球磨机产能优化改造及应用.pdf

第 35 卷第 2 期 2020 年 4 月 Vol.35，No.2 Apr.2020China Tungsten Industry DOI10.3969/j.issn.1009-0622.2020.02.006 球磨机产能优化改造及应用 许道刚，吕清纯，邹勤，陈占发，陈明星 （ 湖南柿竹园有色金属有限责任公司，湖南 郴州 423037） 摘要针对湖南某多金属选矿厂球磨系统磨机利用率不高的问题，研究分别从入磨粒度、磨机介质充填率、磨矿 浓度对球磨机产能进行优化调试。 通过调节上述三个参数及球磨系统设备运行参数，考察球磨机产能、球磨机利用 系数及溢流产品粒度变化情况，寻求球磨系统最佳的运行参数。 通过工业调试，获得了在保证浮选段所需要的细度 前提下，磨机处理量从 128 t/h 提高到 150 t/h，提高幅度达 17.19 的良好效果，达到了提高球磨效率的目标。 关键词球磨机；产能优化；入磨粒度；磨机介质充填率；磨矿浓度 中图分类号TD921.4；TD451文献标识码A 收稿日期2020-02-05 作者简介许道刚 （ 1988-），男，江西吉安人，硕士，工程师，主要从事选矿与资源综合利用研究。 磨矿是矿石粒度进一步减小的过程， 介于碎矿 工序之后和浮选工序之前， 起着为浮选准备适宜粒 度的重要作用[1-2]。 湖南某多金属选矿厂于 2014 年 11 月建成投产， 球磨系统采用的是两个 MQY4067 型球磨机与 2 组旋流器组组成的两段闭路连续磨 矿，MQY4067 型球磨机装机功率 1 600 kW， 有效容 积 78 m3，转速 16 r/min。针对 128 t/h 的处理量，两段 磨机的能力都略有富余， 这给我们优化磨机产能提 高磨机利用率提供了可能[3]。 1试验 1.1矿石性质 湖南某钨钼铋萤石多金属矿矿石中硬度较大矿 物有钨矿、铁矿、石英、含铁硅酸盐等。原矿供矿粒度 0～500 mm，矿石密度 2.9 kg/m3，普氏硬度 13～18， 矿性比较脆。 原矿化学成分分析结果见表 1，矿石中 主要矿物含量结果见表 2。 表 2矿石中主要矿物含量 Tab.2Contents of major minerals 1.2取样方法 取样的准确性是保证试验数据的基本条件。 入 磨样品由给矿皮带刮取， 即利用固定长度的刮板垂 直于物料方向， 沿料层全宽和全厚均匀刮取一份物 矿物名称相对含量 白钨、黑钨矿0.34 锡石0.12 辉钼矿、辉铋矿0.17 铁矿4.08 萤石20.34 石英14.87 石榴石27.11 长石9.15 云母8.54 方解石6.71 绿泥石、透辉石、角闪石等8.57 合计100.00 表 1原矿化学成分分析 Tab.1Chemical composition analysis of raw ore 注*Au、Ag 单位为 g/t 元素WO3MoBiSnFeMnPbZnCuCaF2CaO 含量0.340.0580.110.128.610.330.0130.0140.01520.2819.64 元素PSCaCO3TiO2MgOSiO2Al2O3Na2OAu*Ag* 含量0.0161.043.790.110.7535.8111.860.480.254.13 万方数据 第 2 期 料。磨机排矿、旋流器溢流及沉砂样品均采用取样勺 取，磨机排矿样品在球磨机排矿口取，溢流样品在旋 流器溢流堰口取，沉砂样品在旋流器沉砂口取，取样 时，取样勺长度方向顺着料流，保证料流中整个厚度 的物料都能截取到样品， 然后取样勺垂直于料流运 动方向均速往复截取几次， 保证料流中整个宽度的 物料都能均匀地被截取到。 取样间隔 0.5 h，取样总 时间为 1 个班。 2工业试验结果与讨论 2.1入磨粒度试验 磨机入磨粒度的大小很大程度上影响着球磨机 的处理能力， 给料粒度越小越均匀对提升磨机处理 的能力越有利[4-5]。 湖南某多金属选矿厂碎矿流程采用三段一闭 路，粗碎颚式破碎机 PE9001200，中碎采用 GP200S 超粗腔型单缸液压圆锥破碎机，细碎采用 HP4 破碎 机，筛分采用的是 YKR2460 型圆振动筛。 试验通过 调节破碎机的排矿口宽度、 筛孔尺寸及碎矿的工作 制度来调节入磨粒度-12mm 的含量，粗碎排矿口宽度 由 170mm 调小到 150mm、中碎排矿口宽度由 45 mm 调小到 40 mm、 细碎排矿口宽度从 27 mm 调小到 25 mm， 筛孔尺寸由 14 mm27mm 逐步换成 12 mm 27 mm， 碎矿工作制度从 13 h 延长到 16 h。 磨机给 矿-0.074 mm 含量、磨机排矿-0.074 mm 含量、旋流 器溢流及沉砂-0.074 mm 含量等参数都是用航空筛 由人工湿筛获得，试验结果如图 1。 由图 1 可知，随着入磨粒度-12 mm 含量的不断 增加， 旋流器溢流-0.074 mm 含量及球磨机利用系 数都在不断地升高。 在-12 mm 含量达到 78.81 左 右时，磨机处理量可从原来的 128 t/h 提高到 138 t/h 图 1选矿厂入磨粒度试验结果 Fig.1Experimentalresultsofgrindinggranularityinconcentrator 左右。工业调试在平衡返砂量、处理量之间关系的基 础上对碎矿筛分设备、碎矿工作制度进行微调。 2.2磨机介质充填率试验 磨机介质充填率是磨机内密实的磨球体积与整 个磨矿机内腔体积比， 它是影响磨机效率的一个重要 因素。磨机介质充填率较低时，磨机对矿的冲击及研 磨面积都较少，不利于发挥磨机的磨矿效率；磨机介 质充填率适当时，冲击及研磨面积增多，增强了磨矿 作用，提高了磨矿效率；当磨机介质充填率较高时，减 少了磨机的有效容积，降低磨机的处理量，增加磨机 介质消耗[6-7]。 球磨机充填率采用生产常用经验公式 计算方法， 充填率的增加除每天必须补加的钢球钢 锻外由慢慢地多加球加锻来实现，一段球磨补加单一 100 mm 的钢球，二段球磨补加单一 35 mm40 mm 的 钢锻。 磨机介质充填率试验结果如图 2、图 3。 由图 2 可知，提高一段球磨机的介质充填率，磨 机处理能力可从 138 t/h 提高到 150 t/h 左右， 提高 了 8.70 ，一段溢流-0.074 mm 含量，一段磨机利用 图 2选矿厂一段磨机钢球充填率试验结果 Fig.2Test results of steel ball filling rate of primary mill in concentrator 图 3选矿厂二段磨机钢锻充填率试验结果 Fig.3Test results of filling rate of steel forging of the second stage mill in concentrator 溢流-0.074 mm 含量/ 40 45 50 55 60 65 70 75 一段溢流-0.074 mm 含量 二段溢流-0.074 mm 含量 一段磨机利用系数 二段磨机利用系数 入磨粒度-12 mm 含量/ 磨机利用系数/ （ t m-3 h -1） 0.60 0.65 0.70 0.75 0.80 0.85 0.90 0.95 1.00 576063666972757891 许道刚，等球磨机产能优化改造及应用 68 69 70 71 67 72 二段溢流-0.074 mm 含量/ 二段溢流-0.074 mm 含量 二段磨机利用系数 1.05 1.06 1.07 1.08 1.09 1.10 1.11 1011121314151617 钢锻充填率/ 二段磨机利用系数/ （ t m-3 h -1） 一段溢流-0.074 mm 含量/ 一段溢流-0.074 mm 含量 一段磨机利用系数 44.8 45.0 45.2 45.4 45.6 45.8 46.0 46.2 0.70 0.72 0.74 0.76 0.78 0.80 31302928272625 钢球充填率/ 一段磨机利用系数/ （ t m-3 h -1） 37 万方数据 第 35 卷 系数都有所提高。 由于处理量的增加导致一段球磨 机的负荷往第二段球磨机转移导致第二段球磨机压 力比较大，因此开展二段球磨机介质充填率试验，由 图 3 可知， 二段球磨机起始充填率只有 10 左右， 数值偏低，随着二段球磨机介质充填率的升高，二段 溢流-0.074 mm 含量， 二段球磨机的利用系数在不 断上升，且球磨机的电流、功率都有所下降，二段球 磨系统浓细度也越来越稳定[8-9]。 2.3磨矿浓度试验 磨矿浓度通过对矿浆的黏度及流动性的影响， 进而影响磨机效率及磨矿产品粒度组成。 在磨矿过 程中，只有合适的磨矿浓度，才能提高磨机效率，得 到合理的磨矿产品。影响磨矿浓度的因素有很多，如 矿石的软硬、比重的大小、给矿量、给矿粒度、排矿产 品粒度，磨矿介质的大小、形状及材质、磨机转速大 小等[10]。 磨矿浓度来源于烘干测量法，磨矿浓度试验 结果如图 4、图 5。 图 4选矿厂一段磨机磨矿浓度试验结果 Fig.4Experimental results of grinding concentration of primary mill in concentrator 图 5选矿厂二段磨机磨矿浓度试验结果 Fig.5Experimental results of grinding concentration of the second stage mill in concentrator 由图 4、图 5 可知，随着磨矿浓度的增加，旋流 器溢流-0.074 mm 含量、 磨机的利用系数先升高后 降低。 在达到处理能力 150 t/h，一段磨机磨矿浓度 74 左右时，一段磨机利用系数达到最大；在二段 磨机磨矿浓度 71 左右时，二段磨机利用系数达到 最大。在磨矿浓度较低时，由于磨机内矿浆的黏度太 低，流动性太大，导致矿粒在磨机中停留时间变短， 进而降低了矿粒被磨细的概率；适当增大磨矿浓度， 可增加磨矿介质的有效比重及活动性， 进而可提高 矿粒被磨细的概率与被磨矿粒的量； 若磨矿浓度过 高， 不仅会导致矿浆黏度逐渐变大， 流动性逐渐变 差，还会导致矿浆比重及浮力逐渐增大，进而使得磨 矿介质运动速度变差，磨矿力度变弱[11-12]。 2.4设备操作运行情况 为了保证球磨系统的可靠与稳定，在调节入磨粒 度、磨机介质充填率、磨矿浓度对磨矿产能优化改造 的同时也离不开对磨矿系统设备操作运行的改造。 一段水利旋流器沉砂嘴尺寸由 110 mm 换成 95 mm， 溢流管由 260 mm 换成 280 mm，一段旋流器给浆压 力由 60 kPa 左右减小到 50 kPa 左右，二段旋流器给 浆压力由 120 kPa 左右减小到 110 kPa 左右，调节泵 池补加水量从而调节泵池液位高度与矿浆浓度来稳 定旋流器给浆压力。 3结论 （ 1） 磨矿段在入磨粒度-12 mm 占 78.81 左 右，一段磨机介质充填率 30.15 左右，二段磨机介 质充填率 16.11 左右， 一段磨机磨矿浓度 74 左 右，二段磨机磨矿浓度 71左右，磨机处理能力从 128 t/h 提高到 150 t/h，提高幅度达 17.19 ，且保证 了二段旋流器溢流细度-0.074 mm 含量在 68 ～ 72 。 （ 2） 球磨机产能优化工业调试中还需对磨机补 加水、旋流器的给矿压力及频率，旋流器的进浆管、 溢流管、 沉砂嘴等多因素相应的调整来保证球磨系 统的可靠与稳定。 参考文献 [1]范保建，佐太东，庞玉明，等.溢流型球磨机产能优化改造及应 用[J].黄金，2017，38 （ 9）52-57. 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