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本文作者：李建偉1羅仙平1郭家棟2袁明3作者單位：1江西理工大學(xué)2河南金源黃金礦業(yè)有限責(zé)任公司3嵩縣黃金礦業(yè)有限公司

鋼球沿球磨機(jī)軸向的離析分布規(guī)律：球磨機(jī)中的鋼球沿球磨機(jī)軸向分布并不合理，因?yàn)榻o礦端由于礦塊粒度大，使得大鋼球磨損嚴(yán)重，而排礦端由于粒度變小，磨損相對較小，因而鋼球直徑相對較大。鋼球?qū)嶋H存在的這種軸向離析造成給礦端是小球打粗物料，排礦端是大球打細(xì)物料[4]。這種不合理分布以及鋼球下落時(shí)打擊的隨機(jī)作用，遭成了鋼球不能精確打擊合適粒度的礦塊，因而降低了磨礦效率。

球磨機(jī)內(nèi)礦石粒度沿球磨機(jī)軸向分布規(guī)律：磨礦過程是一個粒度逐漸降低的過程，所以球磨機(jī)中物料的粒度分布沿軸線方向并不是均勻的，而是呈平均粒度逐漸降低、細(xì)粒級逐漸增加的規(guī)律分布。

微分區(qū)化磨礦技術(shù)：在磨礦過程中，球磨機(jī)內(nèi)裝有不同尺寸和比例的鋼球，盡管這些鋼球的尺寸和比例都是根據(jù)礦塊尺寸和比例確定的，但鋼球下落時(shí)產(chǎn)生的沖擊作用具有隨機(jī)性，即：如果大鋼球打到合適粒度的礦塊而產(chǎn)生的破碎力就比較精確，相反如果打到中等粒度的礦塊或者細(xì)粒礦塊，破碎力就過大；同理，小鋼球打到合適粒度的礦塊，破碎力就比較精確，而打到過大粒度礦塊，由于破碎力不夠，不能產(chǎn)生破碎作用[5-6]。由于球磨機(jī)中礦石沿磨機(jī)軸線方向的不均勻分布和球磨機(jī)中鋼球沿磨機(jī)軸向的離析分布，為提高球磨機(jī)的破碎概率，實(shí)現(xiàn)精確化破碎，提高磨機(jī)效率，可將球磨機(jī)分為兩個粉碎區(qū)：粗粉碎區(qū)和細(xì)粉碎區(qū)。粗粉碎區(qū)位于球磨機(jī)給料端，細(xì)粉碎區(qū)位于球磨機(jī)排料端。在粗粉碎區(qū)，提高大鋼球的配比，減少小鋼球的配比，加強(qiáng)鋼球的沖擊作用，從而適應(yīng)粗粉碎區(qū)礦石粒度大且大鋼球磨損嚴(yán)重等問題；而在細(xì)粉碎區(qū)，因粉碎礦石粒度較小，因此可通過降低鋼球球徑，提高鋼球的總表面積和堆積率，強(qiáng)化鋼球的研磨作用，從而實(shí)現(xiàn)降低排礦粒度，提高磨礦效率的目的。

應(yīng)用試驗(yàn)研究

1現(xiàn)場球磨機(jī)的精確化裝補(bǔ)球調(diào)試

本次應(yīng)用試驗(yàn)在河南某金礦選礦廠進(jìn)行，該選礦廠設(shè)計(jì)處理能力為3000t/d，磨礦分級設(shè)備分別選用1臺MQY4261型溢流型球磨機(jī)和4臺φ660水力旋流器(2用2備)?，F(xiàn)場球磨機(jī)初加球方案為φ100∶φ80∶φ60=4∶3∶3，補(bǔ)加球方案與初加球方案相同，通過對現(xiàn)場生產(chǎn)成本數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，得出該方案下磨機(jī)噸礦電耗為12.87kW•h，噸礦鋼耗為1.06kg，磨礦分級系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)如表1所列。從現(xiàn)場取樣測定磨機(jī)新給礦粒度組成特性，根據(jù)段氏球徑半理論公式，計(jì)算各礦粒所需鋼球的直徑，然后根據(jù)待磨物料的組成特性進(jìn)行粒級合并等處理，最終確定鋼球直徑與配比如表2所列。新給礦按95%過篩的最大粒度dmax=12mm，-0.074mm產(chǎn)率為12.90%，確定初加球方案為φ80∶φ60∶φ40∶φ30=30∶30∶25∶15，平均球徑為56.5mm。繪制磨機(jī)初裝球的球荷粒度正累積特性曲線，用作圖法確定補(bǔ)加球后的球荷正累積特性曲線，根據(jù)此曲線得出各種補(bǔ)加球的比例，如圖2所示。由于磨礦過程中大球可以磨成小球，故不再補(bǔ)加φ30的球，從φ40開始補(bǔ)加，由圖2可以得到補(bǔ)加球方案為φ80∶φ60∶φ40=45∶27.5∶27.5。按照精確化裝補(bǔ)球計(jì)算得到初加球方案和補(bǔ)加球方案，對現(xiàn)場球磨機(jī)進(jìn)行重新裝補(bǔ)球調(diào)試，根據(jù)月統(tǒng)計(jì)分析，得到磨礦分級系統(tǒng)生產(chǎn)指標(biāo)如表3所列。月統(tǒng)計(jì)期間磨機(jī)總電耗為1196142.06kW•h，噸礦電耗為12.14kW•h，與精確化裝補(bǔ)球改造之前相比降低了5.67%，鋼球總耗量94587.84kg，噸礦鋼耗為0.96kg，與改造前相比降低了9.43%。

2現(xiàn)場球磨機(jī)的微分區(qū)化改造

在對現(xiàn)場球磨機(jī)進(jìn)行精確化裝補(bǔ)球調(diào)試的基礎(chǔ)上，進(jìn)行微分區(qū)化磨礦技術(shù)改造。首先測得磨機(jī)在經(jīng)過精確化裝補(bǔ)球調(diào)試后，球磨機(jī)排礦端的粒度組成特性；然后在球磨機(jī)筒體中間加入鋼球格子板，礦漿可以自由通過格子板而鋼球不能自由通過，將球磨機(jī)分為兩個區(qū)：粗磨區(qū)和細(xì)磨區(qū)。在粗磨區(qū)，按照球磨機(jī)新給礦粒度特性進(jìn)行精確化計(jì)算得出的方案進(jìn)行裝補(bǔ)球；在細(xì)磨區(qū)，根據(jù)精確化裝補(bǔ)球球磨機(jī)排料端粒度特性，進(jìn)行裝補(bǔ)球計(jì)算(此處要進(jìn)行過大化處理)，得出初裝球和補(bǔ)加球方案。初裝球均由磨機(jī)筒體兩端人孔加入(粗磨區(qū)和細(xì)磨區(qū)各對應(yīng)一個人孔)，粗磨區(qū)補(bǔ)加球由磨機(jī)給礦段加入，細(xì)磨機(jī)鋼球由磨機(jī)排礦端加入，靠磨機(jī)排礦口螺旋線的旋轉(zhuǎn)加入球磨機(jī)。

1）細(xì)磨區(qū)精確化裝補(bǔ)球方案確定

從精確化裝補(bǔ)球調(diào)試后的球磨機(jī)排礦端取樣，測得其粒度組成特性，根據(jù)段氏球徑半理論公式進(jìn)行球徑精確化計(jì)算并進(jìn)行過大處理，最終確定球磨機(jī)細(xì)磨區(qū)初裝球方案如表4所列。經(jīng)過精確化計(jì)算和過大化處理，最終確定球磨機(jī)細(xì)磨區(qū)鋼球初加球方案為φ60∶φ40∶φ20=20∶30∶50，平均球徑為34mm。用作圖法確定補(bǔ)加球后的球荷正累積特性曲線如圖3所示。從圖3中可以看出，補(bǔ)加球方案為φ60∶φ40=50∶50。

2）微分區(qū)化改造與調(diào)試

在MQY4261型溢流型球磨機(jī)筒體內(nèi)部1/2處加鋼球格子板，將球磨機(jī)分為兩個磨礦區(qū)：粗磨區(qū)(靠近球磨機(jī)給料端)和細(xì)磨區(qū)(靠近球磨機(jī)排料端)。粗磨區(qū)按現(xiàn)場球磨機(jī)精確化裝補(bǔ)球方案進(jìn)行，細(xì)磨區(qū)按細(xì)磨區(qū)精確化裝補(bǔ)球計(jì)算方案進(jìn)行，對現(xiàn)場球磨機(jī)進(jìn)行調(diào)試。月統(tǒng)計(jì)分析磨礦分級系統(tǒng)生產(chǎn)指標(biāo)如表5所列。月統(tǒng)計(jì)期間磨機(jī)總電耗為1196839.45kW•h，噸礦電耗為11.65kW•h，與精確化裝補(bǔ)球改造后相比降低了4.04%；鋼球總消耗量93487.03kg，噸礦鋼耗為0.91kg，與精確化裝補(bǔ)球改造后相比降低了5.21%。在球磨機(jī)排料端取樣測得其粒度特性組成，與精確化裝補(bǔ)球改造后排料端粒度特性組成進(jìn)行對比，如表6所列。由表6可以看出，經(jīng)過微分區(qū)化改造后，球磨機(jī)排礦端+3mm粒級含量略微增加，1～0.3mm粒級含量明顯減少，與改造前相比減少8.78%，-0.074mm含量顯著增加，與改造前相比增加5.56%。

經(jīng)濟(jì)效益評價(jià)

實(shí)施微分區(qū)化磨礦改造后，由于磨礦效率提高，降低了磨礦的單位電耗和鋼耗。與精確化裝補(bǔ)球改造后相比，單位電耗降低了0.49kW•h，工業(yè)用電按0.78元/(kW•h)計(jì)算，可降低噸礦電耗成本0.38元；單位鋼耗降低了0.05kg，鋼球按4500元/t計(jì)算，可降低噸礦鋼耗成本0.23元，合計(jì)降低噸礦成本0.61元。按年入磨礦量114萬t計(jì)算，每年可節(jié)約磨礦費(fèi)用69.54萬元。

結(jié)語

(1)通過微分區(qū)化磨礦技術(shù)改造后，磨機(jī)內(nèi)粗磨區(qū)和細(xì)磨區(qū)鋼球的配比更符合球磨機(jī)內(nèi)礦石粒度沿磨機(jī)軸線的分布規(guī)律，使裝補(bǔ)球更加精確化，提高了破碎概率，從而提高了磨機(jī)生產(chǎn)率。(2)微分區(qū)化磨礦可從一定程度上避免球磨機(jī)內(nèi)礦石粒度分布不均而造成鋼球離析作用，從而提高磨機(jī)生產(chǎn)率。(3)微分區(qū)化改造以后，磨機(jī)排料端-0.074mm含量明顯增加，而+6mm粒級礦石產(chǎn)率并無明顯增加，說明在細(xì)磨區(qū)增加小鋼球的比例，加強(qiáng)鋼球的研磨作用，符合球磨機(jī)內(nèi)礦石粒度沿磨機(jī)軸線的分布規(guī)律，對提高磨礦效率，從而降低生產(chǎn)成本有重要作用。(4)通過微分區(qū)化技術(shù)改造，與精確化裝補(bǔ)球改造后相比，在旋流器溢流細(xì)度基本不變的前提下，生產(chǎn)能力提高了4.70%，效果明顯。(5)實(shí)施微分區(qū)化磨礦以后，由于粗磨區(qū)和細(xì)磨區(qū)鋼球充填質(zhì)量不等，從而造成球磨機(jī)重心偏移，給球磨機(jī)的啟動帶來一定的影響，如何克服球磨機(jī)重心偏移帶來的影響，可以作為進(jìn)一步研究的課題。