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φ 8.53 m× 4 m半自磨机、130m3浮选机、φ 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。冬瓜矿的粘结磨功指数为14.73kW & # 8226H/t，矿石的硬度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。磨矿工艺:地下孔矿石粒度- 250mm，矿石密度3.2t/m3，矿石松散系数1.6。矿石通过主井提升到地面，由皮带输送到选矿厂的粗矿仓。选矿厂磨矿系统采用半自磨+球磨+旋流器控制分级工艺，粗矿仓下部采用8台电动振动放矿机，皮带提供一台半自磨机，半自磨机有其出矿端。粗磨球磨机为两台φ5.03m×8.3m溢流球磨机，由3300kW低速同步电机驱动。由半自磨机筛分的产品和从球磨机排出的矿石被送至粗磨泵池。两台660mm水力旋流器分别由两台16/14泥浆泵送入两组进行分级。每组配备6个水力旋流器，通常工作4-5个。水力旋流器溢流进入浮选，沉砂进入粗磨球磨机再磨，半自磨。旋流器的最终溢流浓度为30%-35%，磨矿细度为70%-75%-74μ m
三。半自磨机的技术特点冬瓜山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ф28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，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。
半磨机衬板采用铬钼钢合金，缸套采用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。
安装调试完成后，半自磨机投入试运行，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，半自磨磨机并没有像预期的那样很快达到设计产能。相反，只有设计能力的一半左右，半自磨机的回砂量也很少。通过工艺考察发现，圆筒筛下的产品非常细，最高细度为50%-74μ m，远远超过目标细度(20
(一)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。冬瓜山选矿厂入选矿石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。当这些矿石含量特别大时，会明显影响半自磨机的处理能力。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点，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功能，同时需要较大的矿石或钢球撞击才能破碎。因此，半自磨机内的易磨性较差，会不断积累，占用半自磨机的有效容积，导致半自磨机的产能降低。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。
(三)钢球的种类。在设备制造商提供的说明书中，没有明确规定应该使用的钢球类型。当初采购钢球时，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130mm、110mm、90mm、70mm的120t钢球，装球率12%，实际混填率21%左右。半自磨机全速运行n2=0.79 nc=11.6r/min，负荷约4200kW，加工量约250t/h，钢球高强度、高频率地撞击汽缸的缸套。在返砂带上，矿石粒度≤20mm的占100%，返砂量约为25t/h，其中12.7mm直径的矿石颗粒仍约为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15h/t .半自磨产品粒度为- 14mm，占98.4%，不符合- 12.7mm的标准要求，而-74μ m占42.1%，-40μ m颗粒占31.9%。其含量过大，造成过磨，严重影响半自磨机的加工能力。开一台球磨机，平均负荷2720kW，实际混合填充率25%左右，平均磨矿单耗10.1kW & # 8226h/t .磨细矿物粒度-74μ m仅占63.6%，不符合粒度-74μ m占65% ~ 70%的要求。研磨用电量为25.5 kW & # 8226h/t .设置两台球磨机，磨出的产品粒度为-74微米，约占标准的69%。粉磨单耗高达35kW & # 8226h/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30%，钢球逐渐增加到180mm，达到产量(2006年11月-2007年5月):2006年11月初，半自磨机在上述基础上补充150mm钢球，加工能力不断增加。到11月19日加工量11190t/d，平均466。H/t，实际混装率约为3l%。返砂带上- 50mm的矿石粒度占100%，返砂量约70t/h，其中- 12.7mm的矿石粒度约占LOT/h，设置两台球磨机，磨出的产品-74微米粒度占标准的66.3%。粉磨的单位电耗为11.9kW & # 8226H/t，磨矿电耗为21.4kW & # 8226H/t，而11月10日平均给矿430t/h，半自磨平均负荷4360kW，实际混填率约29%，半自磨单耗10.1kW & # 8226H/t，半自磨产品粒度为100% - 10mm，12.7% - 1.6mm，32.94%-74μ m，25.7%-40μ m颗粒。其粒度分布略好于前一个月。67%的磨矿产品粒度为-74μ m，磨矿电耗为23kW & # 8226h/t .
2007年3月初，170mm的钢球加入到半自磨机中。3月7日处理量13380t/d，平均557.5 t/h，平均负荷4450kW，实际混装率32%左右。半自磨机平均单耗为8kW & # 8226h/t .开两台球磨机，磨出来的产品粒度达标。实际混合填充率30%左右，粉磨耗电10kw & # 8226；H/t，磨矿电耗为18.04kW & # 8226h/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，补钢球尺寸增加到180mm，半自磨能力也稳定在12 000t/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%，出料产品粒度有较大改善，其中-74微米含量由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。而半自磨机的处理能力可以通过添加180mm钢球达到550t/h的设计处理能力。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。
参考
[1]杨，.自磨机和半自磨机的发展与应用[J].国外金属矿物加工，2005，(7): 13-16。
[2]安、放勋、郭士民等。大型半自磨机在冬瓜山选矿厂的应用研究初探[J].金属矿，2005，(Z2): 297-299。
