多宝山铜矿大型选矿厂碎磨工艺探析.pdf

困舢机械躺⋯嬲期 编 辑 翟 多宝山铜矿大型选矿厂 晓 华 碎磨工艺探析 赖桂华，王金庆，莫振军，刘伟 J 一。黑龙江多宝山铜业股份有限公司黑龙江黑河1 6 1 4 1 6 摘要多宝山铜矿选矿厂根据矿石性质特征及碎磨工艺特点，创造陛地设计了“常规三段闭路破碎 球磨”和“粗碎 半自磨 球磨”的组合型碎磨工艺，对比分析了两种工艺的碎磨生产成本。结果 表明，半自磨系统磨矿电耗升高了7 ．4 6k w ．h ／t ，碎磨吨矿成本上升了2 ．5 3 元。为此，提出了一系列 降本增效的碎磨工艺优化措施，实现了碎磨过程的高效、节能，降低了能耗和钢耗。 关键词碎磨工艺；碎磨成本；选矿；降本增效 中图分类号T D 4 5 3文献标志码B文章编号10 0 1 3 9 5 4 2 0 2 0 0 5 - 0 0 4 6 - 0 4 A n a l y s i so nc o m m i n u t i o np r o c e s si nl a r g ed r e s s i n gp l a n to f D u o b a o s h a n C o p p e r M i n e L A IG u i h u a ，w A N G J i l l q i n g ，M 0z h e n j u l l ，L I UW e i H e i l o n 自i a n gD u o b a o s h a nC o p p e rI n d u s 臼了C o ．，L t d ．，H e i h e1 6 1 4 1 6 ，H e i l o n 自i a n g ，C h i n a A b s t r a c t A c c o r d i n gt ot h ef e a t u r e so ft h eo r ea n dt h ec h a r a c t e r i s t i c so ft 1 1 ec o m m i 删t i o np m c e s si nt h e d r e s s i n gp l a n to fD u o b a o s h a nC o p p e rM i n e ，t h ec o m b i n e dc o m m i n u t i o np r o c e s si n v 0 1 V i n g ’c o m m o nt h r e e - s t a g ec l o s e d - c i r c u i tc m s h i n g b a l lm i l l i n g ’a n d ’p r e l i m i l l a r yc m s h i l l g s e m i a u t o g e n o u sm i l l i n g b a l lm i l l i n g ’ w a sc r e a t i V e l yd e s i g n e d ，a n dt h ep r o d u c t i o nc o s to ft h et w ok i n d so fc o m m i n u t i o np r o c e s sw e r ec o m p a r e d a n da n a l y z e d ．S i m u l a t i o nr e s u l t ss h o w e dt h eg r i n d i n ge l e c t r i c i t yc o n s u m p t i o no ft h es e m i a u t o g e n o u s m i l l i n gs y s t e mi n c r e a s e db y7 ．4 6k W h ／t ，a n dm ec o m m j n u t i o nc o s tp e rt o no fo r ei n c r e a s e db y2 ．5 3R M B ． T h e r e f o r e ，as 耐e so f 叩t i I l l i z a t i o nm e a s u r e sf o rt h ec o 删I l i n u _ t i o np r o c e s st or e d u c ec o s ta n de I l h a n c eb e n e m w e r ep r o p o s e d ，s oa st or e a l i z et h ee m c i e n ta n de n e r g y s a V i n gc o m m i n u t i o np r o c e s s ，t h u sb o t ht h ee n e 培y c o n s l l m p t i o na ] 【l dt h es t e e lc o n s u Ⅱ1 p t i o nr e d u c e d ． K e yW o r d s c o 础嘶o n p r o c e s s ；c o 眦血u t i o nc o s t ；d r e s s i n g ；c o s tr e d u c t i o na n d b e n e me n h a n c e m e n t Z - 寿磨作业是矿物加工过程中的重要环节，为矿 黑龙江多宝山铜矿大型选矿厂日处理能力达8 万 H 。t _ 石中有用矿物的提取提供准备，碎磨工艺参数t 以上，是我国第二大选矿厂，其中一期碎磨系统采用 的确定必须要满足选冶工艺对矿石处理的粒度要求，常规“三段闭路破碎 球磨” 3 C B 工艺，二期碎磨 使矿物充分地单体解离，才能为有用矿物与脉石矿物系统采用3 C B 和“粗碎 半自磨 球磨” S A B 的组 的选矿分离创造条件。选矿厂碎磨系统投资高、能合型碎磨工艺，整体构成了8 万t ／d 的碎磨大系统。 量消耗大，一般建设投资占选矿厂总投资的5 0 ％以选矿生产时2 种碎磨上艺且通互联，发挥各自碎磨优 上，能耗占选矿厂总能耗的6 0 ％一7 0 ％，对选矿厂经势特点和协同效应，有效保障了选矿厂整个作业工序 济效益产生直接影响‘1 。3 1 。 的稳定运行。笔者通过对多宝山铜矿选矿厂2 种碎磨 工艺进行分析对比，根据各自的优缺点提出改进措 曼荔兰蠹搋篱筹嚣麓篓盎然瓣赫磊需糕糕的工作n 1 ．7“万桃一川一r l 圳叫M 肿网H f J l - JH J ’r 十吣％仙1 4 6 万方数据 舢机械躺⋯辅期困 耗，实现选矿碎磨过程的节能降耗。 1 碎磨工艺及主要设备 S A B 工艺的优点是破碎段数少，无需独立筛分 作业，输送带转接少，流程简单，先进可靠，适应性 强，减少了生产环节和粉尘污染，简化了生产车间组 成和占地面积对于含水含泥较多的黏性矿石，可以 避免常规流程中破碎和筛分等环节的堵塞问题易于 实现工艺过程的自动化控制，大幅减少人工，提高了 劳动生产率和安全生产系数【4 。引。但相对常规3 C B 工 艺而言，也暴露出生产电耗高、设备作业率低、处理 能力受来料粒度和矿石可磨性影响较大、生产指标易 波动、操作控制相对复杂以及磨矿介质和磨机衬板损 耗高等问题畸。7 】。例如，目前多宝山铜矿3 C B 碎磨流 程设备运转率为9 3 ．8 6 ％，而S A B 碎磨流程设备运转 率为8 9 ．5 4 ％，相对低4 ．3 2 个百分点。主要原因为半 自磨格子板、简体衬板使用寿命短，运转中发生破 损概率高，且衬板类型多，更换周期不一致。针对2 种碎磨工艺特点，多宝山铜矿设计了S A B 和3 C B 相 协同的组合型碎磨工艺，2 种碎磨工艺流程分别如图 1 、2 所示，碎磨系统主要设备情况如表1 所列。 由图1 、2 及表1 可知，多宝山铜矿选矿厂采用2 种碎磨工艺流程及配套的碎磨装备，均能够实现碎磨 系统的达产达标，促成8 万∥d 以上碎磨处理产能， 同时为后续浮选工序提供了合格的入料粒度 一7 4u m 占6 8 ％以上 ，为有用矿物的浮选回收创造了条件。 2 落重试验及球磨功指数测定结果 通过矿石冲击破碎试验，获得5 种粒级不同能 量下的粒度分布曲线，进而得到各粒级不同比破碎能 下的 。值 落重试验中将粉碎产品 1 ／1 0 给料粒度 的百分数作为表征待测样品被粉碎程度的参数，计作 “o ，并绘制出E 。。一“o 关系曲线，如图3 所示。根据 巨。一岛。理论公式 o 纠1 一e x p 一6 巨。 】，可以得到落重 试验参数彳、6 值，如表2 所列。 一7 4 u m 占6 8 ％ 原矿D m 。。 l M m m 图1“粗碎 半自磨 球磨” S A B 工艺流程 F i g ．1 P r o c e s sn o w0 f ’p r e l i m i n a r ．yc r u s h i n g s e m i a u t o g e n o u sm i l l i n g b a um i l l i n g ’ S A B 原矿D m 。。 l m m m 图2“三段闭路破碎 球磨” 3 C B 工艺流程 F i g ．2 P r o c e s sn o w o f ’t h r e e - s t a g ec l o s e d - c i r c u i t c r u s h i n g b a Ⅱm i l l i n g ’ 3 C B 表18 ．O 万t ／d 碎磨系统主要设备 ．I h b ．1M a i ne q u i p m e n t so f8 00 0 0 “dc o m m i n u 廿o Ⅱs y s t e m 作业工段二期3 ．0 万t ／d S A B 工艺一期2 ．5 万t ／d 常规3 C B 工艺 二期2 ．5 万t ／d3 C B 工艺 粗碎为1 台P 及6 2 7 5 旋回破碎机，中碎为2 台C H 8 9 0 山特维克圆锥破碎机，细碎 破碎粗碎为1 台P Z X 6 2 - 7 5 旋回破碎机 为5 台C H 8 9 5 山特维克圆锥破碎机 细碎前预筛分为4 台S L D 3 6 7 6 型振动筛 上层4 2m m 6 8m m ，下层1 3m m 3 6 筛分 无m m 细碎后检查筛分为5 台T T H C 8 2 0 2 型振动筛 上层1 8m m 3 2m m ，下层1 4 m m 2 8 m m 和4 台2 W 心3 0 7 3 型振动筛 上层2 5 m m 4 0 m m ，下层1 2 m m 2 5 m m 1 台≯”．0 m 6 ．4 m 半自磨机，2 台S L K 3 6 7 3 W X 磨矿分级 双层直线振动筛 上层5 0m m 1 9m m ，下层2 3 4 台西5 ．5m 8 ．8m 溢流型球磨机，41 台西7 ．9m 1 3 ．6m 溢流型球磨 m m 1 0 m m 1 台≯7 ．9 m 1 3 ．6 m 溢流型球磨机，2 组彩6 6 0m m 6m m 旋流器组机，2 组≯8 4 0 m m 1 2 m m 旋流器组 组西8 4 0m m 1 2m m 旋流器组 万方数据 困舢机械躺⋯嬲期 编 辑 翟 晓 华 4 8 破碎单位能耗／ k w ．h t 一 图3 臣。一“。关系曲线 F i g ．3E 。一f l or e I a t i o n s h i pc u r v e 表2 矿石落重试验参数 ’I h b ．2P a r a m e t e r so fd r o pw e i g h tt e s t 5 3 3 75 2 65 1 9 1 32 曲线 由表2 可知，多宝山铜矿原矿石的彳6 2 5 ．3 1 7 2 ”的协同效应，降低碎磨能耗。 4 ．2 降低磨矿给料粒度，实现“多碎少磨” 和“能耗前移” 最佳的球磨给料粒度受原矿粒度及矿石性质等多 种因素影响，有学者分别利用经验公式及能耗模型对 其进行论证，可以确定的是，将入磨粒度降低至与矿 石性质相匹配的级别，有利于整个碎磨过程的节能降 耗。 1 针对常规3 C B 工艺，生产实践研究表明，合 | | 5 } | | | | | | | | | | 万方数据 舢机械躺⋯獬期因 理降低球磨给料粒度有利于提高碎磨系统的处理能 力。主要的技术措施包括强化爆破作业，降低矿石 大块率，调整破碎流程及筛分分级粒度，实现多碎少 磨更换新型圆锥破碎机及冲击式破碎机等高效破碎 设备，提高破碎效率。另外从碎磨理论破碎概率学角 度分析，球磨给料粒度存在一个最佳界限，如给料粒 度较大时，物料粒度范围宽，需要的钢球级配范围也 较宽，难以保证各粒级均有较高的破碎概率而给 料粒度过小时，虽然破碎概率高，但相应钢球介质较 小，难以保证足够的冲击力和研磨力剧8 。9 1 。因此， 可以通过多碎少磨，获得与矿石碎磨特性相适应的最 佳给料粒度，降低磨矿能耗。 2 针对S A B 工艺，大量生产实践表明，入磨粒 度对半自磨处理能力影响极大，入料粒度过大，半自 磨机处理能力急剧下降，且磨矿电耗急速上升，仅通 过调整粗碎旋回破碎机排矿口大小较难获得理想的入 磨矿石粒度，且矿石粒度波动较大。采用预破碎工艺 可以有效提高半自磨机的处理能力，提高能量利用 率，即在粗碎作业后引入破碎机 圆锥破碎机 ，对半 自磨机给料进行预先破碎，是优化其粒度分布的措施 之一。有研究表明，预破碎能改变磨机内矿石的粒 度组成，既可以防止有用矿物的过磨，还可以改善 临界粒子在磨机内的聚集现象，有助于提高半自磨机 的处理能力训。 4 ．3 难磨顽石的强化破碎处理，实现碎磨能 量转移 多宝山S A B 流程中排出的顽石是极高硬度矿 石，矿石硬度普氏系数厂≥1 4 ，这部分2 0 8 0m m 粒 级的顽石为矿石中极难磨碎砾石，而大型半自磨机在 处理临界尺寸矿石以及难磨矿石方面又存在一定的局 限性。若碎磨过程中顽石直接循环返回半自磨机，则 会导致难磨粒子在半自磨流程中的聚集和恶性循环， 影响处理矿量，增加磨矿能耗。因此，将S A B 流程 中排出的顽石通过输送带转运至三段闭路破碎系统中 进行强化破碎，消除顽石在半自磨机中的积累，改变 半自磨机中自然磨介的粒度性质，可减少难磨粒子含 量，提高半自磨机磨矿效率。 4 ．4 优化半自磨机衬板材质和结构，以及格 子板开孔尺寸 大型半自磨机衬板的使用寿命问题一直是制约 其运转率的关键共性问题，导致半自磨机物料消耗能 耗高，设备运转率低，加大了半自磨系统碎磨生产运 行成本。因此，结合矿石可磨度及衬板损坏情况，优 化衬板材质及提升条高度等衬板参数，是提高半自磨 机运行效率的重要技术途径。同时加大格子板开孔尺 寸，优化开孔率，可以起到强制排矿的作用，减少了 难磨矿石在磨机中的停留概率，使这部分顽石进入中 细碎系统，从而降低磨矿能耗。 5 结语 多宝山铜矿是我国大型低品位斑岩型铜矿石，矿 石的4 6 值为2 5 ．3 1 7 ，球磨功指数测定值达到1 7 ．5 0 k W h ／t ，说明矿石硬度极高，属于难碎性矿石。依 据矿石性质特征及碎磨工艺特点，设计了常规“三段 闭路破碎 球磨”和“粗碎 半自磨 球磨”的组合 型碎磨工艺。对比分析了2 种工艺的生产成本，结果 表明S A B 系统磨矿电耗升高了7 ．4 6k W h ／t ，整体 碎磨成本增加了2 ．5 3 元／t 。为此，针对碎磨作业的降 本增效，提出了碎磨工艺过程的精细化控制降低磨 矿给料粒度，实现“多碎少磨”和“能耗前移”难 磨顽石的强化破碎处理，实现碎磨能量转移；优化半 自磨机衬板材质和结构，以及格子板开孑L 尺寸等工艺 举措，提高了磨矿效率和选矿厂的经济效益。 参考文献 【1 】 刘俊，姬建钢，陈松战．磨矿装备技术发展趋势研究【J 】． 矿山机械，2 0 1 9 ，4 7 2 1 - 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