金堆城鉬業(yè)汝陽(yáng)公司提高半自磨運(yùn)轉(zhuǎn)率和臺(tái)時(shí)效率的實(shí)踐

高威海

(金堆城鉬業(yè)汝陽(yáng)有限責(zé)任公司,河南 汝陽(yáng) 471200)

1 問(wèn)題的提出

金堆城鉬業(yè)汝陽(yáng)公司選礦二廠建成于2015年6月,并于當(dāng)月投產(chǎn)試車。投產(chǎn)初期,半自磨運(yùn)轉(zhuǎn)率只有50%左右,臺(tái)時(shí)效率也只有500～600 t/(h·臺(tái))(設(shè)計(jì)臺(tái)時(shí)效率833 t/(h·臺(tái)))。半自磨運(yùn)轉(zhuǎn)率低的主要原因之一是半自磨內(nèi)部構(gòu)件襯板以及格子板易損壞且檢修周期較長(zhǎng),通常一次大的檢修要耗時(shí)6～7 d。汝陽(yáng)公司選礦二廠工藝流程見(jiàn)圖1。

2 問(wèn)題的分析

經(jīng)過(guò)分析發(fā)現(xiàn),襯板以及格子板抗沖擊及耐磨強(qiáng)度不夠是造成半自磨運(yùn)轉(zhuǎn)率低的原因之一;另一個(gè)原因是半自磨的供礦粒度過(guò)大,通常為300～400 mm。

根據(jù)襯板以及格子板所受到的[5]沖擊力公式：

(1)f=m×v(f為襯板所受沖擊力,m為礦石或磨礦介質(zhì)鋼球的質(zhì)量，v為礦石或鋼球的運(yùn)行速度)

(2)m=m×v(f為礦石或鋼球的密度，礦石p約為2.7 t/m3，鋼球p約為7.8 t/m3，是一個(gè)常數(shù)，v為礦石或鋼球體積)

(3)V=π×r3(π為圓周期率，r為鋼球半徑或假設(shè)的球形礦石的半徑)或V=d3(假設(shè)礦石為正方形,d為正方形礦石邊長(zhǎng))

由此可推導(dǎo)出襯板以及格子板所受到的近似沖擊力公式：f=p×π×r3×v或f=p×d3×v，這就意味著襯板以及格子板所受最大力的大小與礦石或鋼球直徑的三次方成正比。礦石粒度縮小一半，所受最大沖擊力將減小到1/8。由于鋼球直徑為130 mm,約為最大礦石粒徑的1/3，但其[1]密度是礦石的近3倍，因此，鋼球的沖擊力約為最大礦石沖擊力的1/9。所以，大塊礦石的沖擊是造成襯板以及格子板損壞的絕對(duì)主要原因。

另外，大塊礦石也容易造成半自磨的供礦皮帶橫向負(fù)荷嚴(yán)重不均，從而造成皮帶跑偏；大塊礦石的棱角也容易割裂皮帶。這些都間接導(dǎo)致半自磨被迫停機(jī)，對(duì)半自磨的運(yùn)轉(zhuǎn)率也有一定的負(fù)面影響。

圖1 汝陽(yáng)公司選礦二廠工藝流程圖

半自磨的供礦粒度過(guò)大,也是造成半自磨臺(tái)時(shí)效率低的主要原因之一，另一個(gè)原因是鋼球添加不盡合理。

3 問(wèn)題的解決

3.1 降低半自磨的供礦粒度

3.1.1 降低露天礦至旋回破碎機(jī)的供礦粒度

露天礦主要采取了以提高炸藥單耗為主的優(yōu)化爆破技術(shù)，液壓破碎錘使用頻率反而有所降低；炸藥單耗由0.63 kg/t提高至0.69 kg/t左右。因此，每年增加的炸藥費(fèi)用約為245萬(wàn)元。

但是,露天礦的最大供礦粒度由1 000 mm降至500～600 mm,而且粉礦率也有明顯的提高。

3.1.2 縮小旋回破碎機(jī)排礦口，降低碎礦粒度

露天礦最大供礦粒度的降低，為旋回破碎機(jī)排礦口的降低創(chuàng)造了良好條件。過(guò)去屢次發(fā)生的旋回破碎腔堵住、旋回噎死等工藝事故也幾乎不再發(fā)生。旋回破碎機(jī)排礦口由200 mm以上降至150 mm。半自磨的最大供礦粒度由300～400 mm降至200～300 mm。半自磨供礦粒度降低的同時(shí)也有利于半自磨臺(tái)時(shí)效率的提高。

3.2 在全國(guó)范圍內(nèi)尋找高強(qiáng)度耐磨襯板

先后試用了河南及江蘇兩家襯板生產(chǎn)商的襯板,最終確定江蘇襯板生產(chǎn)商為高強(qiáng)度耐磨襯板的供應(yīng)商，高強(qiáng)度耐磨襯板的使用增加了襯板的抗沖擊力和抗磨剝力。兩家襯板的使用情況見(jiàn)表1。

表1 兩家襯板使用情況對(duì)比表

由表1可知,江蘇襯板盡管單價(jià)比河南襯板高許多,但性價(jià)比是河南襯板的近2倍,實(shí)際相關(guān)成本支出大幅降低，更為重要的是由于襯板更換、檢修用時(shí)較長(zhǎng)，由此帶來(lái)了半自磨運(yùn)轉(zhuǎn)率的顯著提升。

3.3 鋼球添加采用適量原則

足夠多的鋼球是保證半自磨高臺(tái)時(shí)效率的基本條件之一。但鋼球過(guò)多不僅會(huì)占據(jù)一定的磨礦空間，制約半自磨臺(tái)時(shí)效率的提高，而且會(huì)對(duì)襯板造成不必要的沖擊和摩擦，鋼球之間的相互沖擊和摩擦幾率也有所提高，這就增加了鋼球和襯板的消耗，最終也影響了半自磨運(yùn)轉(zhuǎn)率的提高。

汝陽(yáng)公司目前半自磨鋼球添加減少了過(guò)去的一些隨意性，更加理性、科學(xué)、定量和細(xì)致。半自磨鋼球添加單耗由過(guò)去多時(shí)的1.3 kg/t、少時(shí)的0.67 kg/t穩(wěn)定在0.97 kg/t左右，既充分發(fā)揮了磨礦介質(zhì)的助磨作用，[3]又充分利用大塊礦石的自磨和助磨作用；鋼球添加次數(shù)由過(guò)去的1次/d次改為2次/d，以此減少剛加完球瞬間鋼球充填率陡然升高、半自磨功率和壓力隨之升高而被迫減礦以及吐球嚴(yán)重的現(xiàn)象。

4 目前的效果

針對(duì)半自磨運(yùn)轉(zhuǎn)率和臺(tái)時(shí)效率明顯偏低的狀況，汝陽(yáng)公司實(shí)施了強(qiáng)有力的過(guò)程控制，取得了顯著的效果。過(guò)程控制前后兩大核心技術(shù)指標(biāo)效果對(duì)比情況見(jiàn)表2。

表2 過(guò)程控制前后效果對(duì)比表

考慮到影響半自磨運(yùn)轉(zhuǎn)率還有其他因素，上述措施對(duì)半自磨運(yùn)轉(zhuǎn)率的貢獻(xiàn)度約為50%。因此，經(jīng)濟(jì)效益的估算也應(yīng)相應(yīng)作出調(diào)整。

5 經(jīng)濟(jì)效益的估算

5.1 鉬精礦產(chǎn)能年增加幅度

(65/50)×(850/600)%-100%=84%

鉬精礦原年產(chǎn)能

600×24×365×0.5×0.13%×83%×(100/45)=6 301.3 t

其中,0.5是運(yùn)轉(zhuǎn)率原數(shù)據(jù),0.13%指原礦品位,83%指回收率指標(biāo),(100/45)表示折合成45%的鉬精礦標(biāo)量,600指原臺(tái)時(shí)效率,24指每天運(yùn)轉(zhuǎn)小時(shí)數(shù),365指每年運(yùn)轉(zhuǎn)天數(shù)。

鉬精礦產(chǎn)能年增加6 301.3×84%=5 293.092 t

鉬精礦年新增經(jīng)濟(jì)效益5 293.092 t×2萬(wàn)元/t=10 586.184萬(wàn)元

5.2 電耗鋼耗降低

由于半自磨臺(tái)時(shí)效率和運(yùn)轉(zhuǎn)率的增加,鉬精礦產(chǎn)量自然相應(yīng)增加;同時(shí)處理每噸礦石的電耗和綜合鋼耗也有明顯的降低。企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力顯著增強(qiáng)。表3為2019年上半年與2018年上半年的選礦二廠數(shù)據(jù)對(duì)比,進(jìn)一步佐證了半自磨臺(tái)時(shí)效率和運(yùn)轉(zhuǎn)率在一定范圍內(nèi)增加對(duì)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的極大促進(jìn)作用。

5.3 生產(chǎn)成本降低

根據(jù)財(cái)務(wù)數(shù)據(jù),鉬精礦單位成本不僅沒(méi)有增加,反而有明顯下降，因此,采取上述措施所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益是非?？捎^的。

表3 幾個(gè)核心指標(biāo)前后對(duì)比表

6 結(jié) 語(yǔ)

(1)降低露天礦至旋回破碎機(jī)的供礦粒度是從系統(tǒng)的源頭上解決問(wèn)題，縮小旋回破碎機(jī)排礦口[4]，降低碎礦粒度則是在一個(gè)系統(tǒng)內(nèi),從作業(yè)的上部解決問(wèn)題。雖然增加了露天礦的炸藥成本，延長(zhǎng)了粗碎的時(shí)間和電費(fèi)，但有力支持了選礦廠兩大核心指標(biāo)的提高,因此在經(jīng)濟(jì)上是非?？尚械摹?/p>

(2)使用高強(qiáng)度襯板，雖然增加了一次性支付備件的費(fèi)用，但延長(zhǎng)了襯板的使用壽命，特別是促進(jìn)了設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率的提高。因此，在經(jīng)濟(jì)上也是特別可行的，這完全符合投入產(chǎn)出原則。這種思路或方法也可用于解決其他問(wèn)題。

(3)傳統(tǒng)選礦理論認(rèn)為,降低碎礦粒度有助于提高下游磨礦作業(yè)的臺(tái)時(shí)效率[2]，但在一定的工藝、設(shè)備條件下,根據(jù)半自磨襯板的受力分析計(jì)算以及相關(guān)生產(chǎn)實(shí)踐證明，降低碎礦粒度也有助于提高半自磨的運(yùn)轉(zhuǎn)率。