立式搅拌磨机在选锡中矿再磨工艺的应用研究

李前进，卢致明＊，符海桃，张 佳，王 槐

（云南华联锌铟股份有限公司，云南 文山663701）

1 立式搅拌磨机的结构及工作原理

图1 立式搅拌磨机结构示意

立式搅拌磨机主要由筒体、螺旋搅拌器、传动装置 和机架等部件组成。待磨物料一般从筒体下部或上部给料口给入，在电机驱动下，减速机带动螺旋搅拌器缓慢旋转。磨矿介质和物料在筒体内作整体的多维循环运动和自转运动，物料在研磨介质之间受到摩擦力、剪切力、挤压力和冲击力等的综合作用而达到研磨的效果[1]。

研磨后，细颗粒物料从溢流口排出，粗颗粒物料则循环回磨机底部进行新一轮的研磨实现了搅拌磨内部分级的目的。可以通过给料能力，料浆流速、给料压力的调整以及水力旋流器的操作参数的变化来实现产品细度的调整。立式搅拌磨机结构示意见图1。

2 选锡中矿再磨工艺应用研究

2.1 现场生产工艺流程及存在的问题

云南某多金属选矿厂选锡作业中矿再磨采用旋流器与磨机组成的开路磨矿，旋流器溢流与磨矿产品一并进入中矿摇床进行选别，中矿再磨工艺流程见图2。

现场生产中主要存在以下问题：

（1）原矿中锡石多与磁黄铁矿、石英、镁铝榴石、透辉石、绿泥石，方解石、黑云母等矿物连生，另有部分细粒锡石颗粒包裹于磁黄铁矿、绿泥石、透辉石、石英颗粒中，球磨机磨矿效率低，不易在磨矿过程中充分解离[2]。

（2）球磨机能耗较高，钢球单耗较高。

（3）球磨机在使用过程中噪音较大，高于97dB，严重危害岗位员工的职业健康[3]。

表1 改造前后磨矿细度对比

表2 改造前后磨矿介质使用情况对比

表3 改造前后磨机能耗对比

图2 中矿再磨工艺流程

2.2 改造方案的确定

考虑到目前立式搅拌磨机在铜、锌等粗精矿再磨系统中的成功应用和立式搅拌磨机应用在细磨中的技术优势，决定将选锡中矿再磨球磨机MQG1650＊3000更换为CSM-60立式搅拌磨。技改工作于2017年9月完成并投入生产运行。

3 改造效果

3.1 磨矿细度

通过取样分析发现，改造前磨矿细度-200目仅提升了6.11%、-400目提升了10.53%，改造后磨矿细度-200目提升了10.53%、-400目提升了7.15%，说明改造后磨矿细度、中间粒级含量明显提升，过粉碎现象明显减少。改造前后磨矿细度对比见表1。

3.2 磨矿介质

改造前中矿再磨球磨机磨矿介质为高铬球，而传统的立式搅拌磨机研磨介质一般采用耐磨钢球或轴承钢球，考虑到该选矿厂已有将纳米陶瓷球成功应用到铜、锌粗精矿再磨的成功先例，决定改造后立式搅拌磨机仍采用纳米陶瓷球作为磨矿介质。

纳米陶瓷球是一种新兴的立式搅拌磨机研磨介质，在常温下具有高强度和高韧性、高密度、耐磨性好、耐高温、耐腐蚀、刚度高，流动性好，研磨效率高等优点。与轴承钢球相比，其磨矿效果更好，磨耗及使用成本更低。改造前后磨矿介质使用情况对比见表2。

由表2可以看出：使用纳米陶瓷球作为立式搅拌磨机磨矿介质，日常补加球量和磨矿单耗有大幅度下降，日常补加球量由改造前的50kg/d下降到1.5kg/d，磨矿介质单耗由0.0417kg/t下降到0.0013kg/t，磨矿介质单位成本由0.261元/吨下降到0.044元/吨、降低了83.14%。

3.3 能耗

由表3可以看出，改造后磨机运行功率下降了30kw，用电单耗下降了0.3kw·h/t，用电单位成本下降了0.264元/吨，实现了节能降耗的目的[4]。

3.4 噪音

改造后中矿再磨作业区域的噪音分贝由改造前的97～99dB下降到84～85dB，达到了中华人民共和国国家职业卫生标准 GBZ/T 189.8—2007《工作场所物理因素测量 第8部分：噪声》的要求标准。

4 效益分析

4.1 经济效益

该选矿厂处理能力为1200t/d，全年开机时间按330天计算。改造后磨矿介质单位成本降低了0.217元/吨，可以节约成本8.59万元/年；用电单位成本降低了0.132元/吨。

可以节约用电量23.76万kw·h/年、节约用电成本10.45万元/年；合计可以节约生产成本19.04万元/年。另外，改造后中矿再磨磨矿细度、中间粒级含量明显提升，过粉碎现象明显减少，中矿摇床出矿效果明显好转，有利于提高选锡综合回收率。

4.2 社会效益

改造后中矿再磨作业区域的噪音分贝由97～9dB下降到84～85dB，达到了中华人民共和国国家职业卫生标准 GBZ/T 189.8—2007《工作场所物理因素测量 第8部分：噪声》的要求标准。

同时立式搅拌磨日常维护、操作、保养方便，日常补加球量小，降低了操作员工的劳动强度，减少职业健康危害因素，有明显的社会效益。

5 结论

（1）云南某多金属选矿厂在国内首次将立式搅拌磨机成功推广应用到了选锡中矿再磨工艺，中矿再磨磨矿细度、中间粒级含量明显提升，过粉碎现象明显减少，中矿摇床出矿效果明显好转，有利于提高选锡综合回收率。

（2）使用纳米陶瓷球作为立式搅拌磨磨矿介质，在保证磨矿细度的前提下，日常补加球量和磨矿介质单耗有大幅度下降，日常补加球量由改造前的50kg/d下降到1.5kg/d，磨矿介质单耗由0.0417kg/t下降到0.0013kg/t，磨矿介质单位成本由0.261元/吨下降到0.044元/吨、降低了83.14%。

（3）改造后，磨矿介质消耗减少节约成本8.59万元/年，磨矿能耗下降可以节约成本10.45万元/年，实现了降本增效、节能降耗的目的。

（4）改造后，中矿再磨作业区域的噪音分贝由97～99dB下降到84～85dB，达到了中华人民共和国国家职业卫生标准 GBZ/T 189.8—2007《工作场所物理因素测量 第8部分：噪声》的要求标准。同时立式搅拌磨日常维护、操作、保养方便，日常补加球量小，降低了操作员工的劳动强度，减少职业健康危害因素，有明显的社会效益。