５６．７１ ８２．５６４２．９２５９．３３１４．６０ ５７．９４ ８７．５２４２．４２ 从表 ４ 可知，２－１＃球磨机与 ４－１＃球磨机处理量、 磨矿浓度均在规程要求范围内，２－１＃球磨机台时处理 量与 ４－１＃球磨机相当，在分级溢流浓度低 １．９５ 个百分 点的情况下，分级溢流中－０．０７４ ｍｍ 粒级含量较 ４－１＃ 低 ４．００ 个百分点。 剔除分级溢流浓度的影响，４－１＃分 级溢流中－０．０７４ ｍｍ 粒级含量较 ２－１＃略高，说明使用 热轧钢球的球磨机有利于提高磨矿细度。 ２－１＃球磨机高铬铸球单耗为 ０．２１４ ｋｇ／ ｔ，４－１＃球 磨机热轧钢球单耗为０．１８５ ｋｇ／ ｔ，可见使用热轧钢球比 使用高铬铸球单耗低 ０．０２９ ｋｇ／ ｔ。 ２ 热轧钢球与高铬铸球对比分析 ２．１ 磨损钢球化检验评价 在 ４－１＃、２－１＃球磨机中随机抽取不同直径的球各 ５ 个，标识后进行表面硬度检验，结果见表 ５。 表 ５ 球磨机磨球介质表面 ＨＲＣ 硬度 钢球 种类 不同球径（ｍｍ）球表面硬度（ＨＲＣ） ９０～１００ ８０～９０ ７０～８０ ６０～７０ ５０～６０ ４０～５０ ３０～４０ 热轧钢球６２．３６６３．４６６２．１８６２．３２６２．８２６３．００５９．４２ 高铬铸球６２．０２６０．５０６０．９４６４．１８６２．０６６０．７４ 表 ５ 数据结果表明，高铬铸球、热轧钢球经过一个 阶段使用后，球硬度内外均匀，热轧钢球的硬度较高铬 铸球更加稳定。 ２．２ 钢球性价比分析 按照酒钢选烧厂强磁一段球磨机处理原矿量 ４６０ 万吨／ 年计，采用实际钢球消耗对比计算消耗。 如果采 用热轧钢球，则较高铬铸球降低消耗量为 ３ ５００ ０００（０．２１４－０．１８５） ／１ ０００＝１０１ ｔ 热轧钢球与高铬铸球价格相近，到酒钢选烧厂含 税价格为 ７ ０００ 元／ 吨左右，则采用热轧钢球替代高铬 铸球仅强磁一段磨矿每年节约采购费用 ７０ 万元。 ３ 结 语 １） 热轧钢球单耗为 ０．１８５ ｋｇ／ ｔ，高铬铸球单耗为 ０．２１４ ｋｇ／ ｔ，低铬铸球单耗为 ０．３１６ ｋｇ／ ｔ。 采用热轧钢 球每年较高铬铸球节约费用 ７０ 万元。 在球磨机处理 量以及操作参数相近的情况下，使用热轧钢球有利于 提高磨矿细度。 可在强、弱磁生产中推广应用热轧 钢球。 ２） 采用热轧钢球作球磨机介质，碎球率极低，钢 球经过一个阶段使用后，钢球硬度内外均匀，性能稳 定，外形尺寸圆度好。 １６第 ２ 期张志荣等 酒钢选烧厂新型磨矿介质工业试验研究