SABC碎磨工艺设计及其在金属矿选矿厂的应用实践

李建伟 董红建 袁明

摘 要：该文介绍了SABC工艺流程的结构及其特点，总结了SABC工艺流程的应用条件和目前常用的几种实验室试验方法，提出了提高SABC碎磨系统稳定性的几种关键措施。同时对目前两个应用实践效果良好的SABC碎磨工艺选矿厂进行了介绍。

关键词：半自磨 SABC碎磨 磨矿介质 应用实践

中图分类号：TD921 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）02（c）-00-02

矿石的准备作业是进行矿物分选的基础也是选矿工艺的初期环节，主要包括矿石的破碎作业和磨矿作业，是选矿工艺中不可缺少的环节。据统计，矿石的碎磨作业能耗约占选矿厂总能耗的60%～70%，因此在进行大型选矿厂设计时，必须选择最佳的碎磨工艺，最大限度的实现选矿厂的节能降耗。

从19世纪末，人们认识到矿石可以自磨开始对自磨技术的研究不断深入，自磨技术在有色和黑色金属选矿厂的到了广泛的应用。目前金属矿选矿厂常用的碎磨工艺主要有常规碎磨工艺（破碎+球磨）和（半）自磨工艺两大类。其中SABC碎磨工艺属于半自磨工艺的一种，在生产操作、成本控制、选别指标方面与传统破碎工艺比较，具有明显优势。因此在进行大型金属矿选矿厂设计时通常将其作为一种碎磨工艺方案，考虑其可行性[1]。在当前碎磨工艺中，磨矿产品的质量存在很大差异，因此对后续的选择指标影响很大，所以必须要选择最适合矿石性质的碎磨工艺，以实现最高的分选指标。

1 SABC碎磨工艺流程结构及特点

SABC碎磨工艺流程是指半自磨+球磨+破碎工艺。通常是指矿石直接进入半自磨机进行自磨，半自磨机的产品给入振动筛，筛下的合格粒级给入后续球磨分级系统，最终得到合格磨矿产品，而筛上大颗粒的“顽石”则经过破碎机破碎后返回半自磨作业。其特点是引入细碎机以破碎难磨的砾石，消除难磨砾石在自磨机中的积累，可以改变自磨机中自然磨介的粒度性质，有利于为后续作业提供合适粒度的物料[2]（图1）。

P.柯维斯托能认为SABC流程具有无细碎作业、流程简单、处理量较高而且比较稳定等优点[3]，通过增加破碎机来处理半自磨机的“顽石”，接触自磨机难磨物料积累的问题。

2 SABC碎磨工艺的应用条件和试验基础

2.1 SABC碎磨工艺的应用条件

自磨是靠矿石自身作为磨矿介质进行研磨，半自磨则是在自磨的基础上添加少量钢球作为磨矿介质，以弥补自然矿石介质的不足。故SABC碎磨流程磨矿效率受矿石性质的影响较大，由于矿段、矿体、成因不同的矿石性质差别很大，因此SABC流程的处理量具有较大的波动性，特别是矿石的硬度性质，严重影响流程的稳定性[4]。

矿石在自磨机中能否形成稳定的负荷是能否实现（半）自磨工艺的关键[5]。如许多砂岩型软矿石，一般不适合采用半自磨工艺处理，因为这类矿石磨损很快，不能在自磨机中形成稳定介质负荷。因此碎磨工艺的选择主要由矿石性质决定，在确定碎磨工艺时除了考虑矿石中有用矿物的嵌布粒度（决定磨矿段数）外，在确定半自磨工艺时，如何处理难磨物料的积累问题也是采用半自磨工艺考虑的重要问题（即是否采用SABC工艺）。

自磨流程的采用首先需要矿石能形成足够数量的磨矿介质。一般情况下，通过测定矿石的球磨功指数和介质适应性结果分析得出，普氏硬度为f=6～12的矿石适于SABC碎磨工艺。

朱月锋[6]对普郎铜矿矿石进行了半自磨批次磨矿试验、球磨功指数试验、棒磨功指数试验、磨损指数试验、JK落重试验等指出普郎矿石适合半自磨工艺，采用SABC碎磨流程是可行的。

2.2 SABC碎磨流程设计的试验基础

SABC碎磨工艺的选择主要取决于待磨矿石的性质，因此，在选择合适的碎磨工艺之前，要进行充分的适应性验证试验。目前国外用于矿石自磨适应性试验的的种类较多，主要有芬兰Metso公司的实验室分批自磨试验、澳大利亚昆士兰大学Julius Kruttschnitt矿物研究中心JKTech落重试验、澳大利亚SMCC Pty公司半自磨机粉碎试验、加拿大Minnov EX技术公司半自磨功率指数（SPI）试验、美国MacPherson咨询公司半自磨可能性试

验等[7]。

2.2.1 芬兰Metso公司的实验室分批自磨试验

芬兰公司开发的实验室分批自磨试验获得的数据，通过数据处理，可以为SABC流程设计提供依据。试验通过测定净功率和产品中-12.7 mm矿量计算单位净功耗（kW.h/t）。设计时使用试验获得的单位净功耗乘以设计生产能力（t/h）再乘以1.2的机械系数即为选用的（半）自磨机功率。分批试验产品的邦德球磨功指数和金属磨损指数可用于后续球磨机选型计算和金属磨损预测。

2.2.2 Julius Kruttschnitt矿物研究中心JKTech落重试验

JKTech落重试验是昆士兰大学Julius Kruttschnitt矿物研究中心开发的一种实验室试验方法。这种试验方法是根据（半）自磨机内两种主要粉碎过程：（高能）冲击和（低能）磨蚀。通过（高能）冲击粉碎试验可以获得冲击粉碎参数，通过（低能）磨蚀试验可以获得磨蚀粉碎参数，将这些参数用于JKSimMet矿物加工模拟软件，与有关设备及性能操作参数相结合，预测磨矿产品粒度特性。

2.2.3 澳大利亚SMCC Pty公司半自磨机粉碎（SMC）试验

半自磨机粉碎（SMC）试验是澳大利亚SMCC Pty公司开发的只需少量样品即可完成的实验室试验，该试验只需进行简单的落重试验，与计算机模拟软件结合即可为（自）自磨工艺设计和设备选型提供试验依据。

2.2.4 加拿大Minnov EX技术公司半自磨功率指数（SPI）试验

半自磨功率指数（SPI）试验是一种实验室分批半自磨试验，该试验室通过对等量的相同粒度组成的矿样进行反复循环的粉磨试验，每个循环后得物料进行筛分分析，筛下作为产品，筛上作为循环负荷返回自磨机，进行下一个循环的粉磨，直至产品达到规定粒度，得到粉磨时间和产品粒度组成的曲线。粉磨时间越长，表明粉磨阻力越大，矿石越硬。

3 提高SABC碎磨工艺处理量及设备运转率的措施

提高SABC碎磨工艺的处理量可以从工艺操作和设备入手，找出各工艺参数之间的关系，找出其最佳平衡点，以达到提高系统处理量，降低系统消耗的目标[8]。

3.1 保证供矿矿石的稳定是提高处理量和设备运转率的关键

由于SABC碎磨工艺受矿石性质影响很大，故矿石性质的变化会对流程产生较大的波动性，因此工艺对矿石性质的稳定性要求较高。因此，在生产过程中要保证均衡配矿。

3.2 保证半自磨机磨矿介质充填率是SABC流程稳定的关键

磨矿介质的充填率是影响半自磨机生产效率的关键因素之一，因此为保证SABC碎磨工艺的稳定性，必须优化实验和探索磨矿介质，寻找最佳磨矿介质充填率，掌握充填率、能耗、处理量等之间的关系，从而提高半自磨的生产效率。

3.3 优化半自磨机的衬板设计

目前半自磨机的衬板设计常存在设计不合理、安装尺寸控制不严、衬板材质较差等问题。因此合理设计衬板结构，改进衬板材质，提高衬板质量，对提高工艺处理量和稳定性具有重要意义。

4 SABC碎磨工艺生产实践

4.1 SABC碎磨工艺在德兴铜矿的应用

德兴铜矿选矿厂建成于20世纪80年代，是当时国内最大、最先进的选矿厂。德兴铜矿选矿厂设计规模为6万 t/d，选矿厂建有一条处理量为2.25万 t/d的SABC破碎系统。金建国对德兴铜矿SABC工艺流程现状分析后认为目前有处理难磨矿石系统台效较低、系统设备的运转率不高、钢球衬板消耗指标较高等问题[8]。洪建华对比了德兴铜矿常规碎磨工艺和SABC碎磨工艺认为SABC碎磨工艺与传统工艺相比具有较大优势，需要进一步各工艺参数，最大限度实现其优势。（图2）

4.2 SABC碎磨工艺在内蒙古乌山铜钼矿的应用

乌努格土山铜钼矿（简称乌山铜钼矿）位于内蒙古新巴尔右旗，属于低品位大型铜钼有色金属矿山，是一座大型斑岩铜钼矿，资源储量巨大，原矿品位较低。乌山铜钼矿选矿厂设计规模为7.5万 t/d，分两期建设：一期为3.5万 t/d，二期为4万 t/d。选矿厂碎磨系统采用SABC碎磨工艺，碎磨设备采用国产Φ8.8 m×4.8 m半自磨机、Φ6.2 m×9.5 m溢流型球磨机、160 m3浮选机等国产大型选矿设备。

刘洪均[9]等认为乌山铜钼SABC碎磨工艺具有流程短、先进可靠、大大降低了占地面积、减少了粉尘污染、降低了维修强度，其稳定运行为国内其他矿山碎磨工艺流程建设提供了借鉴。为防止系统破碎顽石的圆锥破碎机过铁，造成设备损坏，乌山铜钼矿选矿厂采用MA-2211型除铁装置，该除铁装置安装在系统的关键位置可以第一时间除去系统中的碎钢球，保证系统的正常

运行[10]。

5.结语

（1）SABC碎磨工艺与传统碎磨工艺想无细碎作业、流程简单、占地面积小、处理量较高等优点，但是其适应性较差，受矿石性质变化影响较大，因此在设计之间要进行充分的验证试验。

（2）矿石必须在自磨机中形成稳定的负荷，这就决定了SABC碎磨工艺流程的适应范围，砂岩型软矿石以及过硬矿石均不适合用该碎磨工艺处理。

（3）保证给矿矿石性质的稳定、保证半自磨机介质充填率、优化衬板设计是保证流程稳定运行的关键。

（4）SABC碎磨工艺在德兴铜矿选矿厂、乌山铜钼矿选矿厂应用效果良好，为国内金属矿山选矿厂碎磨工艺设计提供了

借鉴。

参考文献

[1] 赵昱东.自磨（半自磨机）的进展及其应用效果[J].矿山机械，2005，33（10）：12-14.

[2] 邵全渝.论自磨技术的进展和对策[J].国外金属矿选矿，1995（8）：1-9.

[3] P.柯维斯托能.粉磨流程设计的意义[J].国外金属矿选矿，1997（5）：36-40.

[4] 杨松荣.国外自磨技术的应用[J].有色金属（选矿部分），1993（1）：27-32.

[5] 关雅梅，刘万年.自磨半自磨磨机的参数确定[J].中国矿业，2008，17（3）：47-50.

[6] 朱月锋.半自磨工艺可行性研究[J].中国矿山工程，2009，38（1）：19-24.

[7] 吴建明.用于自磨（半自磨）流程设计的现代试验方法[J].有色设备，2010（1）：1-4.

[8] 金建国.提高半自磨系统运转效率的分析及措施[J].铜业工程，2012（1）：54-60.

[9] 刘洪均，孙春宝，赵留成，等.乌努格吐山铜钼矿选矿工艺[J].矿山机械，2012（10）：82-85.

[10] 张振权，杨保东，景维和，等.MA-211型磁力弧在SABC碎磨工艺流程的应用[J].有色金属（选矿部分），2011（增刊1）：122-123.