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国内外矿山磨矿设备的应用及研究进展(一)

2015/9/18 11:36:04   http://slsce.org  来源:怎么注册beat365_怎么把beat365中文_beat365中文

矿产资源是工业、农业、制造业及能源原料的重要来源,高效利用矿产资源才能保证我国经济的快速发展。磨矿作业是矿产资源开发利用过程中一个不可或缺的工序,在矿山、冶金、化工、水泥、制粉、陶瓷等行业均设置了磨矿作业。磨矿作业投资大、能耗高及对后续工序有重要影响,因此被广泛重视。为提高生产效率和指标,实现能源开发与节能并重的战略,磨矿设备的研发具有重要的现实意义。

为此,矿山工作者从改进磨矿设备性能、研发高效节能设备、降低磨矿能耗等方面进行了深入研究,不断有新型高效磨矿设备研发出来,并在实际生产中得到了应用。介绍了球磨机、半自磨机、棒磨机、搅拌磨机等国内外常用磨机的性能特点和最新研究进展,并对其发展方向进行了展望。

1常用磨矿设备

1.1球磨机

19世纪意大利ICF公司设计制造的用于陶瓷工业的连续式球磨机问世以来,球磨机在矿山生产中应用已有100多年的历史,是矿山磨矿工艺的常用设备。球磨机主要由筒体、给料端部、排料端部、主轴承和传动系统组成,其工作原理是回转体内装有一定量适宜粒级配比的钢球,筒体围绕中性轴线旋转时,筒体内的钢球和物料在离心力和摩擦力的作用下,随着筒壁上升到一定高度,以自由脱落或抛落等方式运动,在冲击力和磨剥的作用下将矿石磨细。

近年来,根据球磨机的工作原理,以节能降耗为目标,在传动方式、衬板、磨矿介质材料和磨机结构等方面得到了长足的发展,球磨机呈现出大型、高效、节能的特点。球磨机的生产厂家主要有芬兰Metso公司、德国Krupp公司、澳大利亚的Qutokumpu公司和ANI公司、日本川崎重工和中国中信重工等。规格为6.2m×25.5m的干式球磨机,采用环形电机驱动,安装功率为11.2 MW,早在1994年用于美国的一家金矿矿山;中信重工制造的湿式球磨机,目前最大规格达7.93m×13.6 m,现用于澳大利亚的Sino铁矿和乌山二期项目;丹麦富勒史密斯矿业公司生产的规格为7.93m×13.6m的球磨机,应用在南非的Anglo Platinum贵金属铂矿山,该磨机采用调心多滑履支撑轴承,超大功率双机拖动,全自动液压驱动的方式,具有规格大、设备配置高、易于调控的特点,有效提高了磨矿效率。

相对于特大型球磨机,中小型球磨机在我国矿山生产中得到了更广泛的应用。昆钢大红山铁矿2段磨矿采用2.7m×3.6 m溢流型球磨机,前后通过2次改造,处理量不断提高,满足了不断增长的生产需求,获得了较好的经济效益;MQY4.5m×6.1m溢流型球磨机是我国首例应用于黄金矿山的大型磨矿设备,在焦家金矿应用并进行优化改造后自动化水平提高,有效提高了磨机处理能力,比设计指标提高了10t/a左右,每年为企业增加直接效益3 334万元;在非金属矿山选矿中应用较广的是4.573m×6.1m的溢流型球磨机,该磨机在贵州磷矿公司新建110t/a磨矿系统中得到了应用,生产过程该机运转平稳,技术指标超过了设计标准。

近年来,球磨机的关键零件经过不断改进,也取得了长足的进展。其中球磨机的衬板改进最为显,如橡胶衬板因具有质量轻、耐磨损、耗能低、抗腐蚀、噪音低等诸多优点,得到了广泛应用。同时,应用较多的是质量轻的复合型磁性衬板,使用时无需螺栓固定且使用寿命长,有效降低了安装维护的工作量与能耗,大大提高了球磨机的运转率。

中国冶金矿冶总公司生产的磁性衬板,在本钢歪头山铁矿应用后,处理量增加了5.6%,磨机排矿粒度降低,同时大大降低了电耗和钢耗,具有良好的经济效益;衬板的形状结构也会对磨矿效率产生影响,攀钢集团在密地选矿厂采用波形衬板后,每台球磨机的处理量提高了约3 t,处理矿石的衬板单耗降低了0.005 kg/t,大大延长了衬板的使用周期。

1.2自磨(半自磨)

自磨(半自磨)机是将不同体积的矿石以同球磨机相似的运行规律进行磨矿,即筒体转动时,矿石间的有效粉碎是利用了矿石之间的碰撞、冲击及摩擦等作用,并在排料端安装了格子筛进行分级,是一种同时具有破碎和粉磨功能的磨矿设备。与球磨机和棒磨机最大的不同之处是其借助于被处理物料本身或添加少量介质使矿石粉碎,其动力来源为异步电机或同步电机,采用双边传动、单边传动或使用电动机在筒端直接拖动。与球磨机相比,其具有投资少、建设周期短、工艺流程简单、成本低、粉碎比高等优点。

20世纪50年代开始,半自磨机与其他磨矿设备联用首先在金属矿山得到应用,随着计算机和自动化技术的不断发展以及磨机结构、形状和衬板的不断改进,目前在国内外得到了广泛应用。

在国外,自磨(半自磨)机的使用较早,技术也比较成熟。目前,世界上最大的长筒型半自磨机规格为9.76 m×10.37 m,其安装功率为16.5MW;半自磨机在金矿选厂应用的报道较多,Fuller公司生产的半自磨机在澳大利亚某金矿选厂得到了应用,其规格为10.97 m×6.25 m,功率为12491kW;Metso公司生产的半自磨机在巴西SOSSEGO金矿选厂投产,其规格为11.58m×7.47 m,由功率为1998.48 kW的环形电机驱动;Famel&Thompsow公司生产的半自磨机也在美国Phcenix铜金选厂投产,其规格为10.97 m×5.64 m,功率为13 423 kW

在我国,20世纪90年代开始,自磨(半自磨)机也不断应用于矿山生产,并得到了发展,201311,中信重工生产出了国内规格最大、重约430 t10.37 m×5.19 m双电机驱动自磨机用于钼矿选厂,是目前国内规格最大、系统配置最高、控制性能最完善的钼矿磨矿设备;中信重工生产的规格为12.19 m×10.97 m的半自磨机,单机安装功率达28 MW,2010年在澳大利亚Sino铁矿得到了成功应用,标志着我国半自磨机大型化技术能力已经达到了国际先进水平。


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