某6000 t/d銅多金屬選礦廠Ⅰ段磨礦分級系統改進與實踐

高天龍，艾立勝

（涼山礦業股份有限公司, 四川 會理 615146）

在工業生產中，磨礦分級是最常見的工作，廣泛的應用于幾乎所有的選礦廠。從選礦工藝角度看，磨礦分級作業是破碎作業的繼續，也是選別之前物料準備工作的重要組成部分，磨礦作業所消耗的動力站選礦廠動力總消耗的30%以上，磨礦作業在選礦工藝流程中占有很重要的地位[1]。因此，提高磨礦系統運轉率，提高磨礦技術指標同時增加生產效益具有十分重要的意義。某6000 t/d選礦廠原料主要來源于四川某露天礦區采礦剝離產生的剔夾石及早期采礦丟棄的部分礦山廢石。入選礦石品位銅0.214%，鈷0.01%，鉬0.009%，鐵11%，為低于工業邊界品位的銅多金屬礦石，為滿足有價金屬綜合回收產品質量要求，需要根據銅、鈷、鉬、鐵四種元素其工藝礦物學性質[2]的不同，采用階段磨礦階段選別工藝。本文主要是針對Ⅰ段磨礦分級系統的改進、實踐、指標提高及生產效益提高進行論述。

1 選礦廠生產現狀

某超低品位銅多金屬礦選礦廠Ⅰ段磨礦分級作業給礦產品粒度-12 mm，采用Ⅰ段磨礦一次分級閉路流程，選別作業要求磨礦細度為-0.074 mm 60%。選用MQY3600 mm×6000 mm溢流型球磨機配￠500 mm水力旋流器組組成閉路磨礦。該流程是目前國內外使用的常規流程，流程相對簡單，適應性強，生產穩定可靠，可獲得較細的磨礦產品。工藝流程見圖1虛線框。

2 Ⅰ段磨礦分級系統在生產中存在問題

2.1 磨礦工藝流程中存在的主要問題

（1）選礦廠生產中發現Ⅰ段磨礦分級系統運轉率90%左右，持續低于同類選礦廠平均運轉率6～7個百分點。

（2）單一提高Ⅰ段磨礦分級系統運轉率，不能保證磨礦產品細度及處理量等指標，即不能保證球磨機處理能力達到設計要求的125 t/h、磨礦細度小型連選實驗[3]要求Ⅰ段磨礦產品細度-0.074 mm 60%。

2.2 分析影響Ⅰ段磨礦分級系統運轉率原因及解決方案

統計選礦廠歷年運轉情況，包括運轉率、各類停車原因及時間、計算停車時間算數平均數，進一步計算停車時間占比，具體見表1。由表1看出，Ⅰ段磨礦分級系統運轉率不足，主要原因為無礦、無水、無電、尾礦輸送故障、檢修及其他6類；一般情況下，無礦、無水、無電及其他4類屬于客觀原因且不可克服，停車時間占比16%以下；尾礦輸送故障及檢修兩類主觀原因造成停車時間占比在84%以上，通過工藝技術改造、設備技術改造及生產精細化管理等，降低尾礦輸送故障及檢修停車時間，從而提高系統運轉率，具有良好的工作前景。

表1 選礦廠歷年（2012～2018年度）運轉情況統計Table 1 Statistical table of the operation of the concentrator over the years (2012-2018)

針對Ⅰ段磨礦分級系統產品細度及處理量等指標保持或提高，須通過磨礦工藝流程技術流程改造，鋼球添加制度變更、生產精細化管理[4-9]等，解決此方面的問題。

3 Ⅰ段磨礦分級系統在產中存在問題解決方案實施

3.1 Ⅰ段磨礦分級工藝技術改造及生產效率提高

對選礦車間Ⅰ段磨礦分級工藝流程的第一次技術改造是將分級設備￠500 mm水力旋流器組4*4變為當時全國最大規格型號￠710 mm水力旋流器組1*1； 對Ⅰ段磨礦分級工藝流程的第二次技術改造是改變磨礦分級工藝流程，同時完成設備變更，在不改變原有磨礦作業次數的基礎上對一次分機溢流產品進行二次分級，提高磨礦細度。磨礦分級工藝以一次磨礦、兩次分級形成閉路循環，均可根據生產需要獨立使用或聯合使用，從而達到在不降低磨礦處理量或新增磨礦設備的情況下達到適度提高磨礦細度的目的。Ⅰ段磨礦第二次分級使用設備為第一次技改更換下來的￠500 mm水力旋流器組4*4，增加二次分級給礦設施設備如變頻渣漿泵、泵池、管道等，其余設備不變更，具體流程見圖1。由此形成Ⅰ段磨礦二次分級工藝[10-11]，磨礦細度由52%提高到60%，提高8個百分點，磨礦處理量達到125 t/h以上，保證細度及處理量等指標達到生產要求。

3.2 Ⅰ段磨礦分級系統設備運轉率提高

選礦廠Ⅰ段磨礦分級系統正常生產中設備運轉率為90.29%，生產技術考察得出結論設備運轉率還有提升空間。分析原因可知Ⅰ段磨礦工藝流程相關設備在生產過程中磨損嚴重,設備部件材質不符合要求，耐磨性不足,導致經常維修、檢修或尾礦輸送故障，影響生產效率。針對此類問題可更換為耐磨性更高的部件如耐磨陶瓷內襯管道及彎頭、球磨機后端給料器改進、前段排礦口添加擋球格網等，使磨礦設備運轉率大幅改善。

3.2.1 Ⅰ 段磨礦分級系統易磨損設備部位改造

針對Ⅰ段磨礦分級系統相關設備磨損嚴重、設備部件材質不符合要求、耐磨性不足等問題，更換為耐磨性更高的部件；如球磨機給礦皮帶運輸機下礦漏斗內部鋪設球磨機檢修更換下來的已經磨損但有回收再利用價值的錳鋼襯板，提高下礦漏斗耐磨性及使用周期；礦漿輸送管道及彎頭均更換為內部有陶瓷耐磨層的鋼管，防止管道及彎頭磨穿后造成生產停車；分級設備水力旋流器內部部件及沉沙嘴更換為陶瓷耐磨部件，提高分級設備使用壽命及磨礦指標穩定性。

3.2.2 Ⅰ 段磨礦分級系統磨礦設備球磨機技術改造

（1）球磨機襯板技術改進，Ⅰ段磨礦分級系統磨礦設備MQY3600 mm×6000 mm溢流型球磨機，端蓋襯板厚度120 mm、筒體襯板厚度100 mm，筒體襯板結構為梯形；正常生產發現以下問題：

a.球磨機筒體襯板使用周期為8個月，而端蓋襯板使用周期為10個月，使用壽命不同步，球磨機襯板更換需要在停車狀態下花費72 h以上；

b.球磨機筒體梯形結構襯板使用在礦量輕微波動時，磨礦介質鋼球砸到梯形襯板上產生強烈沖擊和很大的噪聲，檢查筒體襯板發現梯形面與鋼球接觸面磨損嚴重、生產統計發現磨礦介質鋼耗增加、磨礦技術指標檢測發現磨礦產品粒級分布及細度不符合生產要求；

c.襯板結構設計不合理，在筒體襯板與端蓋襯板結合處有空檔、球磨機正常生產中空擋處礦漿形成渦流，對球磨機筒體沖刷磨損嚴重。

結合球磨機襯板做出如下改進：a.決定將球磨機筒體襯板形狀由梯形改為波形[12]，提高磨礦產品質量、降低磨礦介質鋼耗、減少襯板磨損及噪聲等；b.減小端蓋襯板半徑，加長與端蓋襯板接觸處筒體襯板長度，安裝襯板形成倒“L”結構，將原設計不合理的襯板安裝空檔封堵，同時襯板與球磨機筒體接觸面加耐磨橡膠墊層，防止礦砂、礦漿等沖刷形成新的磨損點，提高球磨機筒體使用壽命；c.將端蓋襯板厚度[13]增加至140 mm，將筒體襯板厚度增加至120 mm，使筒體襯板及端蓋襯板使用壽命同時達到12個月左右，由此球磨機襯板在年終檢修期間一次更換，減少球磨機襯板更換時間，提高球磨機運轉時間。

（2）球磨機進料彎管技術改造，Ⅰ段磨礦分級系統磨礦設備MQY3600 mm×6000 mm溢流型球磨機進料端彎管在正常生產中彎管最大弧度處磨損嚴重、容易磨穿，使用壽命4個月，每次更換需停車4 h以上；通過對進料完成進行創新型設計[14]，即在彎頭最大弧度處設計礦砂緩沖區，礦砂流經此區域不直接與進料彎頭內表面接觸從而延長使用壽命至8個月以上，每年節約成本20萬以上。

（3）球磨機出料口技術改造，Ⅰ段磨礦分級系統磨礦設備MQY3600 mm×6000 mm溢流型球磨機出料口存在的主要問題是：a. 出料端內部反螺旋結構受材質及參數影響，磨損嚴重，容易導致磨礦介質流出；b.受處理礦量、礦漿濃度等指標波動影響，容易使磨礦介質鋼球隨礦漿流出球磨機，造成的后果是礦漿輸送設備渣漿泵葉輪、泵殼、礦漿管道、攪拌桶攪拌機葉輪等設備及部件磨損嚴重，使用壽命縮短，影響正常生產，最嚴重的后果是渣漿泵葉輪高速運行中與鋼球摩擦碰撞損壞無法使用、導致生產設備事故停車。

球磨機出料端技術改造：a.球磨機出料端內部反螺旋結構技術改造，將材質更換為球磨機筒體襯板相同材質的耐磨材料錳鋼，將反螺旋螺紋增高100 mm，提高反螺旋結構使用壽命，減少磨礦介質鋼球流出；b.對出料端排礦口位置技術改造是添加耐磨材質錳鋼格網，網孔為半圓弧型，網格寬度15 mm以下、長度200～50 mm不等；即將溢流型球磨機改為類格子型球磨機[15-17]，杜絕12 mm以上磨礦介質鋼球流出，減少或杜絕相關設備及部件磨損甚至生產設備事故，延長相關設備使用壽命，從而提高磨礦分級系統運轉率。

（4）Ⅰ段磨礦分級系統其他技術改造：a.磨礦介質鋼球由人工添加，添加平臺設計不合理，鋼球通過直徑150 mm鋼管改裝、分段開孔而成的傾斜溜槽添加至皮帶運輸機后隨礦砂一同進入球磨機內部，鋼管溜槽直徑小容易造成堵塞、部分鋼球從鋼管上部觀察口飛出后掉入皮帶走廊，平臺至皮帶走廊地面高2 m以上，極易造成物體打擊或高空墜物安全事故；b. I段磨礦分級系統皮帶運輸機四周無安全防護裝置，員工工作期間容易發展安全事故；c.球磨機給料皮帶運輸機計量裝置不準確，容易造成生產指標波動；d.本地區受氣候影響，在雨季，球磨機給礦物料含水率升高，細粒級粉礦砂板結在運輸皮帶上，容易造成皮帶打滑、跑偏及負荷加大等不正運行工況；在風季，球磨機給礦物料揚塵嚴重，影響廠區職工身體健康。

解決方案：a.對磨礦介質鋼球添加平臺及溜槽重新設計，在平臺四周添加高度150 mm圍邊，將鋼管溜槽改為漏斗形裝置、與球磨機給料下礦漏斗類似， 前端設計為彎管形，彎管朝向與皮帶運輸機前進方向一致，有利于鋼球添加時減速及杜絕鋼球飛出造成安全事故；b.在皮帶運輸機兩側及尾輪實施物理隔離，即添加可拆卸的防護欄、防護罩[18]，杜絕皮帶運輸機安全事故；c.皮帶運輸機計量裝置引進先進的電子計量裝置，通過標準砝碼校核后投入使用，減少指標波動；d.針對皮帶粉礦板結情況，在皮帶首輪、尾輪附近安裝刮泥板，將細粒泥沙礦粉等集中回收，減少不良工況，提高設備使用效率；針對風季天磨礦作業給礦物料揚塵問題，延皮帶走廊安裝生產水管及噴淋系統灑水降塵，維護廠區職工身體健康。

4 結論

（1）在Ⅰ段磨礦分級系統中，針對傳統工藝出現的磨礦作業磨礦細度不足的創新性技術改造是在不改變原有磨礦作業次數的基礎上對一次分機溢流產品進行二次分級，提高磨礦效率、提高磨礦細度，保證生產指標。

（2）生產中Ⅰ段磨礦分級系統正常運轉率為90.29%，針對Ⅰ段磨礦工藝流程相關設備在生產過程中磨損嚴重,設備部件材質不符合要求，耐磨性不足,導致經常維修、檢修，影響生產效率等問題，通過系統性技術改進，如引進及使用耐磨性更高的部件如耐磨陶瓷內襯管道及彎頭、球磨機后端給料器創新型改進、前端排礦口添加擋球格網、球磨機襯板改進等，使磨礦設備運轉率由90.29%提高到97.27%，提高7個百分點，為生產指標完成提供堅實保障。

（3）通過小改革、小發明降如鋼球添加平臺及溜槽重新設計，皮帶運輸機安裝防護網、刮泥板、灑水降塵系統等，降低安全環保風險，保障員工身體健康，履行企業主體責任。

（4）Ⅰ段磨礦分級系統通過系統性的選礦工藝及設備技術改造，設備運轉率提高；選礦廠年處理量提高15萬t，有效回收銅金屬300 t/a、鐵金屬8500 t/a、鉬金屬15 t/a， 產生經濟效益超過2500萬元/a；達到了提高磨礦技術指標同時增加生產效益的目的，同時具有良好的社會效益，具有較強的可推廣性。