卧式搅拌磨机在钼尾矿选铁再磨作业中的应用

何建成 袁树礼 刘之能

(1.北京矿冶研究总院；2.北矿机电科技有限责任公司)

卧式搅拌磨机在钼尾矿选铁再磨作业中的应用

何建成1,2袁树礼1,2刘之能1,2

(1.北京矿冶研究总院；2.北矿机电科技有限责任公司)

针对金堆城某选厂钼尾矿选铁再磨作业中球磨机细磨能力不足的缺陷，提出利用KWM卧式搅拌磨机替代传动球磨机的改造方案。改造后设备装机功率降低了14.8个百分点，大量节省了占地面积，功率密度提高约35倍，产品新增-23 μm粒级产率5.69个百分点，铁精矿品位提高了0.74个百分点，成功实现了国产卧式搅拌磨机在金属细磨领域的首次应用。

KWM卧式搅拌磨机 金属再磨 金属细磨 功率密度

近几年，各种搅拌磨机在细磨及再磨领域的应用越来越广，搅拌磨机通过不同形式和结构的搅拌装置使粉磨介质获得动力，粉磨作用力可达重力的数倍甚至数十倍，细磨效率较球磨机大幅度提高[1]。常见的搅拌磨机有立式螺旋搅拌磨机和卧式搅拌磨机(以下文中简称卧磨机)，立式螺旋搅拌磨机近年来广泛应用于各种金属、非金属矿细磨及再磨作业，其产品细度可达到-38 μm粒级含量95%以上，但在产品细度要求更细的领域表现出了能力不足的缺陷[2]。卧磨机设备功率密度大，占地面积小，在国外金属与非金属的细磨及再磨领域有着广泛应用，产品粒度可达-7 μm含量80%以上[3]。北矿机电科技有限责任公司开发的KWM卧式搅拌磨机代替传统球磨机用于金堆城某选厂利用钼尾矿回收铁精矿再磨作业流程，取得了良好的效果。

1 钼尾矿选铁工艺流程

金堆城某选厂在选钼尾矿中回收铁精矿，由于嵌布粒度细，需要将矿物粒度细磨至-23μm粒级含量占90%以上才能实现较好的单体解离，选厂钼尾矿选铁工艺流程见图1，首先在选钼尾矿中使用盘式磁选机回收磁性矿物，回收的磁性矿物进入到1段再磨球磨机中，其磨矿产品经过旋流器分级后溢流粒度达到-23 μm占70%左右，然后经过粗选和脱泥进入2段再磨球磨机，再经过脱泥和精选得到最终铁精矿。

2段再磨球磨机磨矿能力对保证最终精矿品位至关重要，选用的球磨机规格为φ1.5 m×6.4 m，装机功率为155 kW，设备总重为28.2 t，外形尺寸为11 m×3.2 m×2.5 m，磨矿容积为11.3 m3，产品细度考察结果见表1，脱泥磁选柱1脱泥后精矿即2段再磨原矿(以下简称原矿)中-23 μm粒级含量平均值为79.12%时，旋流器溢流即最终产品中 -23 μm粒级含量平均值为88.95%，新增-23 μm粒级产率平均值为9.83%；矿物越细越难磨，在原矿中-23 μm粒级含量为84.28%时，产品中-23 μm粒级含量为89.08%，新增-23 μm粒级产率仅为4.80%，表现出细磨能力不足的缺陷。

图1 钼尾选铁工艺流程

表1 流程磨矿粒度考察结果

2 卧磨机结构及工作原理

KWM卧磨机是一种新型的搅拌磨机，其结构见图2，主要包括动力装置、传动装置、筒体、搅拌器、机架、轴承座、密封装置、排料装置，冷却机构等，筒体上设有进料口与排料口，密封装置和排料装置是整个设备的关键部件。搅拌装置转速高，要求传动比小，因此其传动方式可以根据传递功率要求及空间限制灵活选用减速机传动或皮带传动。

图2 卧磨机结构

卧磨机工作原理与球磨机有着较大区别，如图3所示，其搅拌器为开孔圆盘，运行时磨机的筒体固定不动，依靠筒体内部的搅拌器以极高的转速带动磨矿介质和矿粒高速旋转，在介质的冲击、碰撞、剪切和摩擦作用下实现矿物的粉磨作用，是搅拌速度和能量密度最高的磨机，由于筒体静止不动能够节省筒体转动消耗的大量能量，从而能有效提高能源利用率[3-4]。卧磨机可以使用陶瓷介质，也可以使用低成本的介质，包括砂子、矿渣和矿石，当使用矿石作介质时，可实现自磨。因为能使用比球磨机更小粒径的介质而具有更高的磨矿效率[5]，其介质直径一般在3 mm左右，可以根据磨矿需求灵活配置。

图3 卧磨机工作原理示意

目前，国际上已有数十台卧磨机获得成功应用，其中最大规格的型号为M10000，容积为10 m3，电机功率为2.6～3 MW，用于南非的Anglo铂矿、吉尔吉斯斯坦Centerra公司的Kumtor金矿和美国的Phelps Dodge公司的Morenci项目。而国内还是多用于非金属矿领域，在此之前尚未实现在金属矿的应用。

3 改造方案及应用效果

在试验室试验的基础上，根据选厂处理量及细度要求，选用KWM-275卧磨机代替φ1.5 m×6.4 m球磨机应用于2段细磨。流程改造见图4，即在原有流程基础上，与球磨机并联安装一台卧磨机，通过控制阀门一、阀门二的开关，可以方便实现流程切换或分流，以最大程度保证现场工业生产的连续性,避免因KWM-275工作能力不足而影响生产。KWM-275卧磨机装机功率为132 kW，设备总重5 t，外形尺寸为3.7 m×2.2 m×1.3 m，磨矿容积为0.275 m3。与φ1.5 m×6.4 m球磨机相比，其安装功率降低了14.8个百分点，节省了大量占地面积，减轻了重量，降低了磨矿容积，功率密度大幅提升，提高约35倍。

图4 2段磨流程改造方案

改造后，单独使用KWM-275能够完全满足现场处理要求，其粒度考察结果见表2。原矿中-23 μm粒级含量平均值降低为70.71%时，旋流器溢流即最终产品中-23 μm粒级含量平均值为90.65%，新增-23 μm粒级产率平均值为15.52个百分点；在原矿中-23 μm粒级含量为82.77%时，产品中-23 μm粒级含量平均值为91.77%，新增 -23 μm粒级产率为9.00个百分点。

表2 改造后磨矿粒度考察结果

对比表2、表1可知，流程改造后，在原矿中 -23 μm粒级含量平均下降2.71个百分点的情况下，溢流中-23 μm粒级含量平均上升2.99个百分点，新增-23 μm粒级产率平均提高5.69个百分点，表明卧磨机细磨能力优于球磨机。

改造前后铁精矿品位及产量考察结果见表3。与改造前球磨机相比生产能力基本相当的情况下，铁精矿品位提高了约0.74个百分点。

4 结 语

KWM卧式搅拌磨机代替传统球磨机用于金堆城某选厂利用钼尾矿回收铁精矿再磨作业流程，设备装机功率降低了14.8个百分点，节省了大量的占地面积，新增-23 μm粒级产率平均提高5.69个百分点，铁精矿品位提高0.74个百分点，成功实现了国产卧式搅拌磨机在金属细磨领域的首次应用。工业应用表明，KWM卧式搅拌磨机具有输入能量密度高、产品粒度细、占地面积小等优点，细磨能力优于球磨机。

表3 改造前后生产指标对比

[1] 袁树礼，卢世杰，何建成，等.几种典型搅拌磨机在金属矿山的应用进展[J].矿山机械，2014，42(7)：1-5.

[2] 卢世杰，韩登峰，周宏喜，等.立式螺旋磨矿技术在选矿中的发展与应用[J].有色金属：选矿部分，2011(1):90-95.

[3] 卢 刚，袁树礼，孙小旭.KWM卧式搅拌磨机的研制及试验[J].现代矿业，2014(11):184-185.

[4] 张锦瑞，梁 冰，赵礼兵.球磨机机理与磨矿介质制度研究现状及发展趋势[J].有色矿冶，2013(1)：42-45.

[5] M·高．Isa卧式搅拌磨机介质的性能及其对粉磨过程的影响[J].国外金属矿选矿，2001(10)：18-21.

2015-05-26)

何建成(1986—)，男，博士，工程师，100160 北京市丰台区南四环西路188号总部基地十八区23号楼。