大型磁力弧在乌山铜钼矿的应用

殷 武，宋 双

（1.北矿机电科技有限责任公司，北京 100160；2.中国黄金集团内蒙古矿业有限公司，内蒙古 满洲里 021400）

在选矿厂工艺流程中，磨矿作业的主要作用是将破碎后的矿石经过磨机进行磨矿，获得所需产品粒级，为后续的选别作业做好粒度保证。现在全国大的选矿厂多设计使用SABC 破磨工艺流程，即半自磨+球磨+顽石破碎组成的系统，其实际分为两个系统：由半自磨+顽石破碎机组成的半自磨系统和由球磨机+分级组成的球磨机系统。该套系统因流程简单、高效节能一直为设计所首选[1]。

半自磨机和球磨机需要添加钢球介质来对矿物进行磨矿，钢球在磨矿过程中被磨损碰撞变小或断裂。对于半自磨机来说，不规则的碎钢球通过直线筛进入砂泵池，对后续作业造成较大影响，筛上较大的碎钢球进入顽石破碎机，导致破碎机过铁，使得破碎机故障，甚至影响设备的安全性。对于球磨机来说，磨完的矿物中含有细小的、不规则的钢球对后续的设备也会造成一定的影响。

顽石破碎机为SABC 系统的关键设备，如果破碎机出现故障，就会导致整个SABC 系统效率低下，所以采用SABC 破磨工艺的选矿厂均会在半自磨机出料端增加除铁设备，有在半自磨至顽石仓皮带上增加除铁器，也有增加磁滚筒除铁，但除铁效果都不好。

为解决磨机出料段过铁问题，国内外都进行了大量的研究，2009年，北京矿冶科技集团有限公司研制了磁力弧。

1 磁力弧结构及工作原理

磁力弧是安装于磨机出料段，用于除铁的一种弧形除铁设备，其结构简图如图1所示，主要由磁系、提升筒、底座、接铁溜槽和冲洗水组件等组成。提升筒由不导磁的不锈钢制成，内部衬有不导磁耐磨衬板及提升条。提升筒通过螺栓连接安装在磨机出料衬套上，另一侧与磨机喇叭口相连接，并随磨机一起转动。磁系由高性能钕铁硼制作成的磁极组制作而成，固定在磁轭上，磁系安装于底座上，安装于提升筒的一侧，以大包角包围提升筒，从而在提升筒内形成强弱有序的磁场[2-4]。

图1 磁力弧简图

磁力弧磁系分为三个区域，即捕收区、运输区和卸球区，具体情况如图2所示。当矿物从磨机出料衬套流到提升筒时，其进入磁性矿物的捕收区，矿浆中的碎钢球、小钢球等磁性矿物在磁场力的作用下被吸附到提升筒内表面，在提升条的作用下，随着提升筒一起到达磁系的卸料分离区，在惯性和重力作用下落至接铁溜槽中，排出系统。

图2 磁力弧磁系区域

2 磁力弧的应用实践

乌奴格土山铜钼矿为中国黄金集团在内蒙古投资的大型有色金属矿山，公司地处内蒙古新巴尔虎右旗境内，矿区面积9.8 km2，铜金属储量300 万t，钼金属储量60 万t，为中国黄金集团最大、我国第四大铜钼伴生矿床，为超大型低品位铜钼矿，目前处理量达到8 万t/d，年处理量2 607 万t，年产金属铜7.9 万t，项目始建于2007年，分两期建成。

2.1 在乌奴格土山铜钼矿一期选矿厂的应用

2007年，乌奴格土山铜钼矿选矿厂首次采用SABC 破磨流程进行选矿，开创国内先河，设计处理量为3 万t/d，分为两个系列，采用的磨机配置为2台Φ8.8 m×4.8 m半自磨+2台Φ6.2 m×9.5 m球磨机。2008年在2 台Φ8.8 m×4.8 m 半自磨机出料段增加2台MA2211 磁力弧。该项目为磁力弧在国内的首次应用，为保护顽石破碎机不过铁，同时检测磁力弧的除铁效率，该项目在顽石破碎机的给料系统中装置了两台悬挂式除铁器和一台磁滚筒进行除铁。经过一段时间的观察运转，磁力弧每天能够吸出2 t 左右的钢球，除铁器和磁滚筒选出来的碎钢球非常少，几乎没有。经过一段时间的考察，磁力弧的除铁率达到97%，有效地保护了顽石破碎机。在安装磁力弧后，顽石破碎机未出现过铁现象。一期2 台Φ6.2 m×9.5 m 球磨机出料段装了圆筒筛，但圆筒筛除铁效果较差，细小的碎钢球会通过筛孔进入砂泵池，影响砂泵、管道、旋流器的使用寿命，细小的钢球再次进入球磨机，影响磨机的磨矿效率。大部分堆积在砂泵池里的钢球影响泵池容积，需要检修人员不断及时清理。

MA2211 磁力弧在乌山现场一期应用的实物照片及吸出的钢球如图3所示。

图3 MA2211 磁力弧在乌山现场一期的应用

2.2 在乌奴格土山铜钼矿二期选矿厂的应用

2010年，乌奴格土山铜钼矿二期选矿厂处理量为3.5 万t/d，为一个系列，采用的磨机配置为1 台Φ11.0 m×5.4 m 半自磨+1 台Φ7.9 m×13.6 m 球磨机。鉴于一期项目半自磨机磁力弧除铁效果显著，球磨机圆筒筛除铁效果较差，二期半自磨机出料端配有MA2410 磁力弧，球磨机出料端配有MA2610 磁力弧，二期项目从安装运行到现在，磁力弧运转平稳，除铁效果显著，每天能够除铁1.8 t 左右，用于半自磨机端的磁力弧能够有效去除铁钢球，保护顽石破碎机不过铁，用于球磨机端的磁力弧能够有效将细小铁钢球排除，每天能够吸出钢球2 t 左右，有效地保护砂泵池、砂泵、管道及旋流器。

MA2211 磁力弧在乌山现场二期应用的实物照片及吸出的钢球如图4所示。

图4 MA 磁力弧在乌山现场二期的应用

2.3 乌奴格土山铜钼矿一期选矿厂圆筒筛改为磁力弧

乌山一期的2 台Φ6.2 m×9.5 m 球磨机出料端圆筒筛除铁效果不佳，导致碎小钢球不断进入后续的砂泵池，影响砂泵池的容积，需要不断进行清理。同时，部分碎小钢球进入后续的砂泵、管道、旋流器等设备，对砂泵、管道和旋流器造成磨损，使其使用寿命缩短。而二期球磨机出料端磁力弧除铁效果良好，乌山项目现场欲将一期圆通筛更改为磁力弧。

圆通筛与磁力弧为两种完全不同的设备，如将圆筒筛改为磁力弧，人们需充分考虑改造的可行性：现场安装空间及基础条件是否能够满足磁力弧的安装要求；磁力弧与现有磨机连接尺寸问题；圆筒筛更换为磁力弧所需的安装时间、调试时间；圆筒筛更换为磁力弧后对检修件的影响等。北京矿冶科技集团人员多次到现场进行实际勘查，并与乌山公司人员充分交流，针对现场基础的特殊性，北京矿冶科技集团对磁力弧进行针对性设计，而且为便于现场安装及检修，将磁力弧磁系设计为分瓣式磁系。2018年年底，乌山决定将一期的2 台Φ6.2m×9.5m 球磨机出料端圆筒筛更换为2 台MA2008 磁力弧，2019年5月设备已安装完成。目前，磁力弧运行平稳，由于前期磨机当中细碎钢球堆积的较多，磁力弧每天能够吸出钢球5 t 左右，有效地保证了磨机的正常运转及后续砂泵、管道、旋流器、泵池的使用寿命，提高了选厂的作业率。

3 结语

MA 系列磁力弧在乌山铜钼矿半自磨机及球磨机出料段除铁效果明显，能够有效保护顽石破碎机，延长砂泵、管道、旋流器的使用寿命，缩短选厂的检修时间，提高了选厂的作业率；针对选厂欲将球磨机出料段圆通筛等其他除铁设备更换为MA 系列磁力弧的情况，可根据现场的实际情况，进行特殊化、针对性设计，满足现场使用；磁力弧组的应用，能够有效除去半自磨机和球磨机的中碎、小钢球，对于高效低耗的SABC 碎磨流程的推广应用起到保驾护航的作用，建议半自磨机和磁力弧出料端均配置磁力弧进行除铁。