砂磨機筒體內襯材料的對比研究

袁 滔，張慶恩

（中金嶺南丹霞冶煉廠，廣東 仁化 512300）

隨著國家安全環保、節能減排的要求越來越高，鋅氧壓浸出是濕法冶煉工藝的一種趨勢，它解決了煙氣酸霧及生產渣問題，提高了資源利用率，對節能減排、綠色環保具有突出的貢獻。砂磨機是鋅氧壓浸出工藝中的關鍵研磨設備，具有物料適應性廣、研磨效率高等優點，被廣泛應用于冶金、礦山、非金屬材料、化工及新材料等領域。砂磨機根據使用性能大致可分為立式砂磨機、臥式砂磨機、籃式砂磨機、棒式砂磨機等。

鋅氧壓浸出工藝要求鋅精礦磨后粒度-44μm要大于98%，可提高鋅精礦在釜內的反應速度和鋅的浸出率，這就要求砂磨機的使用壽命盡可能的延長，但是在實際使用過程中，砂磨機筒體的使用壽命一般為30d～40d，大大制約了砂磨機的運行效率，鋅精礦粒度無法保證。因此，為了保證磨后粒度，提高浸出率，降低維修成本，就必須延長筒體的使用壽命，從而提高砂磨機的運行效率。

丹霞冶煉廠設備技術人員對筒體磨損部位及原因進行分析探討，在4臺砂磨機筒體上進行不同內襯材料的分析比較，確定最佳內襯材料，筒體使用由原來的30d～40d延長至300d左右，降低了維修成本，達到了同行業領先水平。

1 基本情況

丹霞冶煉廠是國內第一家實現大規模鋅氧壓浸出工藝的廠家，采用二段逆流加壓浸出系統處理鋅精礦，鋅精礦在磨礦通過加入一定比例的水混合后進入一段砂磨機進行研磨，研磨后粒度97%以上達到25μm，然后進入一段高壓釜進行一段浸出，一段浸出上清液送往中和置換工序進行處理，一段底流則進入二段砂磨機進行再次研磨，研磨粒度要求-44μm要大于98%以上，然后進入二段高壓釜進行最終的浸出，浸出上清液返回一段高壓釜，底流則進入硫回收工序進行硫磺的生產。

1.1 設備參數

丹霞冶煉廠現有4臺砂磨機，一段2臺，二段2臺，設備參數如表1所示。

表1 砂磨機參數表

自2009年投產以來，產量由原設計30t/h提高到45/h，大流量生產下，砂磨機穩定運行是保證浸出率的前提。原筒體設計為內襯耐磨水冷鋼套結構，鋼套厚30mm，在使用過程中，隨著產量的不斷提升，內襯材料的磨損不斷加快，磨損后的鋼套與磨盤間距變大，影響使用性能，平均壽命在30d～40d，筒體的不耐磨成為影響砂磨機穩定運行的主要因素之一。

1.2 筒體磨損原因

砂磨機結構圖如圖1所示，研磨介質為1.8mm～2.2mm氧化鋯珠，裝珠量1.5t～3t左右，在礦漿與鋯珠的作用下，鋯珠主要集中在筒體中間部位，礦漿包裹著鋯珠不停的與鋼套摩擦，同時由于礦漿含有部分F、CL離子，腐蝕鋼套，從而降低了鋼套的使用壽命，磨穿內襯鋼套后污染冷卻水，進一步磨損筒體。

2 內襯材料的選擇對比

為保證筒體的有效容積，需將水冷內襯鋼套取消，內部襯耐磨耐腐蝕材料，厚度30mm，利用耐磨材料優良的耐磨耐蝕耐沖擊力性能延長筒體使用壽命，提高砂磨機的運行效率，降低維修成本。

2.1 幾種內襯材料的砌筑方法

剛玉磚及SiC磚砌筑方法：首先將筒體內部打磨清理干凈，涂刷環氧樹脂兩底兩面，刮膠泥一道，筒體內環氧樹脂襯02玻璃布4層，面貼防腐磚，法蘭面環氧樹脂襯02玻璃布10層。

KN17涂料砌筑方法：將筒體內部進行粗化處理，角磨機打磨或噴砂等，對粗化處理過的表面進行清洗。按重量比4：1將A、B兩組份混合均勻，應將混合好的材料逐層涂敷于待修部位，第一層要壓實，使之與基材充分浸潤，涂層涂到尺寸后表層要修平整。

圖1 砂磨機結構圖

2.2 現場應用情況

剛玉磚是最早應用的內襯材料，在使用過程中，受限于材料性能及工況，使用效果一直達不到要求，平均壽命在50d～60d。主要集中磨損在筒體中間部分，如圖2所示。

SiC磚是最近開始使用，其耐磨性能優于剛玉磚，在相同天數下，其磨損程度很小，如圖3所示，通過對比，在相同使用天數下，剛玉磚已經完全磨掉，而Sic磚只有輕微磨損。

圖2 剛玉磚筒體磨損情況

圖3 Sic磚與剛玉磚對比

KN17涂料使用有2年的時間，從目前使用情況來看，可以滿足使用要求，使用壽命可以達到200d以上，耐磨性好，如圖4所示，該筒體使用有210d，但是從現場看KN17的磨損量極小。

圖4 KN17涂料與剛玉磚對比

2.3 使用壽命、成本分析

以延長設備使用壽命，降低生產成本為要求，對常用的幾種內襯材料從成本、使用壽命等方面進行分析，根據現場使用經驗，兩種材料可以使用在同一筒體上，從而節約大量的生產成本，表2為一段砂磨機單臺費用及使用壽命對比、表3為二段砂磨機單臺費用及使用壽對比。

表2 一段砂磨機內襯材料費用及使用壽命對比（單臺）

表3 二段砂磨機內襯材料費用及使用壽命對比（單臺）

從表2、表3可以分析對比出：

（1）剛玉磚初期費用較低，但是使用壽命短，且維修費用與其他材料相比基本一樣，全年費用相對也較高，同時由于筒體的壽命偏短，造成了砂磨機的運行不穩定，從而影響生產。

（2）SiC磚由于最近才開始使用，只能統計初期的費用，維修后的費用及壽命暫時還需進一步觀察驗證。

（3）KN17涂料由于初始成本較高，因此全年費用看起來偏高，但是由于其使用壽命長且維護成本低，維護后的使用壽命與初始的不相上下。

（4）剛玉磚與KN17涂料混合使用在初始投入上處于中間水平，使用壽命缺與全部是KN17涂料的壽命相同，全年整體費用也是最低的，是目前最適合的內襯材料選擇方案。

3 結語

筒體是砂磨機易損耗件之一，筒體內襯材料的選擇決定了筒體的使用壽命。本文從目前常用的幾種內襯材料進行對比分析總結，通過現場的使用情況，找出適合現有工況的內襯材料，從而延長筒體的使用壽命，提高了設備的運轉效率，使生產能力得到提升，浸出率得到保障，生產維護成本進一步降低，經濟效益十分明顯，對砂磨機應用行業具有一定的參考借鑒意義。