半自磨流程應(yīng)用過(guò)程中的預(yù)破碎工藝和頑石破碎工藝：

在半自磨流程應(yīng)用過(guò)程中，隨著礦山的開(kāi)采，部分礦山會(huì)出現(xiàn)礦石變硬導(dǎo)致半自磨機(jī)處理能力下降，或者原礦品位下降導(dǎo)致精礦產(chǎn)量降低等問(wèn)題。此時(shí)需要對(duì)半自磨流程進(jìn)行優(yōu)化改造，以增加半自磨流程的原礦處理量，從而保證精礦產(chǎn)量的穩(wěn)定。由于國(guó)內(nèi)半自磨流程的應(yīng)用時(shí)間較短，一些半自磨流程的優(yōu)化僅僅局限在操作工藝參數(shù)的優(yōu)化方面，尚沒(méi)有半自磨流程優(yōu)化改造的案例。國(guó)外礦山應(yīng)用半自磨流程時(shí)間較長(zhǎng)，一些礦山曾對(duì)半自磨流程進(jìn)行過(guò)成功的流程改造，在礦石變硬或者是原礦品位下降的情況下達(dá)到了提產(chǎn)增效的目的。

增加預(yù)破碎工藝

1　預(yù)破碎工藝流程

　　現(xiàn)有的半自磨流程一般采用粗碎(采用顎式破碎機(jī)或者旋回破碎機(jī)) —半自磨—球磨的碎磨流程。增加預(yù)破碎工藝是指在半自磨機(jī)前、粗碎工藝后增加二段破碎工藝，破碎設(shè)備為圓錐破碎機(jī)。增加二段破碎的目的是將粗碎產(chǎn)品中的中間粒級(jí)物料進(jìn)行破碎，從而降低半自磨機(jī)給礦的中間粒級(jí)物料含量，以降低半自磨機(jī)的破碎單位能耗，提高半自磨機(jī)的處理量。由于這部分中間粒級(jí)的物料在進(jìn)入半自磨機(jī)前通過(guò)二段圓錐破碎機(jī)進(jìn)行破碎，因此將這段破碎工藝稱為“預(yù)破碎工藝”。增加預(yù)破碎工藝的常見(jiàn)工藝流程如圖1 所示。

圖 1　增加預(yù)破碎工藝 (二段破碎) 的工藝流程

2　增加預(yù)破碎工藝的研究

　　增加預(yù)破碎工藝后對(duì)整個(gè)半自磨—球磨流程的影響較大。增加預(yù)破碎工藝，首先會(huì)增加半自磨機(jī)的處理量，降低半自磨機(jī)的單位能耗；半自磨機(jī)的產(chǎn)品粒度會(huì)變粗，振動(dòng)篩篩下產(chǎn)品粒度P80 值變大，且篩下物料中細(xì)粒級(jí)含量也下降，同時(shí)，半自磨機(jī)的篩上物料量增加。采用預(yù)破碎工藝打破了原有半自磨機(jī)和球磨機(jī)的能量負(fù)荷平衡，球磨機(jī)的負(fù)荷增加較快，球磨機(jī)處理量的增加以及入料中粗顆粒的增加，使球磨機(jī)的循環(huán)負(fù)荷增大，進(jìn)入選別工藝的物料粒度變粗。如果進(jìn)一步增加半自磨機(jī)的處理量，則球磨機(jī)的處理能力也會(huì)成為瓶頸。

　　采用預(yù)破碎工藝后，能夠獲得較大的處理量，但是在非常高的鋼球充填率和比較低的總充填率下獲得的，這種充填率的組合很難控制，而且會(huì)導(dǎo)致提升條和襯板的消耗過(guò)大。因此，在增加預(yù)破碎工藝之前需要進(jìn)行以下研究工作。

　　(1) 增加預(yù)破碎工藝后，整個(gè)系統(tǒng)處理量的確定需要考慮球磨機(jī)的能力、頑石破碎機(jī)的能力和浮選工藝的處理能力，而不是任意放大半自磨機(jī)的處理量；

　　(2) 對(duì)預(yù)破碎之前的篩機(jī)選型進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算，包括篩面尺寸、上下篩孔尺寸；

　　(3) 對(duì)球磨機(jī)、頑石破碎機(jī)、預(yù)破碎的破碎機(jī)進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)算和選型。

針對(duì)上述幾個(gè)方面的內(nèi)容，可以先對(duì)礦石進(jìn)行試驗(yàn)，在掌握礦石的性質(zhì)參數(shù)之后，通過(guò)軟件模擬，對(duì)新的工藝方案進(jìn)行計(jì)算，以確定合理的改造工藝方案。

增加頑石破碎工藝

1　增加圓錐破碎機(jī)破碎頑石

　　在部分選廠，設(shè)計(jì)碎磨流程為半自磨—球磨流程 (即SAB 流程)，流程中沒(méi)有頑石破碎機(jī)。隨著礦石硬度的增加，某些選廠會(huì)選擇在原有的半自磨流程中，增加圓錐破碎機(jī)用以破碎頑石，將原有的 SAB 流程改造為 SABC 流程。這種改造方案對(duì)整個(gè)工藝流程的改變相對(duì)較小，但在流程改造中需要考慮以下問(wèn)題：

　　(1) 需要改造半自磨機(jī)排料端格子孔和頑石孔的開(kāi)孔方案，以保證頑石能夠及時(shí)排出半自磨機(jī)；

(2) 計(jì)算篩上輸送帶的輸送能力，在頑石量增加后，輸送帶上的輸送量增加，帶式輸送機(jī)的輸送能力要得到保證；

　　(3) 半自磨機(jī)排料端和頑石返料輸送帶上需要增加除鐵裝置，以免圓錐破碎機(jī)給礦中出現(xiàn)鐵塊，影響破碎機(jī)的正常運(yùn)行；

　　(4) 頑石破碎機(jī)前需要增加頑石料倉(cāng)，因?yàn)閳A錐破碎機(jī)需要擠滿給礦才能保證破碎效果；

　　(5) 增加頑石破碎機(jī)后，破碎機(jī)基本連續(xù)運(yùn)行，但是由于礦倉(cāng)中的物料給入破碎機(jī)是間斷性的，因此，頑石破碎機(jī)的排礦也是間斷性的，這將會(huì)造成半自磨機(jī)給礦不穩(wěn)定，需要中控室操作人員適當(dāng)調(diào)整半自磨機(jī)的新給礦量，以保證半自磨機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行。有部分專家曾建議在頑石破碎機(jī)后增加料倉(cāng)，以保證頑石破碎后的物料能夠連續(xù)返回半自磨機(jī)，保證半自磨機(jī)給礦的穩(wěn)定性；

　　(6) 頑石破碎機(jī)設(shè)計(jì)成1 工1 備，同時(shí)在頑石破碎機(jī)旁邊應(yīng)有旁路設(shè)計(jì)，以增加碎磨工藝操作的靈活性；

　　(7) 由于頑石缺少棱角且含水量較大，因此，通過(guò)圓錐破碎機(jī)破碎后的效果較原礦石的破碎效果差，頑石破碎機(jī)的排礦口尺寸往往較大，在頑石破碎流程改造設(shè)計(jì)時(shí)，頑石破碎產(chǎn)品粒度不可過(guò)細(xì)；

　　(8) 增加頑石破碎機(jī)后，半自磨機(jī)排礦產(chǎn)品粒度變粗，磨礦系統(tǒng)中球磨機(jī)的負(fù)荷增加，因此，球磨機(jī)要有一定的富裕能力。

　　實(shí)踐表明，增加頑石破碎機(jī)后，半自磨機(jī)的處理能力增加10% ~ 20%，礦石的硬度不同，提高幅度亦不同。

2　增加高壓輥磨機(jī)破碎頑石

　　在部分選廠，原有碎磨流程設(shè)計(jì)為SAB 或者SABC 流程，在增加圓錐破碎機(jī)破碎頑石或者原有的頑石破碎機(jī)破碎頑石效果不理想時(shí)，需要在頑石破碎系統(tǒng)中增加高壓輥磨機(jī)，以強(qiáng)化頑石的破碎效果，因?yàn)楦邏狠伳C(jī)的破碎成本更低，處理量更大。改造流程如圖2 所示。

圖  2　增加高壓輥磨機(jī)破碎頑石的工藝流程

　　帝國(guó)(Empire) 鐵礦采用此改造方案。該礦山隨著礦石硬度的增加和礦石品位的降低，需要通過(guò)提高磨礦系統(tǒng)原礦的處理量以獲得足夠的精礦量。流程改造的第一步是在磨礦流程中增加頑石破碎機(jī)，頑石破碎機(jī)可以將過(guò)多的頑石破碎后再返回到自磨機(jī)中，更細(xì)粒級(jí)的頑石返回自磨機(jī)后更容易被破碎成所要求的產(chǎn)品粒度，自磨機(jī)的功率降低，處理量提高。

　　帝國(guó)鐵礦首先引進(jìn)了140/80 高壓輥磨機(jī)(輥徑1 400 mm，輥寬800 mm)，高壓輥磨機(jī)安裝在頑石破碎機(jī)之后，將圓錐破碎機(jī)破碎后的頑石通過(guò)高壓輥磨機(jī)進(jìn)一步破碎后，以更細(xì)的粒級(jí)返回自磨機(jī)中。增加高壓輥磨機(jī)后，自磨機(jī)的處理量由原來(lái)的366.6 t/h 增加到429.3 t/h，提高了17%。

3　改造為SABC-B 流程

　　在一些采用SABC 碎磨流程的礦山，礦石硬度大幅增加后，半自磨機(jī)處理能力降低，從而造成整個(gè)磨礦系統(tǒng)處理量下降，而由于礦石的可磨性變化不大，造成球磨機(jī)的處理能力相對(duì)富裕。此時(shí)，可以將原有的SABC 流程(半自磨機(jī)排出的頑石經(jīng)過(guò)頑石破碎機(jī)破碎后再返回半自磨機(jī)進(jìn)行破碎) 改造為SABC-B 流程，即頑石經(jīng)過(guò)頑石破碎機(jī)破碎后，不再返回半自磨機(jī)，而是先返回振動(dòng)篩進(jìn)行篩分，篩下物料進(jìn)入礦漿池，而后給入球磨機(jī)中。這樣頑石破碎后返回了球磨機(jī)，使球磨機(jī)的負(fù)荷增加，而半自磨機(jī)由于不再處理返回的頑石，負(fù)荷降低，處理量大幅提高，從而提高了整個(gè)半自磨流程的處理量。SABC-B 流程如圖3 所示。

圖 3　SABC-B 工藝流程

　　采用SABC-B 流程的先決條件是球磨機(jī)能力較富裕，而且在改造前一定要先進(jìn)行礦石性質(zhì)試驗(yàn)，并通過(guò)流程計(jì)算，選擇合適的篩孔尺寸，并對(duì)振動(dòng)篩的篩分面積再次核算，合理分配半自磨機(jī)和球磨機(jī)的負(fù)荷，達(dá)到整個(gè)磨礦系統(tǒng)提產(chǎn)的目的。