关于半自磨机磨矿产品传递粒度(T80)的讨论.pdf

第 48 卷 2020 年第 1 期 破 磨 编辑 翟晓华 37 关于半自磨机磨矿产品传递 粒度 T80 的讨论 王新昌1，祖大磊2，刘建寿2，韩春阳3,4，郭守乾1 1中信重工机械股份有限公司 河南洛阳 471039 2洛阳理工学院 河南洛阳 471023 3洛阳矿山机械工程设计研究院有限责任公司 河南洛阳 471039 4矿山重型装备国家重点实验室 河南洛阳 471039 摘要半自磨球磨流程在选矿厂粉磨工艺中占有重要地位，随着矿石品味的下降和选矿厂单系列生 产线产能越来越大，半自磨球磨工艺应用越来越广泛。在项目前期方案设计和后期实际生产过程 中，半自磨回路的产品传递粒度 T80 都是重要的工艺参数之一，直接影响了半自磨回路和球磨回路 的运行状态，进而决定了半自磨回路和球磨回路之间的负荷分配。结合半自磨球磨的生产运行数 据，进一步对该流程进行数学分析和理论预测，讨论了设备结构和矿石性质等因素对 T80 的影响，并 进行了数据分析，针对不同状况提出了相应的调整优化措施，为后续新项目方案设计和旧项目改造方 案的制定和优化提供技术支撑。 关键词矿石粉磨工艺；半自磨球磨流程；传递粒度 T80；负荷分配 中图分类号TD451；TD453 文献标志码A 文章编号1001-3954202001-0037-04 Discussion on transfer particle size T80 of product from SAG mill WANG Xinchang1, ZU Dalei2, LIU Jianshou2, HAN Chunyang3,4, GUO Shouqian1 1CITIC Heavy Industries Co., Ltd., Luoyang 471039, Henan, China 2Luoyang Institute of Science grinding process involving SAG mill and ball mill in sequence; transfer particle size T80; load distribution 作者简介王新昌，男，1966 年生，中信重工机械股份有限公 司副总工程师，高级工程师，主要从事机械设计及技术管理工 作。 在 矿石处理领域，碎矿和磨矿是选矿厂的重要 组成部分，投资占全厂投资的 60 左右，生产 经营费用也占 40 以上。同时磨矿产品质量直接影 万方数据 第 48 卷 2020 年第 1 期 编辑 翟晓华 破磨 38 响选矿指标[1-2]。因此，破碎磨矿流程的技术水平直 接关系着整个选矿厂的生产情况和经济效益。 目前选矿厂碎磨阶段应用的工艺流程主要分为 3 类传统的三段破碎流程、高压辊磨球磨流程和 半自磨球磨流程。工艺流程的选择受到很多因素影 响，主要包括现场地形、气候、水源、项目规模、 投资水平、技术水平、人工成本以及环保要求等。简 单而论，传统的三段破碎流程较适合小规模矿山，可 能会面临破碎系统主机和辅机可靠性方面的限制；高 压辊磨球磨流程与传统的三段破碎流程有些类似， 只是用高压辊磨机作为细碎设备，单机设备产能更 大，破碎效率更高，在处理硬且脆矿石时，具有突出 的节能优势；半自磨球磨流程较其他两种流程更容 易设备大型化，单系列产能高，易实现系统自动化和 智能化，运转率高，管理成本较低，但一般来说能耗 和设备投资较高。上述仅针对一般条件进行论述，对 于具体项目，需要根据项目具体要求、矿石性质和项 目所在地的技术经济发展水平进行综合定量评估，不 能简单进行判定[3-4]。 在矿山领域，半自磨球磨流程得到越来越广 泛的应用，半自磨回路和球磨回路之间的负荷分配对 于系统的运行状况和系统可调整富裕度有着重要的影 响，其中半自磨产品传递粒度对负荷分配有着直接且 重要的影响。 笔者讨论了半自磨长径比、衬板以及矿石性质等 因素对 T80 的影响，并进行了数据分析，为后续新项 目的方案设计和旧项目改造方案的制定和优化提供技 术支撑。 1 产品传递粒度 在半自磨球磨流程中，产品传递粒度 T80 是指 图 1 半自磨球磨流程模拟 Fig. 1 Simulation of grinding process involving SAG mill and ball mill in sequence 半自磨回路最终产品粒度，即球磨回路新给料的粒度 分布，如图 1 所示。 在矿山碎磨流程方案设计和设备选型过程中，针 对 T80 存在两种不同的技术观点一种观点认为，由 于 T80 受到众多因素影响，且存在一定的随机性，因 此在方案设计和计算模拟过程中，不应该将 T80 纳入 计算范围；另一种观点认为，在方案设计过程中，应 追求 T80 设计值的绝对精确。其实这两种观点都存在 一定的片面性，没有深刻理解把握 T80，对方案设计 和系统的平稳运行不利。虽然 T80 受众多因素影响， 而且存在一定程度的随机性，但是 T80 是一个客观存 在的技术参数，且对碎磨流程负荷分配有重要影响， 不应该被漠视。T80 体现了矿石在半自磨回路中受多 种因素综合影响后的最终结果，影响因素虽然众多且 存在波动，但是系统平稳运行后，这些因素对磨矿过 程的影响还是有一定规律的，即使存在波动也是在较 小范围内。同时，正是由于这些因素的综合影响，且 存在变化，因此追求绝对稳定的 T80 固定值是不科学 的。简而言之，在方案设计和设备选型过程中，要充 分考虑 T80 对系统的影响，但不能将其固化，而是随 着磨矿系统状态的变化，T80 值在一定范围内波动。 如图 2 所示，半自磨机 T80 主要分布在 0.5 3.0 mm 范围内，具体会根据不同矿石的性质、设备参数 和运行参数等因素发生变化。 2 矿石性质对 T80 的影响 在其他条件不变的情况下，矿石性质变化对 T80 有明显的影响。当矿石性质可碎性变差时，在半自磨 机内，矿石更不易碎成小的颗粒，这时研磨机制发挥 更大的作用，这会使得 T80 变小，产品粒度变细；当 矿石更易破碎时，很容易破碎为小颗粒，这时冲击破 万方数据 第 48 卷 2020 年第 1 期 破 磨 编辑 翟晓华 39 碎机制发挥更大的作用，这会使得 T80 变大，产品粒 度变粗；当矿石的可磨性较差时，T80 会偏大，产品 粒度较粗；当矿石的可磨性较好时，更易磨成细粉， T80 会偏小，产品粒度较细。 在半自磨球磨流程设计中，一般以 JK 落重试 验结果 Ab 或者 SMC 试验结果 DWi 表征矿石的抗 冲击破碎能力，以邦德 Bond 球磨功指数表征矿石 的可磨性。 3 设备结构参数对 T80 的影响 半自磨机的结构参数也会对 T80 产生明显的影 响，当磨机的长径比较大时，T80 就会偏小。一般来 说，半自磨机的长径比接近 0.5，有一些特殊工艺要 求的项目，半自磨机长径比可以接近 1.0。格子板的 设计结构对产品粒度分布也有重要影响，主要包括格 子板开孔比例、开孔尺寸、开孔位置以及顽石孔所占 比例。一些现场实例显示，通过格子板的设计、盲 板的应用和高料位排矿，可以使磨机的产品粒度达到 200 300 m。磨机内部衬板的设计结构和生命周期 也会对磨矿产品粒度有一定影响当衬板对钢球和矿 石的提升能力较高时，对矿石的冲击破碎效果较好， 这时磨机的产能较高，但是产品粒度较粗；当衬板的 提升效果较差或者磨损较为严重时，提升能力较弱， 冲击破碎效果不好，研磨机制所占比例扩大，这时磨 机产能较低，产品粒度较细。在实际生产过程中，通 过调整半自磨机产品粒度，对半自磨机和球磨机工作 负荷进行调整，直接有效的方法之一就是调整控制筛 的筛孔尺寸，一般筛孔尺寸在 6 15 mm，当有特殊 工艺需要时，现场也有应用 3 mm 筛孔的例子。 4 运行参数对 T80 的影响 半自磨机的转速对磨机产品粒度分布有较为明 显的影响当磨机转速较高时，磨机破碎能力强，产 能较大，产品粒度较粗；当磨机转速降低时，磨机破 碎能力降低，研磨能力提升，产能下降，产品粒度变 细；当磨机内部添加钢球尺寸变大，充填量提升时， 磨机处理能力提升，产品粒度变粗；当磨机内部钢球 充填量和钢球尺寸不足时，磨机产能会降低，产品粒 度会变细。 5 负荷分配的优化 通过上述分析可以看出，半自磨机内部主要存在 两种机制对矿石产生作用第一种是冲击破碎，这种 机制在半自磨机内部占主要地位，当磨机冲击破碎能 力提升时，产能提升，产品粒度变粗；第二种是研磨 机制，这种机制影响了磨机产品中细粉的含量。 在实际生产过程中，可能会由于产能要求或者矿 石性质发生了变化，导致磨机运行状况发生变化或者 需要调整，这时就要根据上述分析得出的规律，制定 相应措施进行调整。 当矿石的可碎性变差时，半自磨机会出现产能降 低甚至“涨肚”现象，此时可以采取的措施包括增 加大尺寸钢球及填充量，提高磨机转速，降低新来料 粒度，增大控制筛的筛孔尺寸，甚至增加顽石破碎机 等。这些措施都可以增加半自磨机产能，应根据现场 实际情况，采取其中一种或几种，磨机产能会得到改 善，产品粒度会变粗。 当矿石性质变软，半自磨机内部料位较低时，或 者矿石可磨性变差，球磨机负荷过高时，需要对半自 磨机的产品粒度进行调整，采取的措施主要包括减 少钢球添加量，降低转速，减小控制筛筛孔尺寸，关 闭顽石破碎机和更改格子板设计等，使半自磨机产品 粒度变细，负荷上升。这时会改善半自磨机内部料位 问题，降低球磨机负荷。 在项目方案设计过程中，也有根据半自磨机和球 磨机负荷分配状况，在小范围内进行调整的趋势，如 图 3 所示。 从图 3 可以看出，虽然数据较为离散，但是仍 然具有一定规律。横坐标是 Ab 和 BWi 的乘积，此 图 2 T80 的分布范围 Fig. 2 Distribution range of T80 图 3 矿石性质与 T80 Fig. 3 Mineral properties and T80 万方数据 第 48 卷 2020 年第 1 期 编辑 翟晓华 破磨 40 值越大说明矿石易碎难磨，此值越小说明矿石难碎易 磨。从图 3 中的趋势可以看出，当矿石易碎难磨时， 半自磨负荷较轻，球磨机负荷较重，在方案设计过程 中，应适当降低传递粒度，增加半自磨机负荷，降低 球磨机负荷；当矿石难碎易磨时，半自磨负荷较重， 球磨机负荷较轻，在方案设计过程中，应适当增大传 递粒度，降低半自磨机负荷，增加球磨机负荷。通过 上述调整，系统更为平衡和稳定，未来可调整空间更 大。 6 结论 1 半自磨机传递粒度 T80 受众多因素影响，探讨 了矿石性质、设备结构参数和运行参数等方面因素对 传递粒度的影响规律。T80 的变化直接影响了半自磨 机和球磨机之间的负荷分配。 2 在新项目方案设计过程中，充分考论各种因 素，优化半自磨机和球磨机之间负荷分配；对于在运 行项目，针对不同情况，提出了优化措施，以使负荷 分配更加合理，系统运行更加稳定。 参 考 文 献 [1] 段希祥.碎矿与磨矿 [M].北京冶金工业出版社，20061. [2] 张卯均，胡为柏，邵全渝，等.选矿手册第二卷第一分 册 [M].北京冶金工业出版社，1993261-262. [3] 姬建钢，郝 兵，祖大磊，等.矿石破碎与粉磨能耗的计算 预测 [J].矿山机械，2012，40966-68. [4] MORRELL S. A for predicting the specific energy requirement of comminution circuits and assessing their energy utilisation efficiency [J]. Minerals Engineering，2008211137- 1146. □ 收稿日期2019-10-12 修订日期2019-11-29 作者简介谭文才，男，1986 年生，硕士，工程师，主要从事选矿工艺与选厂智能化的设计与研究工作。 影响半自磨机顽石产率的因素研究 谭文才1,2，夏 林3，刘 俊1,2，田振华1,2，杜自彬1,2，张树辉2,4 1洛阳矿山机械工程设计研究院有限责任公司 河南洛阳 471039 2矿山重型装备国家重点实验室 河南洛阳 471039 3紫金矿业集团股份有限公司紫金山金铜矿 福建上杭 364200 4中信重工工程技术有限责任公司 河南洛阳 471039 摘要半自磨机在生产过程中会产生大量顽石，顽石在磨机内累积会影响磨机的产能及磨矿单位功 耗。通过分析某铜矿半自磨机 3 个月的生产数据，研究给料粒度分布及磨机转速对顽石产率的影响， 总结出如下规律半自磨机给料粒度的稳定性和配比对顽石产率均有影响，当半自磨机给料粒度稳 定，粒度分布合理，特别是超大粒度矿石分布合理时，半自磨机顽石产率高；半自磨机转速与顽石产 率呈正相关，半自磨转速增大，加快了磨机的排矿能力，顽石产率高。针对此种规律，给出了现场半 自磨机调节建议。 关键词半自磨机；顽石产率；粒度分布；磨机转速 中图分类号TD453 文献标志码B 文章编号1001-3954202001-0040-05 Research on factors affecting yield of pebbles from SAG mill TAN Wencai1,2, XIA Lin3, LIU Jun1,2, TIAN Zhenhua1,2, DU Zibin1,2, ZHANG Shuhui2,4 1Luoyang Mining Machinery Engineering Design Institute Co., Ltd., Luoyang 471039, Henan, China 2State Key Laboratory of Mining Heavy Equipment, Luoyang 471039, Henan, China 3Zijinshan Gold Copper Mine, Zijin Mining Group Co., Ltd., Shanghang 364200, Fujian, China 4CITICHIC Engineering Technology Co., Ltd., Luoyang 471039, Henan, China AbstractDuring the operation of SAG mill, a large number of pebbles produced. The pebbles cumulated 万方数据