国内外半自磨工艺应用现状灌装机

国内外“半自磨”工艺应用现状

1　　概述　　在大多数选矿厂中，碎磨流程是投资高、消耗能量大的单元作业，其设备投资占选矿厂全部设备投资的50％以上，能耗则占选矿厂总能耗的60％～70％。国内外对碎磨流程进行了.. 　　1　　概述

在大多数选矿厂中，碎磨流程是投资高、消耗能量大的单元作业，其设备投资占选矿厂全部设备投资的50％以上，能耗则占选矿厂总能耗的60％～70％。国内外对碎磨流程进行了大量的研究，破碎一棒磨一球磨流程、破碎一球磨一球磨流程、破碎一棒磨一砾磨流程、破碎一单段球磨流程、单段自磨流程、自磨一球磨流程、自磨一球磨一破碎流程、自磨一砾磨流程、单段半自磨流程、半自磨一球磨流程、半自磨一球磨破碎流程等都应用于生产实践。

20世纪80年代，随着自动控制技术的发展，国外新建或改建的选矿厂碎磨流程开始考虑半自磨一球磨流程。此后十几年，半自磨一球磨流程成为应用很广的碎磨流程。目前，世界上已在生产中应用的最大半自磨机规格为12．2m x6．7lm，安装功率为20 O00kW，与之配套的二台球磨机规格为 6．7lmxl1．1m，安装功率为8 600kW／台；正在安装中的半自磨机规格最大为12．2m~7．3lm，安装功率为21 O00kW，与之配套的二台球磨机规格为 7．92mxl1．6m，安装功率为l5 500kW／台。

2　　工艺特点

“自磨”是所磨矿石作为磨矿介质在磨矿机中进行研磨，半自磨则是在自磨基础上，在磨矿机中添加少量(6％～14％)的钢球以弥补矿石作为介质的不足。矿山开采出的矿石经过一段破碎机破碎到小于250～300mm后，直接给人半自磨机一球磨机磨矿回路。因此，当矿石对两种流程都适应时，和常规破碎一磨矿流程相比，半自磨工艺具有以下特点。

(1)流程简单，易于操作。

半自磨流程省去了常规的二、三段破碎及筛分作业，解决了常规流程处理湿而粘的矿石易导致流程不畅的难题，省去了破碎产生的粉尘回收及处理，同时也为整个流程的控制自动化创造了条件。一个半自磨一球磨系列的生产能力可达到50000t／d，而常规磨矿单系列的生产能力不超过15000fd。另外，有的现场可不用粗破碎，如菲律宾的Dizon铜矿选矿厂、美国内华达州的McDermitt汞矿选矿厂及许多铀矿山，都将矿山采出的矿石直接给人半自磨机。

(2)投资和经营费用低。

半自磨具有冲击破碎和研磨兼有的磨矿特点，使其设备不断大型化，为大型选矿厂的投资和经营费降低提供了更大的空间。和常规的碎磨流程相比，在同比价格下，半自磨流程由于省去了中细碎厂房、筛分厂房和多条带式输送机及其相应的收尘设备、设施等，在基建投资、占地面积方面具有优越性；在经营费方面，和常规的碎磨流程相比，半自磨流程的单位能耗高，但其金属消耗较低。美国的Pima选矿厂采用常规碎磨流程和半自磨流程处理同样的矿石，从1974到1977年进行了4年的比较，结果表明，半自磨流程和常规流程相比，电力消耗高l5．5％，但衬板消耗低6．7％，球的消耗低l4．5％，平均钢耗低l3．5％，总的生产费用低。

(3)改善了矿浆的电化学性质，有利于矿物的选别。

与常规碎磨流程相比，采用矿石自身作为磨矿介质，在处理复杂的硫化矿时，铜、镍、钴、金、钼、铅、锌等矿物的浮选回收率都相应的提高，可能是采用钢球作为介质磨矿时，剥蚀下来的Fe 易在矿浆中形成Fe(0H)3，Fe(OH)3吸附到矿物表面，使矿物表面的电化学性质发生变化而受到抑制，影响可浮性。而采用半自磨工艺，特别是对多金属矿石，可以减少磨矿介质给矿物浮选带来的不利影响。

(4)要求的自动控制水平高。

由于半自磨机主要靠矿石自身形成的介质进行磨矿，回路的磨矿效率受所磨矿石性质的影响很大，给人矿石的硬度、粒度、含泥量等的变化，都会导致磨机的处理能力波动，因此，要求给矿量和磨矿能力均能进行调节，以适应矿石性质(硬度、粒度)的变化。生产实践中为了更好地稳定半自磨机的工作状态，除半自磨机的给矿量可以灵活调节外，大多数的半自磨机采用了变速驱动装置，可以根据给人矿石的硬度和粒度调节磨机转速，保持磨矿产品的性质稳定。

3　　国外应用现状

近20年来，随着制造技术和控制水平的发展，在国外半自磨工艺已经广泛地应用于铜、铅、锌、金、镍、铁、钼、铀、铂、钒、磷、石灰石、铝土矿、炉渣等各种矿物的磨矿，已有400多台自磨、半自磨机投人生产运行。

1998年下半年，当时世界上最大的半自磨机和球磨机在澳大利亚的Cadia Hill铜金矿选矿厂投入运行，该回路为半自磨一球磨一破碎(SABC)流程，由一台l2．2mx6．7lm，装机容量20000kW的半自磨机和2台6．71m～11．1m，装机容量8 600kW／台的球磨机及2台MPIO00破碎机构成，系统处理能力1700t／a。

目前世界上正在运行的处理不同矿石的选矿厂中，共有装机容量15000HP以上的半自磨机24台，全部是l987年以后投产的，磨机均采用包绕式电机驱动，主要处理铜、铜金、金、镍、铜锌、锌矿石；其中装机容量在20O00HP以上的l0台半自磨机，都是1996年以后投产的。

目前世界上最大的半自磨机规格为l2．2rex7．3lm，装机容量为2l000kW，与之配套的为两台7．92m~II．6m，每台装机容量为15500kW的球磨机，安装于智利的Collahuasi铜矿，系统处理能力可达60O00tM。

4　　国内应用现状

国内的自磨机试验研究始于20世纪50年代，主要用于铁矿石。

最初是干式自磨机，60年代初在鞍山烧结总厂试验成功。

60年代中期开始研制湿式自磨机。1969年末， 5．5mx1．65m湿式自磨机在大冶铁矿开始试验，并取得成功。此后我国又相继在首钢矿山公司、司家营铁矿、西昌410厂、德兴铜矿、武钢矿山公司等建立了多个半工业性自磨试验车间。

1970年，密云铁矿建成了我国第一个采用干式自磨机的选矿厂，共采用~b4mx1．4m干式自磨机2台，~b6mx2m干式自磨机l台，年处理能力100万t。

1972年，本钢歪头山铁矿建成了我国第一座采用湿式自磨机生产的大型选矿厂，整个选厂采用9台5．5mx1．8m湿式自磨机，年处理能力500万t。

到90年代，先后有南京吉山铁矿、新余良山铁矿、安徽黄梅山铁矿、浙江漓渚铁矿、唐山石人沟铁矿、南山铁矿、福建潘洛铁矿、铜矿峪铜矿、德兴铜矿、武山铜矿、岫岩金矿、阿西金矿等矿山选矿厂采用了湿式自磨工艺。

1978年，歪头山选矿厂为了提高磨机处理能力和磨矿效率，将原来的一段自磨开路流程改为半开路流程，并在磨机中添加容积为3％～5％的 l20～150mm的钢球，将其改造成了半自磨流程。采用干式自磨流程的密云铁矿投产后，由于生产技术指标差，粉尘大，环境污染严重，设备磨损快，1983年将干式自磨改为湿式自磨，1984年又将流程改为半自磨一球磨流程。

良山铁矿选矿厂也于1982年将自磨流程改为半自磨流程，添加的钢球量为6％。到20世纪末，国内生产中采用的最大自磨机规格为 7．5m~2．8m，用于德兴铜矿泗洲选矿厂，生产流程为ABC流程，日处理矿石5 O00t；最大的半自磨机为密云铁矿的d~6mx3m半自磨机，台时能力为lOOt。国内生产中采用的半自磨机有以下特点：

①设备均是国内制造，基本是原有的自磨机改用的，钢球添加量3％～6％。

②采用定速驱动，受矿石性质影响大，系统稳定性差。

③设备规格小，系统处理能力小，规模效益上没有优越性。

④系统控制水平差，设备运转率低，一般为55％～75％。

由于受设备制造能力、自动控制水平及电力供应等各种综合因素的影响，在国外半自磨工艺应用发展的同时，国内在半自磨工艺的应用上一直处于低谷状态。

2000年中国有色工程设计研究总院在铜陵冬瓜山工程中，经过方案比较，第一次在国内矿山工程设计中采用了半自磨一球磨工艺。

半自磨机规格为 8．53m~3．96m，装机容量为4 850kW，变速驱动，球磨机规格为 5．03m x8．3m，装机容量为3 300kW／台，系统能力为13 O00t／d，除半自磨机的电机及控制部分由外商供给外，半自磨机机械部分及球磨机整套均由国内制造，这也是我国制造的最大的磨矿设备。选矿厂将于2004年四季度投入运行。目前正在建设的贵州锦丰金矿和贵溪冶炼厂的炉渣选矿扩建工程也采用了半自磨一球磨工艺，锦丰金矿拟采用一台 4．8m~7m半自磨机，一台4．8m~7m球磨机，装机容量均为2 300kW／台；贵溪冶炼厂的炉渣选矿扩建工程则采用了奥托昆普制造的一台 5．2m~5．2m半自磨机和二台国内制造的与冬瓜山工程同规格的 5．03m~8．3m球磨机。金川选矿厂改扩建工程经武山铜矿改扩建工程拟继续采用半自磨一球磨工艺。

5　　总结

半自磨工艺的适应性强，应用广泛，已经成为新建或改扩建选矿厂时的重要考虑方案。在国外，特别是多金属硫化矿选矿厂，半自磨工艺已经成为优先选择方案，且半自磨工艺的设备运转率已与常规碎磨工艺相当，年运转率为92％～95％。

但在我国，由于设备制造能力、自动控制水平、电力供应等各方面的原因，半自磨工艺的应用没有得到发展。大型设备不能制造，如果引进，价格太高，投资太大，即使引进了国外的设备，备件均要依赖国外进口，生产运营成本也很高。这是半自磨工艺在我国一直没有应用的主要原因。

随着我国对外开放，国外的技术和资金进入我国的矿业领域。近年来，国内的机械加工制造能力、仪表及控制系统的研发制造能力和能源供应都有了很大的发展，各种管理手段也不断加强，这使选矿厂从设备到控制系统的整体价格大大降低，使采用新工艺、新技术成为可能。因此，随着我国已有的半自磨工艺的应用，该工艺将越来越显示出其优越性。

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