ETM-1500塔磨機(jī)在大紅山鐵礦的應(yīng)用

溫合平　鄧　琴　王　海

(玉溪大紅山礦業(yè)有限公司)

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ETM-1500塔磨機(jī)在大紅山鐵礦的應(yīng)用

溫合平鄧琴王海

(玉溪大紅山礦業(yè)有限公司)

闡述了塔磨機(jī)在大紅山鐵礦的生產(chǎn)應(yīng)用情況，從電耗、磨機(jī)襯板消耗、鋼球消耗、磨礦產(chǎn)品粒度等方面對塔磨機(jī)運(yùn)行前后的生產(chǎn)指標(biāo)進(jìn)行對比分析。塔磨機(jī)磨礦產(chǎn)品過粉碎較輕，磨礦效率約為球磨機(jī)的1.7倍，塔磨機(jī)鋼耗較球磨機(jī)節(jié)省43%，電耗降低30%，每年可節(jié)省電費(fèi)650萬元。塔磨機(jī)占地面積較小，安裝費(fèi)用低，安裝周期短。塔磨機(jī)襯板消耗較球磨機(jī)磁性襯板高160萬元，但塔磨機(jī)的鋼球消耗每年較球磨節(jié)省43%，每年可節(jié)約鋼球費(fèi)用500萬元以上。

塔磨機(jī)磨礦效率能耗

塔磨機(jī)是立式介質(zhì)磨的一種，20世紀(jì)50年代發(fā)明于日本。自發(fā)明以來該設(shè)備在多種行業(yè)得到運(yùn)用。塔磨機(jī)的雙螺旋纏繞式主軸將研磨腔內(nèi)的研磨介質(zhì)進(jìn)行有效的攪拌，研磨腔內(nèi)攪拌磨礦介質(zhì)帶來的沖擊作用對物料進(jìn)行研磨，除攪拌介質(zhì)的作用外，研磨腔內(nèi)的重力分離設(shè)計(jì)可以使被磨物料免于過磨。

1　塔磨機(jī)工作原理

塔磨機(jī)由電機(jī)、減速機(jī)、上部倉、工作倉(含攪拌螺旋、螺旋襯板、檢修門、柵格襯板)等組成。攪拌螺旋在電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下做低速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，礦漿自塔磨機(jī)下部給入，在旋轉(zhuǎn)螺旋的帶動(dòng)下，物料隨旋轉(zhuǎn)螺旋自下向上運(yùn)動(dòng)，物料同時(shí)受離心力、重力、摩擦力的作用使得粉碎介質(zhì)與物料實(shí)現(xiàn)有序方式的運(yùn)動(dòng)循環(huán)和宏觀上的受力基本平衡，在攪拌螺旋內(nèi)為小于提升速度的螺旋式上升，在內(nèi)襯與螺旋外緣間為螺旋式下降。然而在微觀上由于其受力的不均勻性形成動(dòng)態(tài)的運(yùn)動(dòng)速差，物料受到強(qiáng)力擠壓、研磨等作用而被粉碎。合格物料隨水流上升，并進(jìn)行內(nèi)部分級后從塔磨機(jī)體上部自流溢出。塔磨機(jī)結(jié)構(gòu)見圖1。

粉碎介質(zhì)與物料之間的充實(shí)度高，球與球、球與塔磨機(jī)襯里及攪拌螺旋體的碰撞很少。整個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)部分在宏觀上受力的平衡處理使支撐系統(tǒng)受力很小，軸承的能耗也很小。合格粒級物料總是較不合格粒級物料容易到達(dá)排料口附近，塔磨機(jī)的工作原理屬攪拌磨類別，由于塔磨機(jī)攪拌轉(zhuǎn)速較其它攪拌磨低且塔磨機(jī)內(nèi)機(jī)械零件無相對運(yùn)動(dòng)，以及攪拌介質(zhì)為有序滾動(dòng)，同時(shí)獨(dú)特的柵格襯板設(shè)計(jì)，使得柵格空間被磨礦介質(zhì)和物料填充，磨機(jī)使用壽命延長，所以塔磨機(jī)有更廣泛的用途。

圖1　塔式磨結(jié)構(gòu)

2　現(xiàn)場工藝改造

大紅山鐵礦熔巖系列于2010年年底投入生產(chǎn)使用，設(shè)計(jì)處理能力380萬t/a，設(shè)計(jì)采用自磨—二段球磨—弱磁拋尾—三段球磨—弱磁選—強(qiáng)磁選別工藝流程，設(shè)計(jì)三段磨礦細(xì)度-45μm占80%，精礦鐵品位60%，實(shí)際生產(chǎn)時(shí)，由于原礦性質(zhì)發(fā)生較大變化，弱磁性礦物含量增加，實(shí)際三段磨礦細(xì)度能達(dá)到-45μm占75%左右，精礦鐵品位58%。試驗(yàn)表明，當(dāng)磨礦細(xì)度-45μm提高到85%以上時(shí)，精礦鐵品位可提高到60%以上。為進(jìn)一步提高磨礦細(xì)度，以提高產(chǎn)品質(zhì)量和金屬回收率，公司于2012年提出對原設(shè)計(jì)流程進(jìn)行技術(shù)改造，在對磨礦設(shè)備選型對比的基礎(chǔ)上，確定選用3臺(tái)塔磨機(jī)替代原2臺(tái)φ5.03m×8.3m球磨機(jī)進(jìn)行三段磨礦，改用自磨—二段球磨—弱磁—強(qiáng)磁拋尾—三段塔磨—弱磁選—強(qiáng)磁選工藝流程。該項(xiàng)技術(shù)改造于2013年7月投入生產(chǎn)使用，三段磨礦細(xì)度達(dá)到 -45μm占85%～90%，鐵精礦品位60%以上，達(dá)到了設(shè)計(jì)使用要求。

3　改造前后生產(chǎn)指標(biāo)對比

三段磨礦采用原2臺(tái)φ4.8m×7m球磨機(jī)與φ350mm旋流器組組成閉路磨礦時(shí)，總給礦量約 430t/h，裝機(jī)功率每臺(tái)2 500kW；三段磨礦選用3臺(tái)ETM1500塔磨機(jī)與φ350mm旋流器組組成閉路磨礦時(shí)，總給礦量約420t/h，裝機(jī)功率每臺(tái)1 120kW。改造前后給礦條件基本相當(dāng)。

3.1磨礦效率分析

三段磨礦原采用球磨機(jī)時(shí)，給礦粒度為-74μm占66.85%，旋流器磨礦分級溢流粒度為-74μm占90.95%，各產(chǎn)品粒度分析結(jié)果見表1。

表1　原球磨磨礦分級系統(tǒng)各作業(yè)產(chǎn)品粒度分析結(jié)果

由表1計(jì)算可得，球磨機(jī)的磨礦效率為0.435 4t/(h·m3)。

采用塔磨機(jī)時(shí)，給礦粒度為-74μm占71.80%，旋流器磨礦分級溢流粒度為-74μm占94.14%，各產(chǎn)品粒度分析結(jié)果見表2。

表2　塔磨磨礦分級系統(tǒng)各作業(yè)產(chǎn)品粒度分析結(jié)果

由表2計(jì)算可得，塔磨機(jī)的磨礦效率為0.746 3t/(h·m3)。

從磨礦效率看，按單位新生成粒級計(jì)算，塔磨機(jī)的磨礦效率是球磨機(jī)的1.7倍。

3.2磨礦功率消耗情況

工藝改造前后磨機(jī)功率消耗對比見表3。

表3　改造前后磨機(jī)功率消耗對比

由表3可知，塔磨機(jī)與球磨機(jī)相比，總裝機(jī)功率低1 640kW，實(shí)際運(yùn)行總功率低1 358kW。塔磨機(jī)運(yùn)行功率僅為球磨機(jī)的69.75%，節(jié)能30%以上。同等情況下，塔磨機(jī)每年可節(jié)約電費(fèi)650萬元。塔磨機(jī)工作時(shí)殼體不旋轉(zhuǎn)，僅內(nèi)部螺旋低速旋轉(zhuǎn)，減少了無功消耗，因此運(yùn)行功率較常規(guī)球磨機(jī)明顯降低。

3.3材料消耗

球磨機(jī)主要材料消耗為磁性襯板和磨礦介質(zhì)，塔磨機(jī)主要材料消耗為磨礦介質(zhì)、螺旋襯板和殼體內(nèi)壁耐磨層。磨礦介質(zhì)為消耗材料，根據(jù)日常生產(chǎn)需求進(jìn)行補(bǔ)加；塔磨機(jī)殼體內(nèi)壁采用柵格形狀襯板，磨礦介質(zhì)和物料布滿柵格空間，在殼體內(nèi)壁形成長久保護(hù)層，有效保護(hù)內(nèi)壁，降低磨損，同時(shí)網(wǎng)格狀格柵在使用中能沉積礦石，保護(hù)殼體，而且網(wǎng)格狀的設(shè)計(jì)對礦漿有明顯的阻尼作用，提高了礦石磨礦效率。螺旋襯板分為螺旋下部襯板、中部襯板、頂部襯板，螺旋襯板通過螺旋連接在螺旋主軸上，每個(gè)單元可實(shí)現(xiàn)獨(dú)立更換，螺旋襯板在向主軸方向有一傾斜槽，可有效帶動(dòng)礦漿向上運(yùn)動(dòng)，提高礦漿流動(dòng)性，降低能耗。塔磨機(jī)運(yùn)行3a多來，內(nèi)壁柵格襯板磨損較小，螺旋下部襯板使用周期較短，上部襯板磨損較少，至今未進(jìn)行更換，柵格板使用前后對比見圖2。

圖2　柵格板使用情況

球磨機(jī)與塔磨機(jī)襯板消耗費(fèi)用對比見表4。

由表4可知，折合每年襯板消耗球磨機(jī)為48萬元，塔磨機(jī)為210萬元。塔磨機(jī)的襯板消耗較球磨機(jī)每年多約160萬元。

表4　改造前后襯板消耗費(fèi)用對比

塔磨機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能有效降低過磨和循環(huán)負(fù)荷，在同樣磨礦條件下，能有效降低磨耗。生產(chǎn)實(shí)踐表明，塔磨機(jī)處理每噸礦石的鋼耗為0.34kg，而球磨機(jī)達(dá)到0.6kg。塔磨機(jī)的鋼耗僅為球磨機(jī)的56.7%。按每年處理400萬t原礦計(jì)算，每年可節(jié)約鋼球 1 040t，年節(jié)約費(fèi)用500萬元以上。

4　結(jié)　語

塔磨機(jī)磨礦產(chǎn)品主要集中在0.037mm粒級，過粉碎較輕，塔磨機(jī)磨礦效率約為球磨機(jī)的1.7倍；塔磨機(jī)鋼耗較球磨機(jī)節(jié)省43%，電耗降低30%，每年可節(jié)省電費(fèi)650萬元。塔磨機(jī)占地面積較小，安裝費(fèi)用低，安裝周期短。塔磨機(jī)襯板消耗較球磨機(jī)磁性襯板高160萬元，但塔磨機(jī)的鋼球消耗每年較球磨節(jié)省43%，每年可節(jié)約鋼球費(fèi)用500萬元以上。

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2016-02-05)

溫合平(1981—)，男，工程師，653405 云南省玉溪市新平縣戛灑鎮(zhèn)。