优化磨矿分级系统负荷的探讨.pdf

有色金属 （选矿部分 ）2 0 0 9 年第 1 期 5 楚雄矿冶股份公司选矿厂设计处理量为 3000t/d， 为了适应企业生存与发展的需要，选矿处理量增加 到 4500t/d。增产后，选矿厂出现了两个瓶颈问题 一是竖井提升能力不足；二是细碎机负荷过重，难 以满足生产。对此，我们先后采取了更新细碎机、 改造提升系统等措施，有效解决了这两个瓶颈问 题。现在整个提矿、碎矿系统已经能够满足扩产的 需要。随之而来的是另一个瓶颈的显现，即棒磨机 处理能力不足，选矿厂先后采取了增大棒磨机用棒 直径 （ 由 Ф75mm 增加到 Ф85mm ）、提高棒磨机转 速等措施，有效提高了棒磨机的处理能力。接着， 我们看到了二段磨机频繁涨肚，三段磨却处于负荷 不足状态，说明了磨矿分级系统负荷不平衡。 从提高磨矿系统处理能力和合理分配各段磨机 负荷、保护设备、调整流程的角度考虑，是否可以 将负荷后移，即将二段磨机的负荷分出一部分进入 三段磨机，充分发挥三段磨矿的作用，从而达到调 整负荷、提高处理量和指标的目的。本文就此作了 大量的统计和分析计算工作，并提出了调整方案。 1磨机现状 1.1流程考察统计结果 为摸清近年来磨矿系统的运行状况，首先统计 了 2003-2006 年四年间的流程考察及局部流程考察 数据，并得出各台磨机利用系数和分级效率的数据 （ 见表 1 ）。 从表 1 可以看出，棒磨机和三段磨机负荷明显 低于二段磨；同时分级机和旋流器的分级效率也较 正常值 （ 一般地，分级机分级效率≥55，旋流器 分级效率≥60 ） 偏低。 1.2现场操作分析 通过对现场情况的观察，以及与操作人员的交 流得知，在现场操作过程中，棒磨机、分级机、二 段磨的运行电流明显高于三段磨机，且二段磨经常 出现胀肚情况。由此也可得出二段磨机负荷高于三 段磨机负荷的结论。 2流程考察相关数据及流程计算 要调整参数，首先要摸清原来流程的操作参 数，因此统计了 2003-2006 年四年来的相关数据， 得到了磨矿分级流程中各产品的细度、品位等数 据；再以流程考察中所得到的平均细度、品位等相 关数据，结合工艺要求的分级效率、磨机利用系数 等，重新计算磨矿分级流程，计算结果见数质量流 程图 （ 图 1 ）。 由表 2 可知，除了分级溢流细度、三段排矿细 度略高于计算值外，其余细度值考察数据均低于重 优化磨矿分级系统负荷的探讨 王礼珊， 刘嘉荔 （ 云南铜业 （ 集团 ） 有限公司 楚雄矿冶股份公司，云南 楚雄 675401 ） 摘要在生产实践中，选矿厂磨矿系统经过多项技术创新后，处理量由 3000t/d 增加到 4500t/d，同时导致二 段磨矿环节负荷由 0.78 t/m3 h 增加到 0.85 t/m3 h，三段磨矿环节负荷仅为 0.72 t/m3 h，基于流程考察、现场分析和 优化计算，通过调整分级设备的工艺和结构参数，使二段磨矿负荷减少 0.05t/m3 h，三段磨矿负荷增加为 0.75 t/m3 h， 相对平衡合理。 关键词优化；系统；参数；负荷 中图分类号TD453；TD454文献标识码B文章编号1671-9492 （2009 ） 01-0016-04 收稿日期 2 0 0 8 - 1 0 - 1 8 作者简介 王礼珊 （1 9 7 1 - ） ， 男， 云南宣威人， 助理工程师。 表 1各台磨机利用系数和分级效率 Table 1The date of efficiency for every crusher and grinding mill 设备名称 棒磨机 二段磨机 三段磨机 分级机 旋流器 利用系数/ （ t m-3 h-1） 0.66 0.85 0.75 分级效率/ 48.88 52.06 16 2 0 0 9 年第 1 期 新计算的数据。其中，分级给矿和返砂细度低，是 由于考察中的分级效率仅 48.88，在计算时则将 分级效率提高到了 50；旋流器的给矿、溢流、沉 砂细度考察数据低于计算数据，一方面是依据原来 旋流器调整时的参数要求 （给矿细度大于 30， 最好保持在 38以上，根据考察结果情况取值为 30 ），且考察中分级效率仅为 52.06，计算时取 55；同时，还看到各段磨机的排矿细度均低于 计算数据，说明各段磨机的磨矿效果未达到预期和 要求。 3分级机和旋流器负荷计算 3.1分级机 3.1.1FGL-Ф2.4m 分级机处理能力计算 Q＝mk1k2（ 65D2＋74D-27.5 ） /24 式中m分级机螺旋个数；m＝2 k1矿石密度校正系数；k1＝10.5（ δ－2.7 ） ≈1.0 δ矿石密度；δ＝2.68 k2分级粒度校正系数；d（95）＝0.24mm， 查表得 k2＝1.4～1.7，取 1.5； D分级螺旋直径，m 将各参数代入公式，计算得 Q＝65.56 t/h 3.1.2以实际流程处理量反算的螺旋直径 D＝-0.08＋0.10324Q/mk1k2姨 式中Q生产中实际处理量，目前处理量 以94t/h 计算； 其它符号同前 计算得D＝2.74 3.1.3超负荷量 由前面的计算不难看出，就目前来看，分级机 已经处于超负荷状态。 以超出的直径反算处理量，得 Q＇＝mk1k2（ 65D2＋74D-27.5 ） /24 其中D＝2.74 Q＇＝82.91 t/h 也就是说，Ф2.4m 分级机目前已超负荷26.46。 3.1.4解决超负荷的方法 分级机超负荷运转主要体现在返砂量大，球磨 机吃不了，循环负荷大。要减少返砂量，一方面是 强化磨矿，另一方面是加大溢流量。而两者是统一 的，只要返砂量减少，磨机就能提高磨矿效果，因 此我们考虑采用加大溢流量的方法。 根据返砂量公式Q0＝135 mk1n0D3/24，可以看 出，当转速 n 减小时，返砂量就会减少。Ф2.4m 分 级机的转速 n0为 3.64r/min，当转速减为 n1＝3 r/min 时，Q1/Q0＝17.58，即减速后返砂量减少 17.58。 根据流程考察结果统计，分级机溢流浓度为 原矿 100.094.0 8.3（ 8.12.3 ） Ⅰ Ⅱ Ⅲ 12.81 12.04 88.0 0.794 （ 86.783 ） 中 矿 257.7 242.25 20.45 （ 20.454 ） 粗 选 112.0 105.29 65.0 （ 64.188 ） E55 （ E52.06 ） 257.7 242.25 12.74 （ 12.06 ） 352.13 331.0 30.0 （ 29.829 ） 旋流器 99.2 93.25 42.0 0.806 精 矿 0.80 75.2 40.31 100.0 94.0 42.0 （ 42.151 ） 粗粒浮选 E50 （ E48.88 ） 134.0 125.96 8.0 （ 7.669 ） 210.88 198.23 25.0 （ 20.663 ）分级机 100.0 94.0 23.24 （ 21.061 ） 图例 产率 （ ）矿量 （t/h ） 品位 （％ ）细度 （- 7 4 μm ） 原考察细度 （- 7 4 μm ） 图 1数质量流程图 Fig. 1Theflowsheetafteraccount 表 2考察数据与流程重新计算的数据对比 Table 2Contrast result for seeing and account 细度/-74μm 产品名称 棒磨给矿 棒磨排矿 分级给矿 分级溢流 分级返砂 二段磨排矿 旋流器给矿 旋流器溢流 旋流器沉砂 三段磨排矿 中矿 考察值平均计算数据差值 （ 计算-考察 ） 8.123 21.061 20.663 42.151 7.669 21.877 29.829 64.188 12.060 20.454 86.783 8.300 23.240 25.000 42.000 8.000 22.000 30.000 65.000 12.740 20.450 88.000 0.177 2.179 4.338 -0.151 0.331 0.123 0.171 0.813 0.680 -0.004 1.218 王礼珊等 优化磨矿分级系统负荷的探讨17 有色金属 （选矿部分 ）2 0 0 9 年第 1 期 48.19，按处理原矿量 94t/h 计算，则 17.58应为 16.52t/h，换算成矿浆量为 12.79m3/h，由此使二段 磨矿负荷减少 0 . 0 5 t / m 3 h 。 3.2Ф500mm 旋流器 3.2.1Ф500mm 旋流器处理能力计算 旋流器的处理能力一般以矿浆体积计算 V＝3kakddndc 式中ka锥角修正系数，ka＝1.0 kd直径修正系数，kd＝1.0 dn给矿口当量直径，cm，dn＝4bh/п姨 ＝5.64cm b给矿口宽度，cm h给矿口高度，cm dc溢流管直径，cm P0入口矿浆计算压力，MPa， P0＝ ［ （ H－H＇ ） γg ］ /100＝0.116 MPa H高位池管道出口至旋流器进浆口 几何高差，H＝10m H＇沿程 （管道、弯头、闸门 ） 损 失，H＇＝2m g重力加速度，g＝9.8m/s 将各参数代入公式计算得V＝63.5 m3/h 现场用 5 台旋流器，则理论处理量为 317.5 m3/h。 3.2.2Ф500mm 旋流器现场处理量 就流程考察来看，现场生产中旋流器的处理量 的产率达到 410，按 94t/h 计，合 385.4t/h，矿浆 浓度为 48，折算出矿浆体积约为 561.3m3/h。从 理论上看，旋流器的处理量是不能满足生产需要 的。但现场的操作却又显示出旋流器负荷不足，经 现场考证，认为是由于两方面原因，一是旋流器各 参数不合理；二是高位槽液面不稳。 但要在目前设备条件下，尽可能满足生产量的 需要，考虑通过调整旋流器参数来达到目的。这在 我厂 20 世纪 90 年代中期也曾做过类似试验，不过 当时的主题不同，是为提高溢流细度而增大旋流器 沉砂口尺寸，现在是为了调整处理量而寻找适合的 沉砂口尺寸。 3.2.3确定 Ф500mm 旋流器参数方案 根据重新计算后各作业点的产率、矿量和细度 要求，对旋流器进行参数调整。而影响旋流器分 级效率和处理量的主要参数是沉砂口尺寸和进浆 压力。 3.2.3.1确定沉砂量 根据计算出沉砂的产率约为 257.71，按原矿 处理量 94t/h 计，沉砂量应为 242.25t/h，加大分级 机后移部分的矿量 16.52t/h，沉砂量应为 258.77t/h， 则循环负荷 Cw275.29。 3.2.3.2确定沉砂口尺寸 沉砂口尺寸 （ Δ ） 计算 Δ＝ （ 4.162－ 16.43 2.65-P 100P Cw 1.1ln u 0.907P） 2.54 ＝6.518cm65.18mm 当沉砂口尺寸为 65.18mm 时，既可满足流程 计算的处理量，同时也能满足分级机后移部分的矿 浆量 （ 12.79 m3/h ）。 3.2.3.3确定溢流指标 溢流指标是保证浮选效果的重要参数，是必须 保证的，根据生产中浮选流程的需要，确定溢流指 标为浓度 28～30，细度为 65～68-74μm。从 历年流程考察结果统计上看，现在的溢流能达到这个 指标要求，说明现在的溢流口尺寸无需再作调整。 3.2.3.4进浆压力的稳定措施 在现场中，进浆压力不稳定的原因主要是1 ） 砂泵“喘气”现象在所难免，偶有发生；2 ） 高位 槽中基本是进出两空，不能满足“满管下输” ，以 致给矿压力不稳定。 分析原因后认为，现在的砂泵工作情况已大有 改善，今后应多做工作，尽量减少“喘气” 。另一 方面是适度缩小高位槽直径。 现在的高位槽相对于矿浆量偏大了，所以难以 形成一定高度的矿液面，如果适度缩小直径，就可 解决这个问题。解决方案见图 2。 π R1100 R1250 进旋流器 进旋流器 1600 2500 图 2高位槽改造示意图 Fig. 2Sketch of improved 18 2 0 0 9 年第 1 期 在高位槽中增加一个类似“夹层”的隔层，隔 层与外层相连，当矿浆超过一定高度时，自然与外 层连通，外层与高位槽溢流管相连，溢出矿浆自溢 流管流回砂泵池，避免漫槽。增加隔层后，在一定 高度内缩小了高位槽内径，提升矿浆高度，对稳定 旋流器进浆压力是有利的。 通过现场观察与测量，建议内径减少 150mm， 即从原来的 1250mm 减至 1100mm，隔层高度为 1600mm。 3.2.4三段磨机在增加处理量后的负荷状况 三段磨机现阶段的处理量达到 283.2t/h，利用 系数为 0.721t/m3 h；处理量增加了 23.32t/h，则利 用系数应为 0.751 t/m3 h。三段磨机完全能够满足 生产。 4结语 要平衡整个磨矿分级系统的负荷，一方面要加 强各段磨机的管理，尤其是介质添加管理，按时、 按量、足量、科学合理地添加介质，使各台磨机能 处于一个科学、合理、高效、经济的状态下运行。 二是调整分级设备的参数，最终达到将前两段磨机 的负荷后移到第三段磨矿。 通过调整，一方面在不减产的情况下减轻了分 级机和二段磨的负荷，另一方面又能充分发挥三段 磨机的效果，从而达到优化磨矿分级系统，提高磨 矿分级系统效率的目的。 参考文献 ［1 ］选 矿 设 计 手 册编 委 会 . 选 矿 设 计 手 册［M ］ . 北 京 冶金工业出版社， 1 9 8 8 . RESEARCH OF OPTIMIZE THE SYSTEM OF GRIND AND CLASSIFICATION WANG Lishan，LIU Jiali （Chuxiong Copper，Yunnan Coppere Industry （Group ） Co.Ltd.，Chuxiong Yunnan 675401， China ） ABSTRACT The triturate system in the mill run factory，Accross innovate in technology，output has been incteased from 3000t/dto4500t/d，but at the same time，it bring on burghen from 0.78t/m3 hto 0.85 t/m3 h for second grind.By way for adjust configurable parameter，analyse，account again，result the second grind’ s burghen decrease 0.05 t/m3 h，the third increase 0.03 t/m3 h. Key wordsoptimize；system；parameter；burthen 王礼珊等 优化磨矿分级系统负荷的探讨19