趙 濤

(金堆城鉬業(yè)集團(tuán)有限公司，陜西 渭南 714026)

0 引 言

裝補(bǔ)球制度是影響磨礦分級過程的一個(gè)至關(guān)重要的因素[1]。球磨作業(yè)中，裝補(bǔ)球制度未能精確化，大球過多或小球過多可能造成“過粉碎現(xiàn)象”嚴(yán)重，導(dǎo)致金屬損失率大，影響金屬回收率；亦可能造成“欠磨”。實(shí)際生產(chǎn)中致使分級返砂比高，影響磨機(jī)處理能力、分級效率(尤其是質(zhì)效率)及分選指標(biāo)；還可能影響磨礦電耗、鋼耗及磨機(jī)襯板使用壽命，進(jìn)而影響磨礦成本。

陜西某鉬選廠磨礦生產(chǎn)過程中磨機(jī)只補(bǔ)加φ120 mm鋼球，磨礦分級產(chǎn)品粒度分布不合理，致使一段磨礦分級產(chǎn)品中鉬金屬在過粗及過細(xì)粒級損失較大，流程考查結(jié)果表明：一段分級溢流+0.180 mm(欠磨)粒級產(chǎn)率為21.47%，鉬占有率為15.51%；-0.023 mm(過磨)粒級產(chǎn)率為13.82%，鉬占有率為14.59%。溢流產(chǎn)品的這種粒度分布狀態(tài)，影響了磨礦分級產(chǎn)品質(zhì)量及后續(xù)浮選指標(biāo)。因此，降低磨礦過程中+0.180 mm及-0.023 mm粒級含量，提高合格粒級-0.180+0.023 mm含量是改善磨礦分級產(chǎn)品質(zhì)量的方向。大量研究及生產(chǎn)實(shí)踐表明：精確化裝補(bǔ)球制度可改善磨礦分級產(chǎn)品質(zhì)量[2]，因此，對該鉬選廠一段磨礦開展精確化裝補(bǔ)球試驗(yàn)研究，取得了較好的效果。

1 精確化裝補(bǔ)球方法

初裝球時(shí)，須使裝入球的球徑及重量比例與被磨礦粒的性質(zhì)相適應(yīng)，只有這樣才能獲得較好的磨礦效果[3]。長期磨礦實(shí)踐總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)是：粗礦粒需用大鋼球打擊，細(xì)礦粒需用小鋼球研磨[4]。磨機(jī)給礦中有不同粒級的礦粒，因此初裝球需裝配幾種球徑的混合球，而鋼球在磨機(jī)中的充填率及后期生產(chǎn)中由于鋼球磨損而必需的補(bǔ)加球制度也要有一定的依據(jù)。本研究中的精確化裝補(bǔ)球即對生產(chǎn)現(xiàn)場的3臺MQGφ3.6 m×4 m磨機(jī)根據(jù)其給礦粒度組成進(jìn)行裝配鋼球，并選用段希祥教授推導(dǎo)的球徑半理論公式來實(shí)施，具體步驟為：確定最大球徑→確定初裝球尺寸及其比例→確定鋼球充填率及補(bǔ)加球量。

1.1 確定最大球徑

根據(jù)段氏半經(jīng)驗(yàn)公式確定最大球徑[5]：

(1)

Kc—綜合修正系數(shù),根據(jù)給礦粒度取0.91；

φ—為轉(zhuǎn)速率,根據(jù)該選廠實(shí)際情況取0.8；

σ壓—為礦石的抗壓極限強(qiáng)度，kg/cm2；

ρe—為鋼球的有效密度，g/cm3,ρe=ρ-ρn；

(2)

其中，ρ為鋼球密度=7.8 g/cm3，ρn為礦漿密度,ρt為礦石密度取2.7 g/cm3，R為磨礦濃度取生產(chǎn)控制的平均值78%，則ρn=1.97 g/cm3，ρe=7.8-1.97=5.83 g/cm3。

D0—為磨機(jī)充填率取40%時(shí)“中間縮聚層”的直徑，m，經(jīng)計(jì)算得D0=2.72 m；

df—為95%過篩計(jì)的磨機(jī)給礦最大粒度，為2.0 cm。

將Kc=0.91，轉(zhuǎn)速率=0.8，礦石的抗壓極限強(qiáng)度=10 500 kg/cm2，ρe=5.83 g/cm3，D0=2.72 m，df=2.0 cm代入段氏球徑半理論公式得Db=10.95 cm，取110 mm。

1.2 確定初裝球尺寸及其比例

首先，根據(jù)待磨物料的粒度組成，扣除各級別中不需要磨碎的粒級的產(chǎn)率,折算出待磨級別的產(chǎn)率，并按“產(chǎn)率大致相當(dāng)”的原則將待磨物料的粒級分為幾個(gè)組，分別用球徑半理論公式計(jì)算出各組物料所需球徑[6]。其次，依據(jù)“大尺寸鋼球磨粗粒級物料, 小尺寸鋼球磨細(xì)粒級物料”的思路[3]，使大尺寸及中等尺寸鋼球的比例分別大致與粗級別原礦及中粗級別原礦的產(chǎn)率相當(dāng)，確定出初裝球方案。最終確定的初裝球比例見表1。

表1 磨機(jī)初裝球比例確定結(jié)果

1.3 確定鋼球充填率及補(bǔ)加球量

實(shí)際生產(chǎn)過程中，鋼球充填率取經(jīng)驗(yàn)值：40%～43%[7]。參照目前多數(shù)選廠只補(bǔ)加大球的補(bǔ)加球方式，補(bǔ)加單耗參考老生產(chǎn)系統(tǒng)MQGφ3.6 m×4.0 m磨機(jī)的補(bǔ)加單耗0.74 kg/t?，F(xiàn)生產(chǎn)系統(tǒng)的每臺MQGφ3.6 m×4 m磨機(jī)平均處理礦石量為2 100 t/d，因此，每臺MQGφ3.6 m×4 m磨機(jī)每日需補(bǔ)加2 100×0.74=1 554 kg鋼球。

2 精確化裝補(bǔ)球工業(yè)試驗(yàn)

2.1 工業(yè)試驗(yàn)方法

上述磨機(jī)精確化裝補(bǔ)球理論計(jì)算結(jié)果是否可靠，須經(jīng)工業(yè)試驗(yàn)驗(yàn)證。工業(yè)試驗(yàn)在選礦廠的3臺MQGφ3.6 m×4 m格子型球磨機(jī)和3臺2FLCφ2.4 m沉沒式雙螺旋分級機(jī)組成的磨礦分級閉路流程中進(jìn)行了8個(gè)月。初裝球充填率為40%左右，初裝球大小及比例為φ110 mm∶φ80 mm:φ60 mm=40%∶40%∶20%，每臺磨機(jī)每天另外補(bǔ)加1 554 kg左右φ110 mm的鋼球。其中，原礦入磨最大粒度為20 mm，分級溢流濃度32%～38%，溢流細(xì)度-0.074 mm含量≥52%。

2.2 工業(yè)試驗(yàn)結(jié)果

2.2.1 一段磨礦分級溢流產(chǎn)品質(zhì)量

精確化裝補(bǔ)球前后一段磨礦分級溢流產(chǎn)品質(zhì)量對比情況見表2。由表2可知：在球磨機(jī)處理量穩(wěn)定及保證溢流產(chǎn)品濃度和細(xì)度的前提下，精確化裝補(bǔ)球后一段磨礦分級溢流中+0.180 mm欠磨粒級產(chǎn)率降低了3.52%，鉬占有率降低了1.55%；-0.023 mm過粉碎粒級產(chǎn)率降低了4.41%，鉬占有率降低了4.13%；易選合格粒級-0.180+0.023 mm產(chǎn)率提高了7.93%，鉬占有率提高了8.37%。表明一段磨礦分級溢流產(chǎn)品質(zhì)量有較大改善。

表2 工業(yè)試驗(yàn)前后一段分級溢流產(chǎn)品質(zhì)量對比

2.2.2 一段分級效率

工業(yè)試驗(yàn)前后分級機(jī)分級效率及返砂比結(jié)果見表3，由表3可知：在球磨機(jī)處理能力基本相當(dāng)?shù)臈l件下，磨機(jī)精確化裝補(bǔ)球后，分級機(jī)返砂比下降、分級效率提高，其中一段分級量效率提高了9.17%，一段分級質(zhì)效率提高了14.34%。

表3 工業(yè)試驗(yàn)前后的分級機(jī)分級效率及返砂比

2.2.3 磨機(jī)生產(chǎn)能力及能耗

工業(yè)試驗(yàn)前后磨機(jī)生產(chǎn)能力及能耗對比情況見表4，由表4可知：在磨機(jī)利用系數(shù)不變的情況下，磨機(jī)生產(chǎn)能力提高了2.17%，磨礦單位電耗下降了0.45 kW·h/t(相當(dāng)于磨機(jī)功率下降41 kW)，下降幅度為2.45%；磨礦鋼球單耗降低了0.18 kg/t，下降幅度為24.32%；一段磨機(jī)襯板使用壽命延長了2～4個(gè)月，提高幅度為40%～57%。

表4 工業(yè)試驗(yàn)前后同期磨礦效率對比

2.3 經(jīng)濟(jì)效益計(jì)算

2.3.1 磨礦電耗降低產(chǎn)生的效益

磨礦單位電耗下降0.45 kW·h/t，每臺MQGφ3.6 m×4 m格子型球磨機(jī)每年可節(jié)約電耗32.44萬kW·h。按工業(yè)用電0.6元/kW·h計(jì)算，年節(jié)約電費(fèi)19.46萬元，折合降低磨礦成本0.27元/t。

2.3.2 磨礦鋼耗降低產(chǎn)生的效益

磨礦過程鋼球消耗降低0.18 kg/t，每年節(jié)約124.74 t鋼球。鋼球外購成本為7 000元/t，年可節(jié)約鋼球費(fèi)87.32萬元，折合降低磨礦成本1.26元/t。

2.3.3 磨機(jī)襯板使用壽命延長產(chǎn)生的效益

一段磨機(jī)襯板使用壽命可延長2～4個(gè)月，每幅襯板按38萬元計(jì)算，預(yù)計(jì)年節(jié)約襯板費(fèi)9.5萬～19萬元，折合降低磨礦成本0.14～0.27元/t。

綜上，每臺MQGφ3.6 m×4 m球磨機(jī)按照2 100 t/d處理量，精確化磨礦工藝應(yīng)用后每臺磨機(jī)可降低磨礦費(fèi)用115.53萬～125.03萬元/年，折合磨礦成本降低1.67～1.80元/t。

3 結(jié) 論

(1)對生產(chǎn)現(xiàn)場的3臺MQGφ3.6 m×4 m格子型球磨機(jī)應(yīng)用相關(guān)理論及經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行精確化裝補(bǔ)球研究，確定最大裝球直徑為110 mm, 初裝球尺寸及比例為110 mm∶80 mm∶60 mm=40%∶40%∶20%，鋼球充填率取經(jīng)驗(yàn)值40%～43%，補(bǔ)加球單耗參考老生產(chǎn)系統(tǒng)磨礦車間MQGφ3.6 m×4.0 m磨機(jī)的補(bǔ)加值0.74 kg/t。

(2)采用精確化裝補(bǔ)球制度在生產(chǎn)現(xiàn)場3臺MQGφ3.6 m×4 m格子型球磨機(jī)和3臺2FLCφ2.4 m沉沒式雙螺旋分級機(jī)組成的磨礦分級閉路流程進(jìn)行工業(yè)試驗(yàn)，結(jié)果表明：磨礦分級產(chǎn)品中欠磨和過磨粒次產(chǎn)率及鉬占有率明顯下降，使易選合格粒級-0.180+0.023 mm產(chǎn)率及鉬占有率分別提高了7.93%和 8.37%；一段分級返砂比下降，一段分級量效率提高了9.17%，一段分級質(zhì)效率提高14.34%。

(3)精確化裝補(bǔ)球方法在陜西某鉬礦選廠應(yīng)用后，優(yōu)化了溢流產(chǎn)品的粒級分布，為后續(xù)浮選作業(yè)提高選鉬回收率奠定了基礎(chǔ)。

(4)精確化裝補(bǔ)球方法，有效挖掘了磨礦系統(tǒng)潛能，優(yōu)化了生產(chǎn)指標(biāo)，降低了電耗、鋼耗及襯板損耗，實(shí)現(xiàn)了提質(zhì)降本，經(jīng)濟(jì)效益顯著。