符 云 董永斌 林俊領(lǐng)

(新疆寶地礦業(yè)股份有限公司)

鋼球作為磨機(jī)的主要磨礦介質(zhì)，在確保充填率一定的情況下，鋼球配比是影響磨礦效率的關(guān)鍵所在，磨礦過程包含沖擊和磨剝兩大過程，不同大小的鋼球具有不同的磨礦作用， 不同的產(chǎn)品粒度要求，決定不同的鋼球配比?？偟膩碚f，大的鋼球沖擊力強(qiáng)，適宜大塊磨礦，小的鋼球磨剝作用強(qiáng)，適宜細(xì)粒度磨礦，如何達(dá)到最佳的磨礦效果，需要不同尺寸的鋼球進(jìn)行配比[1-2]。

經(jīng)過選礦廠近兩年破碎系統(tǒng)的技改項(xiàng)目，新圓錐破碎設(shè)備的投入使用及采用兩段干磁預(yù)選拋廢流程，球磨機(jī)的入磨粒度已經(jīng)發(fā)生了較大改變。因此，配合選礦廠將現(xiàn)球磨機(jī)入磨礦石進(jìn)行粒度組成分析，進(jìn)行球磨機(jī)鋼球配比優(yōu)化的計(jì)算及研究。

選礦廠為一段磨礦，使用MQG2130濕式格子型球磨機(jī)，給礦粒度為-12 mm含量95%以上，采用GS20螺旋分級(jí)機(jī)與球磨機(jī)組成閉路磨礦，目前分級(jí)溢流粒度為-0.074 mm粒級(jí)含量80%?，F(xiàn)有球磨機(jī)鋼球配比初裝球制度分別為φ100 mm、φ80 mm、φ60 mm，初裝比例為4∶3∶3，補(bǔ)加球制度為φ100 mm∶φ80 mm∶φ60 mm = 4∶3∶3。

1 入磨原礦粒度組成

1.1 技改前后原礦粒度對(duì)比分析

由于球磨機(jī)的入磨粒度已經(jīng)發(fā)生了較大改變，將改造后的原礦粒度組成與改造前的原礦粒度組成進(jìn)行對(duì)比，對(duì)比結(jié)果見表1。

由表1可知，技術(shù)改造前后原礦的粒度組成變化較大，+10 mm粒級(jí)含量降低了23.17個(gè)百分點(diǎn)，而-5 mm粒級(jí)升高了6.74個(gè)百分點(diǎn)，即大顆粒減

表1 技改造前后原礦粒度組成對(duì)比結(jié)果

注：以上數(shù)據(jù)采集日期為2014年6月與2015年4月。

少，細(xì)粒級(jí)含量增加。

1.2 磨機(jī)全給礦粒度分析

取磨機(jī)全給礦(新給礦+返砂，返砂比250%)試樣進(jìn)行篩析，根據(jù)篩析結(jié)果作粒度累積曲線?？芍C(jī)新給礦dmax= 10.62≈11 mm(磨機(jī)給礦95%過篩粒度)，-0.074 mm粒級(jí)含量為16.07%。磨機(jī)全給礦粒度篩析結(jié)果見表2。

表2 磨機(jī)全給礦粒度篩析結(jié)果

2 新鋼球配比制度的理論計(jì)算及結(jié)果

2.1 初裝球(球磨機(jī)內(nèi)球比)計(jì)算

綜合參考國內(nèi)外生產(chǎn)實(shí)踐，在計(jì)算鋼球直徑時(shí)，如果盡可能考慮影響計(jì)算鋼球尺寸的各種因素，則對(duì)精確求出鋼球尺寸大有益處。因此，決定采用球徑半理論公式為磨機(jī)鋼球球徑計(jì)算的方法。根據(jù)段希祥教授推導(dǎo)出的球徑半理論公式(1)，結(jié)合礦石性質(zhì)及選礦廠實(shí)際磨機(jī)情況，計(jì)算出的不同給礦粒級(jí)情況下鋼球直徑尺寸，見表3。

(1)

表3 不同入磨粒度鋼球直徑計(jì)算結(jié)果

按照返砂比為250%的比例，將分級(jí)機(jī)返砂與球磨機(jī)入料混合形成新給礦進(jìn)行粒度組成篩析試驗(yàn)，其中新給礦中扣除不需要磨細(xì)的-0.074 mm粒級(jí)產(chǎn)率，折算出待磨給礦粒度組，然后按照相應(yīng)比例分成4個(gè)組，由4個(gè)組的產(chǎn)率，按照偏大一點(diǎn)的原則處理，確定初裝球的比例，結(jié)果見表4。

表4 按返砂比250%計(jì)算的鋼球直徑

根據(jù)表3、表4，計(jì)算鋼球球徑及直徑取整，選礦廠初裝球比例為φ100 mm∶φ80 mm∶φ60 mm∶φ40 mm=3∶2∶3∶12。

2.2 補(bǔ)加球確定

由于鋼球的不斷磨損，需定期向球磨機(jī)內(nèi)補(bǔ)加一種或幾種不同尺寸的鋼球，使球磨機(jī)內(nèi)鋼球的充填率和各種尺寸鋼球的比例大致保持不變。

此次鋼球配比采用球徑半理論公式計(jì)算球徑，指導(dǎo)初裝球的配比，并以初裝球作為補(bǔ)球計(jì)算的依據(jù)，繪制磨機(jī)初裝球的球荷粒度正累積特性曲線，用作圖方法確定補(bǔ)加球后的球荷正累積特性曲線，依據(jù)此曲線得出各種補(bǔ)加球的比例。其理論依據(jù)是：磨礦中各種球均被磨損，大球的沖擊磨損大但研磨磨損小，小球的沖擊磨損小但研磨磨損大，可以認(rèn)為大球及小球的磨損速度相當(dāng)。因此，將初裝球的球荷曲線向左下平行移動(dòng)即可得磨損后的球荷曲線，而向右上平行移動(dòng)即可得補(bǔ)加后的球荷曲線。

將計(jì)算所得初裝球的累積球荷特性曲線作為球徑尺寸的函數(shù)，繪制初裝球曲線，鋼球補(bǔ)加曲線見圖1。

小直徑鋼球可由大球磨損而得到，同時(shí)考慮到球的種類多時(shí)補(bǔ)加麻煩及管理復(fù)雜，實(shí)際補(bǔ)球時(shí)只補(bǔ)加3種不同尺寸鋼球，從φ60 mm球徑開始補(bǔ)加，以此為起點(diǎn)作初裝球曲線的平行線，即得補(bǔ)加球的累積球荷曲線，見圖1。由補(bǔ)加球曲線上可查出φ100 mm、φ80 mm、φ60 mm 3種球的補(bǔ)加百分率分別為25%、15%、60%，比例為5∶3∶12。故決定補(bǔ)加φ100 mm、φ80mm和φ60 mm 3種球，補(bǔ)加球的單耗按0.6 kg/t計(jì)算，若按1 000 t/d計(jì)，日補(bǔ)加鋼球?yàn)? 000×0.6=600 kg，每臺(tái)磨機(jī)補(bǔ)加1/2×600=300 kg，即φ100 mm球補(bǔ)加75 kg、φ80 mm球補(bǔ)加45 kg及φ60 mm球補(bǔ)加180 kg。

圖1 鋼球補(bǔ)加曲線

3 結(jié) 語

(1)采用精確度較高的段式球徑半理論公式計(jì)算球徑，指導(dǎo)初裝球的配球，再通過作圖法確定補(bǔ)加球方案，確定出新的鋼球制度：初裝球比例φ100 mm∶φ80mm∶φ60mm∶φ40mm=3∶2∶3∶12，補(bǔ)加球比例φ100 mm∶φ80 mm∶φ60 mm=5∶3∶12。

(2)此次鋼球配比制度的優(yōu)化主要針對(duì)選礦廠礦石性質(zhì)及球磨機(jī)特點(diǎn)，在理論計(jì)算、理論分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)情況，完成了鋼球配比優(yōu)化及確定補(bǔ)加球制度的計(jì)算。但以上數(shù)據(jù)僅為理論計(jì)算所得為擬鋼球補(bǔ)加方案，未經(jīng)試驗(yàn)論證，后期仍需要在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行試行，通過連續(xù)考察統(tǒng)計(jì)一段時(shí)間(2個(gè)月左右)的處理量、補(bǔ)加鋼球的數(shù)量以及磨機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)電耗，計(jì)算調(diào)整出新的最佳補(bǔ)加球制度。可有效提高磨機(jī)效率，在一定范圍內(nèi)降低鋼球消耗與磨機(jī)電耗，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。

[1] 段希祥.選擇性磨礦及其應(yīng)用[M].北京：冶金工業(yè)出版社，1995.

[2] 曹亦俊，段希祥.球磨機(jī)裝補(bǔ)球理論的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].有色金屬，1999(4)：34-38.

[3] 嚴(yán)劉學(xué)，史廣全，劉安平，等.梅山鐵礦提高磨礦產(chǎn)品均勻性試驗(yàn)[J].現(xiàn)代礦業(yè)，2014，30(4): 130-132.