趙福剛 徐海陽 楊書春 李向軍

（1.中鋼集團(tuán)馬鞍山礦山研究總院股份有限公司；2.華唯金屬礦產(chǎn)資源高效循環(huán)利用國家工程研究中心有限公司；3.中國冶金礦山企業(yè)協(xié)會礦山技術(shù)委員會；4.中鋼天源安徽智能裝備股份有限公司；5.馬鞍山市天工科技股份有限公司；6.沈陽盛世五寰科技有限公司）

我國金屬礦產(chǎn)資源豐富，但普遍存在賦存條件復(fù)雜、多金屬共伴生、有用礦物嵌布粒度微細(xì)等特點(diǎn)，要實(shí)現(xiàn)此類礦石資源中有價(jià)成分的高效回收，有用礦物充分單體解離是前提，而有用礦物的充分解離需要通過磨礦工藝來實(shí)現(xiàn)。

相關(guān)研究表明，作為選廠的主要組成部分，磨礦作業(yè)的基建和設(shè)備投資普遍占到金屬礦選廠總投資的60%左右，能耗等生產(chǎn)成本也占到選廠總量的60%左右。此外，磨礦效果的好壞、有用礦物與脈石礦物解離程度的高低對后續(xù)選別起著重要的前置性作用，是影響產(chǎn)品品質(zhì)和回收率的關(guān)鍵因素。

從碳排放的角度看，由于磨礦作業(yè)是高能耗、高鋼耗作業(yè)，因而該作業(yè)也是礦產(chǎn)資源開發(fā)過程中的高排碳工序，降低磨礦作業(yè)的能耗和鋼耗就成為礦山企業(yè)減少碳排放的重要途徑。

綜上所述，開展磨礦工藝及設(shè)備的優(yōu)化研究與改造對礦山企業(yè)降本增效、提高產(chǎn)品指標(biāo)、創(chuàng)造更顯著的社會效益具有重要意義。在這樣的背景下，我國相關(guān)科技工作者加大了對磨礦工藝及設(shè)備研究、引進(jìn)、消化、吸收與創(chuàng)新的力度，取得了一系列重要成果，塔磨機(jī)的研發(fā)、制造與推廣應(yīng)用具有較強(qiáng)的代表性［1-8］，開啟了我國細(xì)磨工藝與設(shè)備研發(fā)與應(yīng)用的新局面。

1 塔磨機(jī)的工作原理及結(jié)構(gòu)

由于臥式磨機(jī)難以滿足微細(xì)粒嵌布的物料充分、低成本解離的要求，20世紀(jì)50年代研究人員將臥式球磨旋轉(zhuǎn)到垂直方向，通過增加螺旋攪拌系統(tǒng)來給研磨介質(zhì)傳送能量，以實(shí)現(xiàn)礦物的細(xì)磨。根據(jù)該理念，日本首先研制出塔磨機(jī)（Tower Mill），并將該設(shè)備應(yīng)用于金屬礦磨礦；隨后瑞典、美國、加拿大、前蘇聯(lián)等國也研發(fā)出類似產(chǎn)品，并成功應(yīng)用到礦物的細(xì)磨領(lǐng)域。我國于20世紀(jì)80年代開始塔磨機(jī)的研制:80年代中期原冶金部冀東黑色礦山設(shè)計(jì)院研制了MQL-500型濕式塔磨機(jī)，原冶金部長沙礦冶研究院研制了JM系列塔磨機(jī)［9］。

國內(nèi)有文獻(xiàn)記載的、最早開展塔磨機(jī)工業(yè)應(yīng)用試驗(yàn)的金屬礦選礦廠是首鋼的大石河選廠，1987—1989年的工業(yè)應(yīng)用試驗(yàn)取得了較好的效果［10］。受限于我國當(dāng)時(shí)的制造技術(shù)水平，以及國外塔磨設(shè)備高昂的價(jià)格和緊俏的外匯，國內(nèi)金屬礦并沒有及時(shí)推廣應(yīng)用該設(shè)備。近年來，隨著國內(nèi)金屬材料技術(shù)的進(jìn)步以及配套電氣設(shè)備的完善，國內(nèi)具有塔磨機(jī)生產(chǎn)制造能力的企業(yè)越來越多，在國內(nèi)金屬礦的應(yīng)用效果也得到了普遍認(rèn)可。

1.1 塔磨機(jī)的工作原理

塔磨機(jī)施力以摩擦研磨為主，并伴有剪切和沖擊，同時(shí)充分利用了重力、攪拌力，減少了研磨介質(zhì)對筒體的無用功。礦漿給入塔磨機(jī)筒體后，筒體內(nèi)低速旋轉(zhuǎn)的螺旋攪拌器帶動物料及研磨介質(zhì)運(yùn)動，物料受到擠壓力、摩擦力、剪切力、沖擊力、離心力、重力、浮力等的聯(lián)合作用，被擠壓、磨剝、分級、分離，實(shí)現(xiàn)粗顆粒的解離。物料在內(nèi)襯和螺旋外緣間沉降，粗顆粒沉降到筒底后在螺旋攪拌的提升作用下再進(jìn)行循環(huán)運(yùn)動，細(xì)顆粒在礦漿攪拌以及給料和循環(huán)水的聯(lián)合作用下隨料漿流上升，并從溢流口排出。塔磨機(jī)的突出特征是粗重物料顆粒更易下沉到研磨力最大的研磨室底部，研磨介質(zhì)與物料接觸密實(shí)，能量利用率高，研磨介質(zhì)與塔磨機(jī)內(nèi)壁碰撞接觸少，塔磨機(jī)支撐系統(tǒng)和軸承受力小，工作能耗低；塔磨機(jī)在磨礦的同時(shí)，螺旋攪拌器的外圍區(qū)域發(fā)揮著分級功能，合格粒度的物料難以沉降，因而過粉碎現(xiàn)象大大減少。塔磨機(jī)的工作原理見圖1［11］。

塔磨機(jī)一般與水力旋流器組成磨礦分級閉路系統(tǒng)，國外某品牌塔磨機(jī)+水力旋流器閉路系統(tǒng)見圖2（來源：愛立許）。系統(tǒng)給料先進(jìn)入調(diào)漿罐，與塔磨機(jī)產(chǎn)品混合后通過給料泵給入水力旋流器組進(jìn)行分級，溢流進(jìn)入下道工序，沉砂通過循環(huán)泵給入塔磨機(jī)進(jìn)行磨礦。研磨過程中隨著研磨介質(zhì)的消耗，需要定時(shí)、定量補(bǔ)充研磨介質(zhì)。

1.2 塔磨機(jī)的結(jié)構(gòu)

塔磨機(jī)的結(jié)構(gòu)緊湊，主要由驅(qū)動電機(jī)、減速機(jī)、螺旋攪拌器、研磨室、機(jī)架和潤滑系統(tǒng)等組成。國內(nèi)塔磨機(jī)的結(jié)構(gòu)基本類似，區(qū)別主要在于進(jìn)礦口位置。一般來說，粗粒物料可從研磨室上端給入，細(xì)粒物料宜從研磨室下端給入。國內(nèi)某品牌塔磨機(jī)的結(jié)構(gòu)示意見圖3［12］。

1.3 塔磨機(jī)的關(guān)鍵部件

1.3.1 螺旋攪拌器

螺旋攪拌器是塔磨機(jī)的重要部件，是層壓研磨的能量提供者和磨細(xì)顆粒上升的主要?jiǎng)恿碓?，其結(jié)構(gòu)直接影響塔磨機(jī)的作業(yè)效果。螺旋攪拌器主要由主軸、螺旋托板、螺旋襯板、鏟靴、襯板螺栓等組成，某品牌塔磨機(jī)螺旋攪拌器的結(jié)構(gòu)見圖4［13］。螺旋攪拌器配置需要考慮的關(guān)鍵因素包括攪拌器的螺旋半徑、螺旋傾角、攪拌器轉(zhuǎn)速、攪拌器的耐磨性，這些因素的確定取決于給料粒度和濃度、泵送量、裝球量與研磨介質(zhì)大小等。一般情況下，螺旋攪拌器的半徑越大，其離心磨礦作用越強(qiáng)，同時(shí)對筒壁的磨損也越大。螺旋攪拌器半徑的確定原則為在保證不卡球的前提下，與筒體內(nèi)徑之比盡可能大，使研磨介質(zhì)具有較大的動能，以提高其沖擊能力。攪拌器螺旋的傾角一般根據(jù)磨礦物料的性質(zhì)并結(jié)合介質(zhì)所需的徑向和切向速度來確定。螺旋的傾角過大，研磨介質(zhì)和物料沿螺旋上升的速度過快，礦漿的軸向循環(huán)速度也過快，循環(huán)流量也過大，在驅(qū)動電機(jī)功率不變的情況下，剪切量會越小，不能獲得好的磨礦效果。適當(dāng)降低螺旋的傾角，礦漿的循環(huán)流量減小，在驅(qū)動電機(jī)功率不變的情況下，剪切量增大，研磨作用增強(qiáng)；同時(shí)，在研磨室尺寸不變的情況下，較小的螺旋傾角對應(yīng)較多的螺旋圈數(shù)，有效磨礦區(qū)域變大，可以提高磨礦效率。攪拌器的轉(zhuǎn)速必須與物料的入料粒度、硬度和目標(biāo)粒度要求相適應(yīng)，過低的轉(zhuǎn)速達(dá)不到研磨作用，但過高的轉(zhuǎn)速不僅會增大研磨介質(zhì)的無效磨損，還會導(dǎo)致研磨室內(nèi)的顆粒離心力過大，物料、研磨介質(zhì)在離心力的作用下分層，大顆粒被甩向筒壁，研磨介質(zhì)對物料的擠壓、研磨作用減弱，同時(shí)過高的轉(zhuǎn)速會導(dǎo)致軸心位置產(chǎn)生空心區(qū)，影響系統(tǒng)的研磨效率。螺旋攪拌器還必須具有較高的耐磨性，一般通過增強(qiáng)螺旋襯板的耐磨性來實(shí)現(xiàn)，進(jìn)而提高系統(tǒng)的作業(yè)率和研磨指標(biāo)的穩(wěn)定。螺旋襯板通過螺栓與焊接在螺旋主軸上的螺旋托板連接，可以方便地更換螺旋襯板。在螺旋襯板上設(shè)置傾斜槽有助于礦漿作上向運(yùn)動，提高礦漿的流動性，減少過磨，降低研磨能耗。

1.3.2 研磨室筒壁襯板

研磨室是研磨物料的場所，其筒壁襯板的耐磨性直接關(guān)系到塔磨機(jī)的檢修周期，因此，加強(qiáng)對研磨室筒壁耐磨襯板材質(zhì)的研究很重要。目前研究和應(yīng)用主要圍繞橡膠磁性襯板［14］和柵格形襯板展開，柵格形襯板可選材料包括碳鋼、耐酸合金鋼等。橡膠磁性襯板殼體的材質(zhì)是彈性耐磨橡膠或聚氨酯，襯板內(nèi)的高矯頑力永磁磁塊按N、S極交替排列，襯板表面的強(qiáng)大磁場使襯板的一面牢固地吸附在鐵質(zhì)研磨室筒體內(nèi)側(cè)，另一面吸附磁性礦物和小鋼球，對襯板表面形成保護(hù)作用。柵格形襯板的耐磨原理是在研磨室內(nèi)壁安裝網(wǎng)格狀柵格，在研磨物料的過程中，柵格中擠滿研磨介質(zhì)和物料，從而對研磨室的內(nèi)壁形成保護(hù)；同時(shí)對物料流來說，柵格的阻尼作用可以提高物料的研磨效率，延長柵格形襯板的使用壽命。

1.3.3 研磨介質(zhì)

塔磨機(jī)的研磨介質(zhì)主要有耐磨高鉻鋼球或納米陶瓷球，通常需與設(shè)備的裝機(jī)功率、容積及結(jié)構(gòu)相匹配。高鉻鋼球是塔磨機(jī)的傳統(tǒng)研磨介質(zhì)，具有硬度高、耐磨的特點(diǎn)。納米陶瓷球的密度約為鋼球的一半，因而相同充填率的納米陶瓷球?qū)ξ锪涎心サ臄D壓力、剪切力、擦洗力和沖擊力不及鋼球，但可以通過提高納米陶瓷球的充填率來獲得相同的研磨能力和產(chǎn)品細(xì)度。與鋼球相比，納米陶瓷球具有不易碎、不易失圓、對研磨室內(nèi)的磨蝕力弱、不產(chǎn)生影響后續(xù)浮選的金屬離子、生產(chǎn)成本低等特點(diǎn)［15］。在研磨介質(zhì)的工藝參數(shù)中，充填率是重要指標(biāo)，適當(dāng)提高充填率可以提高磨機(jī)的研磨動能，強(qiáng)化研磨能力，但過大的充填率會使攪拌器承受過大的轉(zhuǎn)矩，增大系統(tǒng)的負(fù)荷和攪拌器的磨損。

1.3.4 電控系統(tǒng)

塔磨機(jī)的集成控制系統(tǒng)的主要功能是實(shí)時(shí)監(jiān)控、反饋和調(diào)整塔磨機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，并對塔磨機(jī)進(jìn)行保護(hù)。塔磨機(jī)的集成控制系統(tǒng)主要包括信號采集系統(tǒng)和反饋輸出控制系統(tǒng)。信號采集系統(tǒng)主要獲取電機(jī)轉(zhuǎn)速、電機(jī)電流（反映螺旋襯板的磨損情況）、電機(jī)軸承溫度、電機(jī)繞組溫度、減速機(jī)軸承溫度、油流信號、減速機(jī)主軸振動信號、塔磨機(jī)傳動軸承和銅瓦溫度等信息，并將采集到的上述信息通過數(shù)據(jù)采集終端送入現(xiàn)場的DCS系統(tǒng)和服務(wù)器中，DCS系統(tǒng)和服務(wù)器通過程序控制，采用“黑箱”控制原理，與其匹配的控制中樞將其轉(zhuǎn)化為通用電傳信號，確保塔磨機(jī)的安全、穩(wěn)定生產(chǎn)。

1.4 塔磨機(jī)的技術(shù)特點(diǎn)

（1）占用空間小，基建投資低。塔磨機(jī)設(shè)備緊湊，立式安裝，無外部旋轉(zhuǎn)件和輔助系統(tǒng)，因而節(jié)省空間；塔磨機(jī)內(nèi)部宏觀受力平衡，基礎(chǔ)承重僅相當(dāng)于塔磨機(jī)正常工作狀態(tài)下的質(zhì)量，因而設(shè)備基礎(chǔ)要求低；可以露天安裝和使用，廠房投資省。

（2）功效高、能耗低。塔磨機(jī)筒體不運(yùn)轉(zhuǎn)，沒有研磨介質(zhì)的無效拋落；研磨介質(zhì)與物料接觸緊密，且研磨室越往下物料總體粒度越粗、研磨強(qiáng)度也越大；螺旋軸低速轉(zhuǎn)動；塔磨機(jī)具有自分級功能。因而塔磨機(jī)的磨礦效率高，無效功耗低，產(chǎn)品粒度細(xì)，可以有效減少物料的過磨。有研究表明，在給料和研磨介質(zhì)相同、產(chǎn)品細(xì)度均為-0.05 mm80%的情況下，塔磨機(jī)的功耗只有球磨機(jī)的57%，且磨礦產(chǎn)品粒度越細(xì)，塔磨機(jī)的節(jié)能優(yōu)勢越明顯。

（3）安裝維修方便。塔磨機(jī)采用模塊化組裝，安裝、維保方便；塔磨機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)，滾動或滑動研磨，研磨介質(zhì)與襯板磨蝕速度慢，因而設(shè)備可靠性高，維檢工作量小。

（4）作業(yè)率高，運(yùn)行成本低，噪音污染小。塔磨機(jī)筒體襯板和螺旋襯板設(shè)計(jì)、安裝巧妙，攪拌器攪拌強(qiáng)度低，小徑研磨球碎球率低，研磨室內(nèi)的研磨與球磨相比呈現(xiàn)出柔性特征，因而磨損件使用壽命長，筒體襯板消耗不到球磨機(jī)十分之一，攪拌器通常只需更換鏟靴和下部襯板。較小的磨蝕和較高的電力轉(zhuǎn)化效率決定了系統(tǒng)具有顯著的高作業(yè)率、低成本、低噪音特征。

2 塔磨機(jī)的應(yīng)用實(shí)踐

我國金屬礦資源稟賦差，有用金屬礦物普遍嵌布粒度微細(xì)，采用傳統(tǒng)的球磨機(jī)磨礦不僅能耗高，而且常呈現(xiàn)過磨與解離不充分嚴(yán)重并存局面，因此，選用高效、節(jié)能的細(xì)磨設(shè)備至關(guān)重要。塔磨技術(shù)作為一項(xiàng)細(xì)磨技術(shù)，目前已相當(dāng)成熟，國內(nèi)外涌現(xiàn)了眾多塔磨機(jī)制造企業(yè)和應(yīng)用礦山。國外代表性品牌有愛立許、美卓奧圖泰、蒂森克虜伯等，國內(nèi)代表性企業(yè)有中鋼天源安徽智能裝備股份有限公司、馬鞍山市天工科技股份有限公司、沈陽盛世五寰科技有限公司、長沙礦冶研究院有限責(zé)任公司、北礦機(jī)電科技有限責(zé)任公司等。代表性的應(yīng)用企業(yè)有玉溪大紅山礦業(yè)有限公司、云南華聯(lián)鋅銦股份有限公司、云南黃金礦業(yè)集團(tuán)股份有限公司等。

2.1 鐵礦山的應(yīng)用

我國鐵礦石資源的日益貧、細(xì)、雜化和鐵精礦精料方針的重大現(xiàn)實(shí)意義使細(xì)磨深選工藝應(yīng)運(yùn)而生，20世紀(jì)90年代前后鐵礦石選廠開始出現(xiàn)兩階段磨選—精礦細(xì)篩—篩上中礦再磨再選流程，2000年以后標(biāo)準(zhǔn)的3階段磨選流程面世。這兩類流程的生產(chǎn)實(shí)踐表明，后段作業(yè)的磨機(jī)生產(chǎn)率明顯低于前段，突出表現(xiàn)為二段后的中礦再磨和三段磨礦的磨機(jī)生產(chǎn)率大幅度低于二段，這充分暴露出球磨機(jī)作為細(xì)磨設(shè)備的局限性。因此，業(yè)界開始嘗試采用新型磨礦設(shè)備用于細(xì)磨，在解決了一系列設(shè)備和工藝、技術(shù)問題后，開啟了塔磨機(jī)在鐵礦山的應(yīng)用歷史。大紅山鐵礦石中的磁鐵礦嵌布粒度粗細(xì)不均勻，選礦廠原磨礦全部使用球磨機(jī)，不僅電耗及鋼耗較大，而且存在明顯的過磨現(xiàn)象。細(xì)磨系統(tǒng)替換為愛立許ETM-1500型塔磨機(jī)+旋流器后，最終磨礦細(xì)度由-0.045 mm72.25%提高至-0.045 mm81.24%（磁鐵礦的單體解離度提高到82.66%），磨礦電耗由12.89 kWh/t下降到8.02 kWh/t，鋼耗由0.40 kg/t下降到0.25 kg/t，鐵精礦品位從58%%提高到60.46%，硅含量由9.56%下降到9.16%［16-18］。廟溝鐵礦原礦石中磁鐵礦呈細(xì)粒不均勻嵌布，三段磨礦產(chǎn)品中存在大量結(jié)晶粒度很細(xì)的貧連生體，通過將原二、三段磨礦的各1臺MQY3254型球磨機(jī)改造為并列的2臺二段球磨機(jī)，并用美卓的Vetilmill型塔磨機(jī)對新二段磨礦產(chǎn)品的磁選精礦進(jìn)行細(xì)磨，再選鐵精礦綜合鐵品位由65.2%提高到66.0%以上，SiO2含量由7.8%降低到6.5%以下［19］。湖南尚卿礦業(yè)公司采用2臺天工科技的TGTM-630型塔磨機(jī)作為處理祁東磁赤鐵礦石的二、三段磨礦設(shè)備，精礦品位從62%提高到65%以上。白草釩鈦磁鐵礦選廠采用TGTM-710型塔磨機(jī)將-200目80%的給料細(xì)磨到-400目95%，鐵精礦品位從55%提高到59%［20］。攀枝花中禾采用盛世五寰W(wǎng)TM710塔磨機(jī)將-200目65%磨至-325目90%，鐵精礦品位從56%提高到60%。霍邱某磁鐵礦采用中鋼天源的TM系列塔磨機(jī)進(jìn)行細(xì)磨，產(chǎn)品細(xì)度從-0.074 mm67.84%提高到-0.045 mm95%，精礦鐵品位從66.74%提高到68%以上［21］。塔磨機(jī)在國內(nèi)鐵礦山取得成功應(yīng)用的礦山還有攀鋼白馬鐵礦、八一鋼鐵帕爾崗鐵礦、山東東田礦業(yè)、攀枝花安寧鐵鈦礦、嵐縣田野鐵礦、山西鑫大鑫鐵礦等。

2.2 有色金屬礦山的應(yīng)用

在我國，塔磨機(jī)應(yīng)用于有色金屬礦山的歷史要早于鐵礦山，這一方面是因?yàn)橛猩饘俚V山的規(guī)模和礦石的品位普遍不及鐵礦，后段磨礦量更是顯著小于鐵礦山，因而所需要的細(xì)磨設(shè)備規(guī)格就小得多，在塔磨技術(shù)尚不很成熟的背景下，不難理解設(shè)備廠家會先從生產(chǎn)小規(guī)格的設(shè)備入手來積累經(jīng)驗(yàn)，從而推動塔磨技術(shù)的成熟；另一方面，擬入磨有色金屬礦的礦漿濃度、礦漿密度和礦物顆?？傮w的磨蝕性會普遍低于鐵礦，因而前者所對應(yīng)的螺旋攪拌器和研磨室所承受的壓力和運(yùn)動阻力會小得多，且前者的磨蝕性更小，對螺旋攪拌器和研磨室內(nèi)壁的材質(zhì)和耐磨要求也就更低，為塔磨機(jī)前期發(fā)展提供了重要的實(shí)踐機(jī)會。云南大屯選礦分公司所處理的錫銅多金屬硫化礦石中主要銅礦物黃銅礦呈不均勻粒度（2 mm～0.5μm）嵌布，且與黃鐵礦、磁黃鐵礦緊密共生，銅粗精礦再磨設(shè)備由2臺φ1 500 mm×2 400 mm型溢流型球磨機(jī)替換為1臺愛立許ETM-1000型塔磨機(jī)后，溢流粒度提高至-0.037 mm87%左右，過磨現(xiàn)象反而顯著減輕，銅回收率明顯提高，單位電耗下降了69%，單位球耗下降了70%，磨礦效率達(dá)球磨機(jī)的2.6倍，磨機(jī)的工作噪聲降低了20 dB［22］。云錫老廠分公司為解決硫化礦選廠單銅系統(tǒng)產(chǎn)能達(dá)不到設(shè)計(jì)值問題，用中信重工的CSM-250型塔磨機(jī)替換原現(xiàn)場球磨機(jī)后，不僅處理能力從1 150 t/d左右提高至1 500 t/d左右，磨礦產(chǎn)品-0.037 mm含量從83%左右提高到95%左右，銅精礦品位和回收率均得到不同程度的提高，砷含量由0.371%降至0.308%［23］。廣東某伴生有鎢、鉍、鉬、金、銀等多種稀貴金屬的微細(xì)粒嵌布的銅硫礦，3次精選銅精礦銅品位僅18%左右、回收率65%左右，采用中鋼天源的TM系列塔磨機(jī)對銅粗選精礦進(jìn)行細(xì)磨后再精選，銅精礦銅品位超過了20%、回收率超過了80%［24］。金堆城百花嶺選廠增設(shè)塔磨機(jī)對柱浮選粗精礦進(jìn)行擦洗，以去除輝鉬礦表面吸附的雜質(zhì)及藥劑，結(jié)果鉬精礦品位和回收率均得到了提高［25］。南京銀茂鉛鋅礦使用中鋼天源的TM1500-132塔磨機(jī)對細(xì)粒鉛鋅中間精礦進(jìn)行再磨，粒度從-200目80%提高至-400目95%以上，精礦品位和回收率均得到有效的提高。華聯(lián)鋅銦新田選廠選用美卓VTM250、VTM125和盛世五寰W(wǎng)TM-500塔磨機(jī)用于銅、鋅精礦的再磨，粒度均從-200目占80%提高至-400目70%以上。塔磨機(jī)在國內(nèi)有色金屬礦山取得成功應(yīng)用的礦山企業(yè)眾多，在洛鉬集團(tuán)、金川集團(tuán)、江西銅業(yè)等所屬礦山均有成功應(yīng)用。

2.3 稀貴金屬礦山的應(yīng)用

從文獻(xiàn)上看，作為稀貴金屬礦山的代表，乳山金礦是我國最早應(yīng)用塔磨機(jī)的金屬礦山，這一方面反映了礦山對新技術(shù)的強(qiáng)烈渴求，另一方面也與礦石性質(zhì)和礦山規(guī)模等因素有關(guān)。山東乳山金礦選礦廠就用φ1 000 mm型塔磨機(jī)代替原φ1 200 mm×2 400 mm球磨機(jī)進(jìn)行細(xì)磨，磨礦產(chǎn)品-43μm含量提高了8.3個(gè)百分點(diǎn)，金氰化浸出率提高了4.88個(gè)百分點(diǎn)，金總回收率提高了0.66個(gè)百分點(diǎn)，單位電耗降低了51.66%，單位球耗降低了22.66%。北衙金礦選廠為更好地從現(xiàn)場磁鐵精礦與浮硫精礦中浮選分離出金，先進(jìn)行了微細(xì)粒金礦物的高效解離工藝改造，用愛立許1臺ETM1250型塔磨機(jī)和1臺ETM650型塔磨機(jī)分別對磁鐵精礦與浮選硫精礦進(jìn)行再磨，使硫精礦細(xì)度從-0.074 mm88%提高到-0.037 mm92%、磁鐵精礦細(xì)度從-0.074 mm85%提高到-0.037 mm92%，低成本、高效地實(shí)現(xiàn)了金礦物的解離［26］。塔磨機(jī)在稀貴金屬礦山的成功應(yīng)用還包括焦家金礦等［27］。

3 應(yīng)用前景展望

塔磨機(jī)作為微細(xì)粒嵌布的金屬礦的高效、低成本磨礦設(shè)備，已經(jīng)得到了業(yè)界的廣泛認(rèn)可，成為大規(guī)模開發(fā)利用微細(xì)粒嵌布的金屬礦石的首選細(xì)磨設(shè)備，目前半自磨+塔磨、常規(guī)破碎+高壓輥磨+塔磨［28］、球磨+塔磨工藝均為成熟工藝。

隨著國產(chǎn)塔磨機(jī)的結(jié)構(gòu)和性能的不斷完善，目前已占據(jù)我國金屬礦山，尤其是鐵礦山細(xì)磨市場的很高份額，但在設(shè)備大型化以及配套驅(qū)動電機(jī)、減速機(jī)、聯(lián)軸器、潤滑油添加系統(tǒng)等方面，與國外設(shè)備相比還有一定差距，還沒有真正打入國際市場。具體來說，在設(shè)備大型化方面，蒂森克虜伯生產(chǎn)的VX-6000型塔磨機(jī)驅(qū)動電機(jī)最大功率高達(dá)4 474 kW、電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)1 200 r/min，而國產(chǎn)塔磨機(jī)驅(qū)動電機(jī)功率雖然已經(jīng)突破2 000 kW，但與國外產(chǎn)品還有明顯差距。在研磨室內(nèi)結(jié)構(gòu)件的耐磨蝕性方面，由于一些有色金屬礦漿中需要添加一些對研磨室內(nèi)金屬結(jié)構(gòu)件有腐蝕性的藥劑，會明顯加快螺旋襯板，尤其是鏟靴和底部襯板的磨蝕，在這些結(jié)構(gòu)件的耐磨性方面，國內(nèi)生產(chǎn)的塔磨機(jī)與國外產(chǎn)品相比還有一定的提升空間。在智能控制方面，國產(chǎn)塔磨機(jī)的智能控制水平與國外塔磨機(jī)相比也有一定差距，一些關(guān)鍵部位信號的監(jiān)測故障率較高，監(jiān)控作用效果難以發(fā)揮。在設(shè)備性能穩(wěn)定性方面，國外產(chǎn)品還有一定的優(yōu)勢，主要表現(xiàn)在筒體強(qiáng)度、配套電機(jī)與減速機(jī)性能、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的合理性和先進(jìn)性、檢修的便捷程度等方面。這些都是國產(chǎn)塔磨機(jī)設(shè)計(jì)廠家需要努力的方向。

今后，相關(guān)科技工作者還需要針對塔磨機(jī)的研磨機(jī)理、設(shè)備性能的提高、大型化的推進(jìn)、應(yīng)用新工藝與適用范圍的拓展、智能控制系統(tǒng)的開發(fā)等積極開展研究工作。具體來說，國內(nèi)相關(guān)科技工作者更重視設(shè)備的推廣應(yīng)用，但對研磨介質(zhì)的運(yùn)動規(guī)律、介質(zhì)與物料的受力、碎磨方式、能量的轉(zhuǎn)移、不同層級物料的運(yùn)行速度、動能分布、碰撞幾率、能量轉(zhuǎn)換等機(jī)理研究不夠重視，只有更清晰地了解這些機(jī)理，才能更科學(xué)合理地進(jìn)行塔磨機(jī)的優(yōu)化，做到有的放矢。利用飛速發(fā)展的計(jì)算機(jī)信息技術(shù)、人工智能技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等開展塔磨機(jī)本體的科學(xué)設(shè)計(jì)及其控制系統(tǒng)的完善等工作。在進(jìn)行產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，應(yīng)盡可能結(jié)合給料性質(zhì)和研磨產(chǎn)品工藝要求開展針對性的設(shè)計(jì)，盡可能使研磨介質(zhì)充填率、料球比、磨礦濃度、塔磨機(jī)轉(zhuǎn)速、螺旋傾角等設(shè)備與工藝技術(shù)參數(shù)更加合理，實(shí)現(xiàn)塔磨機(jī)品質(zhì)的飛躍。