磨矿是选矿过程中的关键操作之一。传统的粉磨工艺经过多年生产实践的检验，呈现出工艺流程长、所用设备数量和型号多、金属消耗大、资金投入和生产成本高的特点。而半自磨流程工艺简单，两段破碎筛分设备简化，配置简单，投资少，被国内外越来越多的矿山采用。
冬瓜山铜矿是安徽铜都铜业公司下属的一座潜力矿山。选矿厂处理的矿石为冬瓜山10000t/d和狮子山3000t/d的混合矿石，是目前国内单系列处理能力最大的矿石。主要大型设备均为进口，如ф 8.53 m× 4 m半自磨机、130m3浮选机、ф 24 m高效浓缩机等机电一体化设备，均为国际先进水平。同时引进了世界先进的基于PROFIBUS现场总线技术的选矿自动化系统和PROSCON 2100NT选矿智能控制工具，并于2004年10月投入试生产。
一、矿石性质
冬瓜山矿是一种热液蚀变强烈的变质原生硫化铜矿，按其矿物组成可分为8种自然类型。其中含铜滑石蛇纹石矿位于矿体下部，约占矿石总量的30%，磨矿后易泥化。主要含铜金属矿物为黄铜矿、黄铁矿、磁黄铁矿和磁铁矿。狮子山剖面矿石类型简单，以含铜矽卡岩矿为主。冬瓜矿石的粘结磨功指数为14.73 kW·h/t，矿石硬度f = 13 ~ 15。与冬瓜山矿相比，狮子山矿的硬度更高，其可磨性系数是冬瓜山矿的0.7。
原矿含水量在3%左右；含泥量取决于矿石中含铜磁黄铁矿、滑石和蛇纹石的比例。
二、研磨工艺
地下矿孔矿石尺寸为- 250mm，矿石密度为3.2t/m3，矿石松散系数为1.6。通过主井提升至地面，由皮带输送至选矿厂粗矿仓。选矿厂破碎磨矿系统采用半自磨+球磨+旋流控制分级工艺。粗矿仓下部采用8台电动振动放矿机放矿，通过皮带输送给一台半自磨机。半自磨机的清扫端有一个圆筒筛，圆筒筛放在圆筒筛上。粗磨球磨机为两台ф 5.03 m× 8.3 m溢流球磨机，由3300kW低速同步电机驱动。半自磨机筛分出的产品和球磨机排出的矿石进入粗磨泵池。两个660mm旋流器组分别由两台16/14泥浆泵分级。每组配备6个旋流器，通常工作4 ~ 5个。旋流器溢流进入浮选，沉砂进入粗磨球磨机再磨，半自磨。旋流器最终溢流浓度为30% ~ 35%，磨矿细度为70% ~ 75% ~ 74 μm。
三。半自磨机的技术特点
东瓜铜矿使用的半自磨机是我国引进的第一台大型磨矿设备，半自磨机规格为ф 28英寸× 13英寸，由4850kW低速同步电机驱动。传动方式为先进的LCI变频调速传动，并配有恒速旁路运行系统。这种传动方式可以最大限度地减少大电机启动时对电网的冲击，同时具有良好的调节半自磨机工作负荷的能力。通过电机空空气离合器和齿轮结构，带动磨桶转动。磨机设计转速为11.04r/min(75%临界转速)，一般运行转速为8.66 ~ 11.6 r/min (60% ~ 80%临界转速)。磨机具有完善的运行监控功能和先进的PLC控制程序，可实现磨机运行过程中的控制。
磨机配有电耳系统，可以监测磨机内的声音趋势，判断磨机是否过载、空负载或保持稳定负载。
半磨机衬板为铬钼钢合金衬板，缸套为高低组合提升杆形式，可有效提升钢球和矿石。衬管配有橡胶衬管，有助于衬管定位，减少衬管下的泥浆。出料端衬板由锥形槽出料栅格板、盲板和橡胶芯板组成，出料矿浆通过提浆杆排入与出料中间空轴连接的圆筒筛。圆筒筛的筛孔是尺寸为1/2英寸宽和1.5英寸长的长方形孔。
半磨机设计钢球填充率为8% ~ 12%，设计综合填充率为24% ~ 30%，给矿+150mm品位含量不低于20%，以保证有效的磨矿介质。半磨钢球是直径为130、120、100、80 mm的锻钢球，球径为130mm，每天两次，钢球消耗约0.5 ~ 0.7 kg/t原矿。
半磨机的处理能力由安装在带式输送机上的皮带秤(一台用于给矿皮带，一台用于返矿皮带)计量；根据半自磨机的PLC信息(速度、压力、电耳等信号)判断给矿的性质，通过DCS系统调整半自磨机的给矿量或设定稳定的给矿量，通过设定的比例自动添加半自磨机的给水量，保证半自磨机的磨矿浓度始终稳定。保证生产过程中半自磨机的综合填充率是稳定半自磨机生产的关键。球磨机的主要控制回路包括旋流器给料浓度的比例给水调节、泵池液位的自动调节、旋流器压力的自动调节等。
四。半自磨设备生产调试及节能总结。
半自磨机安装调试后投入试运行，进行了各方面的工艺和控制调试。然而，在试生产的前两个月，半自磨机并没有像预期的那样很快达到设计能力。相反，它只有设计能力的一半左右，半自磨机返回的砂量也很少。通过工艺考察发现，圆筒筛下的产品很细，最高细度可达50% ~ 74微米，远远超过目标细度(20
(1)矿石粒度和硬度
矿石的硬度和粒度组成是影响半自磨机处理能力的重要因素。冬瓜山选矿厂所含老区部分矿石的可磨性系数只有新区的0.7，硬度明显高于新区。当这些矿石的含量特别大时，半自磨机的处理能力将受到明显影响。但是，粒度组成对半自磨机处理能力的影响非常明显。- 20mm范围内的矿石的破碎率相对较小，表明该品位的矿石在半自磨中很难被破碎。在生产过程中，当井下提升的矿石进入粗矿仓时，会发生明显的粒度偏析。从给料电振可以看出，1、2、7号井以粉矿为主，5、6号井相对一般，3、4号井基本都是大块矿。因此，在生产中必须考虑到每次电振的粒度和矿石硬度的变化，通过合理的匹配，半自磨机才能更好的工作。
(2)坚固的石头
由于半自磨机本身的工作特性，在半自磨机的生产过程中，会产生一些坚硬的石块，也叫耐火颗粒或临界颗粒，粒径为25 ~ 70 mm，这种粒径的矿石不具备作为介质的作用，同时需要较大的矿石或钢球撞击使其破碎，因此半自磨机内的可磨性较差， 其将不断累积并占据半自磨机的有效容积，导致半自磨机的生产率降低。 据文献记载，硬质石料循环所产生的能耗约占磨机电耗的20%。在生产中，对坚硬结石的处理进行了简单的探索试验。从半自磨机排出的矿石被收集起来，并不直接返回到半自磨机。但从试验结果来看，并没有排出更多的硬石，所以这一措施对于提高半自磨机的处理能力并没有明显的效果。
(3)钢球的种类
在设备制造商提供的说明书中，没有明确的钢珠类型。当初购买钢球时，充分考虑到磨机直径大，对钢球抗冲击性要求高，选择了电炉生产的多元合金铸钢球。但停车检查时发现铸球仍有严重的破碎现象，占用了大量的填充率和能耗。因此，2004年12月将铸钢球改为锻钢球，锻钢球的碎球率大大降低。同时，另一项措施是定期清除返料皮带上的碎钢球，使磨机排出的碎球不进入循环，进一步提高磨介效率。
(4)衬板(格栅板)
生产初期，半自磨机等量装入фф130mm、110mm、90mm、70mm钢球120t，装球率12%，实际混装率约21%，全速运行n2=0.79 nc=11.6r/min，负荷约4200kW，加工量约250t/h在返砂带上，20mm的矿石粒度占100%，返砂量约为25t/h，其中12.7mm直径的矿石粒度仍约为6t/h。
磨机用的布风板是锥孔，衬板段有锥孔。使用中发现这种布风板存在排矿不畅的缺陷。这种锥孔布置不利于聚集在出矿端附近的难磨颗粒(硬石)及时排出，使得半自磨机的出矿粒度很细，返砂粒度也很细。因此，在2005年8月，卸料篦板一半筛孔的相邻筋被切除，其宽度从20mm增加到70mm，尽管筛孔面积增加了约25%。但采取这一措施后，只有返砂带上的-70mm矿增加，返砂量增加了一倍，约50t/h，其中- 12.7mm矿量没有明显增加，半自磨机处理能力仍为280 t/h左右，根据10月12日的测试，半自磨机平均给矿量为270t/h，平均负荷为4150kW，实际混装率约21%，平均电耗15
半自磨产品粒度为-14mm，占98.4%，但倒置粒度标准要求为-12.7mm，而-74μm占42.1%，-40μ m颗粒占31.9%，导致过磨，严重影响半自磨机的加工能力。开一台球磨机，平均负荷2720kW，实际混填率25%左右，平均磨矿单耗10.1 kw·h/t，磨矿产品粒度-74μm仅占63.6%，不符合粒度-74μm要求的占65% ~ 70%。磨矿电耗为25.5 kw·h/t，设置两台球磨机，磨出的产品粒度为-74μm，约占标准的69%。磨矿单耗高达35kW·h/t
为了增强半自磨机的出矿量，提高半自磨机的处理能力，增加出矿衬板的目数，加快矿石的及时出矿。通过处理，半自磨机的处理能力大大提高，从250t/h提高到350 t/h。
(5)钢球的尺寸
第三阶段，半自磨机保证实际混合填充率为30%，钢球逐渐增加到фф180mm达到产量(2006年11月至2007年5月):2006年11月初，半自磨机在上述基础上增加фф150mm钢球，加工能力不断提高。到11月19日加工量11190t/d，平均466。返砂带上-50mm的矿石粒度占100%，返砂量约70t/h，其中-12.7mm矿石粒度约占LOT/h，设置两台球磨机，磨矿产品粒度-74μm占标准的66.3%。磨矿和破碎单位电耗分别为11.9 kW·h/t和21.4 kW·h/t，而11月10日平均给矿量为-74μmt/h，半自磨平均负荷为4360kW，实际混填率约为29%，半自磨单位电耗为10.1 kW·h/t，半自磨产品粒度为-lL。其粒度分布略好于前一个月。67%的磨矿产品粒度为-74μm，磨矿电耗为23kw·h/t
2007年3月初，半自磨机补充170mm钢球。3月7日处理量13380t/d，平均负荷4450kW。实际混合填充率约为32%，半自磨平均单耗为8kw·h/t，开两台球磨机，磨出的产品粒度达标。实际混填率30%左右，磨矿电耗10kw·h/t，磨矿电耗18.04 KW·h/t，然后由于矿石硬度波动，半自磨能力波动，难以稳定。鉴于此，补充钢球尺寸增加到фф180mm，半自磨能力也稳定在12 000 t/d
上述措施的实施，大大提高了半自磨机的工艺指标，半自磨机的处理能力提高到500t/h，接近设计处理能力。半磨返砂量约为15%，出料粒度有较大改善，其中-74μm含量由50%降至30%以下。
动词 （verb的缩写）结论。
冬瓜铜矿半自磨机是我国引进的第一台大型半自磨机，具有先进的驱动方式和完善可靠的控制系统。它是一种现代化的高效设备，在配置上取代了传统的矿石破碎工艺，大大降低了基建难度和占地面积，也大大降低了生产中的维修强度和数量。在降低选矿综合成本方面发挥了重要作用，其稳定有效的运行也为其他矿山的发展提供了借鉴。
通过对半自磨机添加钢球种类和数量、增加出矿网格目数、探索半自磨机给矿粒度和硬度等影响因素等措施的实施，在一定程度上解决了半自磨机出矿不畅的缺点，半自磨机的处理能力有了很大提高。但随着180mm钢球的加入，半自磨机的加工能力最高可达设计加工能力550t/h。因此，增大补球直径是提高半自磨机处理能力的最有效途径。
