一段格子型球磨机与平底旋流器.pdf

SeriesNo. 397 July 2009 金 属 矿 山 METAL M I NE 总第397期 2009年第7期 秦同文1965 , 男,太原钢铁集团有限公司,副总经理, 030027山 西省太原市兴华街32号。 一段格子型球磨机与平底旋流器 分级配置的应用实践 秦同文 1 王连生 1 王德明 2 1. 太原钢铁集团有限公司; 2.威海海王旋流器有限公司 摘 要 MQG - 3660型一段球磨机与改进的 660平底水力旋流器配置,球磨机处理量达到240 t/h,球磨机 利用系数达4. 4 t/ m3 h 。该水力旋流器适用于粗粒分级,分级效率高,沉砂嘴不堵塞,具有较广的推广应用价 值。 关键词 一段磨矿分级 平底水力旋流器 分级效率 Application Practice of the Configuration of Primary Grate2Type Ball M ill with Flat2Bottom Classifying Hydrocyclones Qin Tongwen 1 WangLiansheng 1 Wang Deming 2 1. Taiyuan Steel Group Co . , Ltd;2. W eihai Haiwang Cyclone Co . , Ltd. Abstract The configuration ofMQG - 3660 pri mary ball mill with improved660 flat2bottom hydrocyclones makes the ballmill throughput to reach 240 t/h and its utilization coefficient to be 4. 4 t/ m3h.This kind of hydrocyclone is suitable for coarse particle classification and has high classification efficiency and an unblocked spigot, therefore beingwor2 thy of spreading . Keywords Primary grinding and classification, Flat2bottom hydrocyclone, Classification efficiency 在我国,一段磨矿工艺采用溢流型球磨机与水 力旋流器配置比较常见,鞍钢集团矿业公司调军台 选矿厂、 大孤山选矿厂、 东鞍山烧结厂选矿厂等采用 该配置;一段磨矿工艺采用格子型球磨机与水力旋 流器配置比较少见,酒钢选矿厂、 攀钢密地选矿厂、 武钢金山店选矿厂1个系列采用该配置。太钢尖山 铁矿新建两个系列采用格子型球磨机与水力旋流器 配置,在调试过程中,颇费周折,通过多方努力进行 改进,取得了比较好的应用效果。 1 问题的提出 1. 1 一段磨矿分级工艺情况简介 2006年12月尖山铁矿第5, 6系列扩建工程完 工后,一段磨矿工艺发生了变化原第1～4系列一 段磨矿分级流程为MQG - 3645型格子型球磨机、 3 000 mm高堰式双螺旋分级机流程配置;第5, 6 系列一段磨矿分级流程改为MQG - 3660型格子型 球磨机与8500 mm水力旋流器流程配置。采 用水力旋流器配置,主要原因是国内外没有配套球 磨机的更大的螺旋分级机。对比流程见图1。 图1 一段磨矿分级对比流程 1. 2 工艺上存在的问题 投产后,该系统运行存在以下问题采用常规水 74 力旋流器,沉砂嘴频繁严重堵塞,水力旋流器溢流跑 粗,严重影响系统产能的正常发挥,采取调整沉砂 嘴、 改变溢流管、 调整浓度、 改变压力,返砂比高达 420 ,球磨机排矿端吐矿严重,球磨机处理量165 t/h,维持在低水平运行,达不到处理量189 t/h的设 计能力。以上问题严重困扰着尖山铁矿新系统的正 常运行。 1. 3 依据水力旋流器理论探析改进思路 对于水力旋流器而言,其柱锥结构形式决定了 其主流场边界结构,影响水力旋流器的分离精度和 分级效率。就同一规格的水力旋流器而言,锥角大 的则其锥体短,物料在其中的分离时间亦短;锥角小 的则其锥体长,物料在其中的分离时间亦长。因此, 锥角的大小决定分离时间的长短,这既影响其生产 能力和分离粒度,也影响其分级效率。按照一般规 律,随着水力旋流器锥角的增大,其沉砂产率逐渐降 低。一段磨矿水力旋流器的给矿粒度组成与二段磨 矿水力旋流器的的给矿粒度组成差别很大,而规格 与锥角完全相同。这就说明水力旋流器的规格与参 数是不合理的,理应调整参数进行试验。由此提出 “ 大锥角 ” 的改进思路。 水力旋流器的给矿浓度和工作压力都影响水力 旋流器的分级效率。两者相比,给矿浓度对分级效 率影响更大。通过增大水力旋流器规格,减少单台 水力旋流器的矿浆处理量,适当降低给矿浓度和工 作压力,有利于减轻沉砂嘴的压力,以减少沉砂嘴堵 塞,防止溢流恶性跑粗。由此提出“ 大规格、 低压 力 ” 的改进思路。 2 水力旋流器结构改进试验 在尝试水力旋流器锥角方案时,联合威海海王 旋流器有限公司制作45锥角和180 平底两种锥角 的水力旋流器,改变锥角后,水力旋流器分离空间大 大减少,将圆柱体段分成四段采用法兰连接。根据 试验情况,通过调整圆柱体段的长度调整水力旋流 器腔体分离空间。 试验首先从 500水力旋流器的改造开始,在 水力旋流器上先后进行了 500水力旋流器结构改 造试验和 660水力旋流器结构改造试验与研究。 2. 1 第一阶段 500 mm水力旋流器结构试验 在第一阶段 500 mm水力旋流器结构试验 中,先后进行了 500 - 20 锥角常规水力旋流器试 验、500 - 45 锥角水力旋流器试验、500 mm - 180 1 000 mm平底结构水力旋流器试验、500 mm - 180 750 mm平底水力旋流器结构试验。试 验结果见表1。 表1 500 mm水力旋流器结构试验对比结果 对比项 500 - 20 500 - 45 500 - 180 1 000 500 - 180 750 处理量/ t/h165. 00178. 00182. 24184. 33 溢流 - 74μm /62. 5067. 6252. 2547. 94 沉砂 - 74μm /17. 1314. 1514. 4111. 82 循环负荷Cs/419.49358.27271.33177.72 分级量效率E /52.1958.8257.7369.77 分级质效率η/ 36. 4049. 9340. 0143. 37 工作压力/MPa 0. 06～ 0. 1 0. 09～ 0. 16 0. 05～ 0. 1 0. 03～ 0. 06 沉砂质量浓度/83. 7582. 1681. 4679. 28 沉砂嘴堵塞情况堵塞频繁堵塞略重基本不堵不堵塞 溢流跑粗情况严重跑粗略有跑粗 基本不跑粗不跑粗 系统稳定性情况极不稳定基本稳定稳定很稳定 在 500 - 20锥角常规水力旋流器工作参数试 验中,先后进行了不同沉砂嘴90 mm, 100 mm, 110 mm、 水力旋流器台数 3 台, 4台、 水力旋流器工 作压力0. 06～0. 10 MPa、 水力旋流器溢流管直径 200 mm, 220 mm, 240 mm以及水力旋流器不同给 矿浓度的试验。从试验数据可看出,球磨机处理能 力基本在160～170 t/h大范围波动运行,循环负荷 131. 51～620. 86 ,波动非常大。试验中很重要 的问题是水力旋流器沉砂嘴堵塞,溢流中大颗粒跑 粗问题非常突出。 在 500 - 45 锥角水力旋流器工作参数试验 中,先后进行了沉砂嘴为110 mm, 100 mm和90 mm 3种规格的试验,球磨机处理量基本在170～185 t/h 之间运行,循环负荷基本上在300～400之间波 动,水力旋流器溢流粒度整体偏细要求- 0. 074 mm占50 ,特别注意沉砂- 0. 074 mm含量14. 15 ,在沉砂嘴100 mm,运行3台水力旋流器工况 条件下运行相对更稳定一点。存在的问题是水力旋 流器沉砂嘴喷浆仍存在忽大忽小,间断堵塞,溢流中 跑大颗粒的问题虽有改善但不彻底。 在 500 - 180 1 000 mm平底结构水力旋流 器试验中,在水力旋流器工作压力0. 05～0. 1 MPa, 沉砂嘴90～100 mm,柱长1 000 mm时,运行3台水 力旋流器,球磨机平均处理量达到182. 24 t/h,循环 负荷271. 33 ,溢流- 0. 074 mm含量占52. 25 , 沉砂- 0. 074 mm含 量14.41 ,分 级 量 效 率 57. 73 ,分级质效率40. 01 ,该结构水力旋流器 试验运行比较平稳,堵沉砂嘴、 溢流跑粗问题明显减 84 总第397期 金 属 矿 山 2009年第7期 少,系统处理量基本稳定在180～190 t/h。 在 500 - 180 750 mm平底结构水力旋流器 试验中,在3台水力旋流器运行,工作压力0. 03～ 0. 06 MPa,沉砂嘴100 mm,柱长750 mm时,球磨机 平均处理量达到184. 33 t/h,循环负荷177. 72 ,溢 流- 0. 074 mm含量占47. 94 ,沉砂- 0. 074 mm含 量占11. 82 ,分级量效率69. 77 ,分级质效率 43. 37。 该结构水力旋流器试验运行更加平稳,沉 砂中夹细明显减少,循环负荷大幅度降低,堵沉砂 嘴、 溢流跑粗问题明显减少,系统处理量基本稳定在 180～190 t/h,溢流粒度略偏粗,基本上达到了189 t/h的设计能力。 通过以上试验对比,大锥角特别是180 平底水 力旋流器结构在低压力条件下,大幅度提高了系统 生产能力,同时解决了水力旋流器沉砂嘴堵塞及溢 流跑粗问题,系统的稳定性大幅度提高,基本达到设 计生产能力。 2. 2 第二阶段 660 - 180 水力旋流器结构试验 在第二阶段试验中确定运行2台 660 - 180 平底水力旋流器,以 500 - 180 750 mm柱段的 长径比为1. 5,确定了 660 - 180 平底水力旋流器 柱段长度为1 000 mm,采用 660常规水力旋流器 通常采用的沉砂嘴直径110 mm,溢流管直径245 mm,进料口当量直径200 mm。采用以上结构进行 试验。对比结果见表2。 表2 660 - 180 1 000柱、 500 - 180 750柱 与 500 - 20 锥角常规水力旋流器对比 对比项 660 - 180 1 000柱 500 - 180 750柱 500 - 20 常规 处理量/ t/h240. 00184. 33165. 00 溢流- 0. 074 mm 含量/ 58. 1747. 9462. 50 沉砂- 0. 074 mm 含量/ 13. 2511. 8217. 13 循环负荷Cs/252.85177.72419.49 分级量效率E /63.8669.7752.19 分级质效率η/ 47. 1343. 3736. 40 工作压力/MPa0. 04～0. 050. 03～0. 060. 06～0. 1 沉砂质量浓度/78. 2482. 0683. 75 沉砂嘴堵塞情况不堵塞不堵塞堵塞频繁 溢流跑粗情况不跑粗不跑粗严重跑粗 系统稳定性情况更稳定稳定极不稳定 从表2可见,660 - 180 1 000柱水力旋流 器处理量达到240 t/h,溢流- 0. 074 mm含量占58. 17 ,沉砂13. 25 ,循环负荷252. 85 ,分级量效 率63. 86 ,分级质效率47. 13 ,工作压力0. 04～ 0. 05 MPa,沉砂浓度78. 24 ,沉砂嘴无堵塞、 溢流 无跑粗,系统运行更加稳定。 660 - 180 1 000柱与 500 - 180 750柱 相比较,660 - 180 1 000柱水力旋流器,运行稳 定性更好,在低压力情况下,沉砂浓度降低近4个百 分点,沉砂嘴堵塞、 溢流跑粗问题彻底解决,分级质 效率提高近4个百分点,与 500 - 20 锥角常规水 力旋流器相比较,循环负荷大幅度降低,系统生产能 力大幅度提高。 整个改进试验过程基本体现了“ 大锥角、 大规 格、 低压力 ” 的改造思路,取得了比较好的改造效 果。 3 推广应用前景 在国内矿山一段磨矿采用水力旋流器分级工艺 配置有很多,且采用常规水力旋流器分级运行也都 很稳定。尖山采用MQG - 3660型球磨机,与国内同 规格球磨机相比,在处理量130～140 t/h的条件下, 采用 500 - 20锥角常规水力旋流器,运行也很平 稳,原因在于水力旋流器的给矿粒级组成偏细,球磨 机处理量太低。球磨机利用系数是一个选矿厂的 “ 龙头指标 ”,所有的单耗指标与其密切相关。因 此,尖山铁矿在一段磨矿工艺中改进水力旋流器结 构,提高分级效率,解决沉砂嘴堵塞问题,将球磨机 处理量提高到240 t/h 由于三段磨矿能力不匹配, 生产中实际处理量稳定在220～230 t/h ,大幅度提 高了系统的产能,取得了可观的经济效益。 该技术已在太钢尖山铁矿、 峨口铁矿推广应用, 均取得了良好的效果。在国内同类矿山具有推广应 用前景。 4 结 论 1一段磨矿采用水力旋流器进行分级,通常 可以采用常规水力旋流器,若要提高产能,由于水力 旋流器给料粒度组成变粗,可采用平底结构水力旋 流器以适应粗粒分级。 2在粗粒分级选择水力旋流器时,选用大一 个规格的水力旋流器,适当降低给矿浓度,采用低压 力运行,以适应粗粒分级。 3尖山铁矿一段球磨机MQG - 3660型与改 进型水力旋流器配置,系统能力可达到240 t/h,球 磨机利用系数达到4. 40 t/ m 3 h ,该水力旋流器 分级效率高,沉砂嘴不堵塞,具有较广阔的推广应用 前景。收稿日期 20092052 10 94 秦同文等一段格子型球磨机与平底旋流器分级配置的应用实践 2009年第7期