薛宏超，張 萌，田雅楠，朱黎明，呂冠男，李少卓

1洛陽(yáng)礦山機(jī)械工程設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司 河南洛陽(yáng) 471039

2智能礦山重型裝備全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 河南洛陽(yáng) 471039

3中信重工機(jī)械股份有限公司 河南洛陽(yáng) 471039

礦石碎磨作業(yè)是礦物加工行業(yè)中最重要的環(huán)節(jié)之一，其主要目的是使礦石中的有用礦物得到充分解離，以便在下游工序中進(jìn)行選別[1]。

目前大多數(shù)碎磨流程采用多段磨礦，初段采用半自磨機(jī)，再經(jīng)后續(xù)流程逐步將大塊礦石碎磨為最終產(chǎn)品。然而，隨著礦山企業(yè)對(duì)半自磨機(jī)的使用及調(diào)控越來(lái)越有信心，且單段半自磨流程相比半自磨+球磨流程更簡(jiǎn)單、投資以及運(yùn)行成本更低，越來(lái)越多的礦企采用單段半自磨流程，直接將礦山來(lái)料碎磨至最終產(chǎn)品。

作為設(shè)計(jì)人員，需要熟悉半自磨多段流程與單段半自磨流程的應(yīng)用特點(diǎn)，結(jié)合新項(xiàng)目的需求，確定合理的工藝流程，以確保所選半自磨機(jī)在處理礦山不同類(lèi)型的礦石時(shí)，均能夠滿(mǎn)足產(chǎn)能和產(chǎn)品粒度的要求。對(duì)于單段半自磨流程，由于其在國(guó)內(nèi)應(yīng)用較少且經(jīng)驗(yàn)不足，在選型階段應(yīng)重點(diǎn)考慮通過(guò)合理調(diào)整工況參數(shù)的方式，適應(yīng)礦石性質(zhì)與進(jìn)料粒度的波動(dòng)；并對(duì)排料裝置結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)，避免形成礦漿池，影響磨礦效率；還應(yīng)考慮后期擴(kuò)產(chǎn)時(shí)，通過(guò)增加球磨機(jī)形成半自磨+球磨流程的可行性。

1 項(xiàng)目簡(jiǎn)介

巴西某金礦項(xiàng)目，因供礦能力限制，前期設(shè)計(jì)產(chǎn)能為 200 萬(wàn) t/a (小時(shí)新給礦量 254 t/h)，后期設(shè)計(jì)產(chǎn)能為 400 萬(wàn) t/a (小時(shí)新給礦量 507 t/h)；半自磨新給料粒度F80=125 mm，要求磨礦產(chǎn)品粒度 (旋流器溢流)P80=0.105 mm；礦樣碎磨試驗(yàn)的主要結(jié)果為：SG=2.8，A×b=48.2，BWi=18.1 kW·h/t。

考慮項(xiàng)目實(shí)際情況，決定項(xiàng)目前期采用單段半自磨流程，后期通過(guò)增加球磨機(jī)形成半自磨+球磨流程，達(dá)到產(chǎn)能翻倍的目的。半自磨機(jī)選型時(shí)，不僅需要前期單臺(tái)半自磨機(jī)能夠滿(mǎn)足產(chǎn)能與產(chǎn)品粒度要求，且避免形成礦漿池影響磨礦效率；還要兼顧后期采用半自磨+球磨流程時(shí)，半自磨機(jī)的高處理量與直接排礦粒度能否放粗的問(wèn)題。

2 單段半自磨流程

2.1 流程特點(diǎn)

單段半自磨流程是指僅采用一段半自磨機(jī)磨礦即可達(dá)到要求產(chǎn)品粒度的流程[2]。與常規(guī)半自磨+球磨流程相比，其主要優(yōu)點(diǎn)是流程簡(jiǎn)單、投資成本低以及用于粗磨時(shí)磨礦效率高[3]；缺點(diǎn)是缺乏靈活性，礦石性質(zhì)波動(dòng)對(duì)單段半自磨運(yùn)行性能的影響較為明顯，同時(shí)由于單段半自磨流程的礦漿通過(guò)量大，易在磨機(jī)內(nèi)部形成礦漿池，降低半自磨機(jī)的磨礦效率。

2.2 流程可行性分析

采用單段半自磨流程需要滿(mǎn)足一定條件，參考國(guó)內(nèi)外已運(yùn)行單段半自磨流程的礦山項(xiàng)目，能否選擇單段半自磨流程的主要依據(jù)為磨礦產(chǎn)品粒度[4]。

(1) 產(chǎn)品粒度“粗”(P80＞ 0.106 mm)：?jiǎn)味伟胱阅チ鞒淘诖水a(chǎn)品粒度區(qū)間內(nèi)磨礦效率較高，若礦石很硬，采用單段半自磨+頑石破碎流程是最合適的選擇。

(2) 產(chǎn)品粒度“中”(0.074 mm ≤P80≤ 0.106 mm)：此區(qū)間是大多數(shù)單段半自磨流程的磨礦細(xì)度范圍，一般需要較一致的給料 (礦石硬度和進(jìn)料粒度)，并且要求下游工藝能夠承受產(chǎn)品粒度波動(dòng)帶來(lái)的影響。

(3) 產(chǎn)品粒度“細(xì)”(P80＜ 0.074 mm)：若半自磨新給料一致性較好、礦石硬度較高且可磨性較好，則單段半自磨流程仍屬于合適流程；若下游工序?qū)Ξa(chǎn)品粒度要求較敏感，則半自磨+球磨流程將是最合適的選擇。

該項(xiàng)目要求產(chǎn)品粒度屬于“中”(P80=0.105 mm)，且后續(xù)采用炭浸工藝，能夠適應(yīng)磨礦產(chǎn)品粒度的輕微變化，滿(mǎn)足單段半自磨流程的產(chǎn)品粒度要求，采用單段半自磨流程是可行的。同時(shí)，項(xiàng)目處理礦石與加納塔克瓦金礦處理礦石的礦石性質(zhì)近似，都屬于中碎難磨礦石。塔克瓦金礦采用單段半自磨流程投產(chǎn)運(yùn)行后，在很短的時(shí)間內(nèi)各項(xiàng)指標(biāo)均已達(dá)到設(shè)計(jì)值[5]，因此本項(xiàng)目從礦石性質(zhì)上來(lái)講也能夠采用單段半自磨流程。

3 流程重點(diǎn)考慮因素

單段半自磨流程的磨機(jī)選型設(shè)計(jì)遵循常規(guī)半自磨+球磨流程中的磨機(jī)設(shè)計(jì)程序[6]。所不同的是，常規(guī)半自磨+球磨流程通過(guò)多段磨礦達(dá)到要求磨礦細(xì)度，而單段半自磨流程僅采用一臺(tái)半自磨機(jī)就將粗碎產(chǎn)品磨至要求磨礦細(xì)度，這就需要深刻理解單段半自磨流程的影響因素和運(yùn)行性能。

單段半自磨流程的磨礦產(chǎn)品粒度取決于許多設(shè)計(jì)和工況變量的組合，匯總單段半自磨流程設(shè)計(jì)和運(yùn)行過(guò)程中影響磨礦性能的因素如下。

(1) 礦石性質(zhì) 礦石硬度 (A×b)、球磨功指數(shù)(BWi) 和半自磨新給料粒度F80。

(2) 磨機(jī)主參數(shù)設(shè)計(jì) 磨機(jī)規(guī)格 (主要指磨機(jī)長(zhǎng)徑比) 和主電動(dòng)機(jī)功率。

(3) 磨機(jī)輔助結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì) 筒體襯板、格子板和礦漿提升器結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)。

(4) 磨機(jī)運(yùn)行參數(shù)設(shè)計(jì) 磨機(jī)轉(zhuǎn)速率、鋼球充填率與總充填率、鋼球級(jí)配等。

上述 4 個(gè)方面直接影響到單段半自磨流程的選型設(shè)計(jì)、運(yùn)行工況和磨礦性能，筆者以巴西某金礦項(xiàng)目為例，重點(diǎn)討論上述 4 個(gè)因素，分析單段半自磨流程設(shè)計(jì)的關(guān)注點(diǎn)和解決措施。

3.1 礦石性質(zhì)

在項(xiàng)目產(chǎn)能和產(chǎn)品粒度一定的條件下，關(guān)于礦石性質(zhì)的討論應(yīng)主要包括礦石硬度 (A×b)、球磨功指數(shù)(BWi) 和半自磨新給料粒度F80。

3.1.1 礦石性質(zhì)決定磨礦需求功率

礦石性質(zhì)決定磨礦需求功率，而磨礦需求功率是半自磨選型最重要的依據(jù)。項(xiàng)目磨礦需求功率的計(jì)算如表1 所列。

表1 磨礦需求功率的計(jì)算Tab.1 Calculation of grinding demand power

3.1.2 礦石性質(zhì)影響磨機(jī)運(yùn)行工況

礦石性質(zhì)影響磨機(jī)運(yùn)行工況，若磨機(jī)運(yùn)行工況與所處理礦石的礦石性質(zhì)不匹配，將會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)能不達(dá)標(biāo)、磨機(jī)運(yùn)行不穩(wěn)定或更嚴(yán)重的襯板碎裂事件。

(1) 礦石很軟且磨機(jī)運(yùn)行鋼球充填率偏低 由于軟礦石會(huì)很快在半自磨機(jī)內(nèi)破碎，礦石自身磨礦介質(zhì)不足或幾乎沒(méi)有，磨機(jī)可能在所謂的“出砂”條件下運(yùn)行，導(dǎo)致產(chǎn)能和產(chǎn)品粒度達(dá)不到設(shè)計(jì)指標(biāo)。磨機(jī)“出砂”工況如圖1 所示。

圖1 磨機(jī)“出砂”工況Fig.1 Photograph of “sand producing”working condition of mill

(2) 礦石很硬且半自磨新給料粒度F80值較大由于硬礦石較難破碎，磨機(jī)內(nèi)部將存在大量過(guò)粗粒度的硬礦石，磨機(jī)可能在所謂的“過(guò)載”條件下運(yùn)行，導(dǎo)致產(chǎn)能明顯降低，并且產(chǎn)品出現(xiàn)過(guò)磨，甚至引發(fā)磨機(jī)“漲肚”而導(dǎo)致生產(chǎn)中斷。磨機(jī)“過(guò)載”工況如圖2 所示。

圖2 磨機(jī)“過(guò)載”工況Fig.2 Photograph of “overload”working condition of mill

(3) 礦石較脆易碎且磨機(jī)運(yùn)行鋼球充填率偏高較脆易碎的礦石在磨機(jī)內(nèi)部快速“消化”，磨機(jī)負(fù)荷嚴(yán)重不足，無(wú)法形成礦石負(fù)荷，磨機(jī)可能在所謂的“欠載”條件下運(yùn)行，導(dǎo)致磨機(jī)內(nèi)部球-球、球-襯板接觸過(guò)多，將造成鋼球破碎和襯板碎裂。磨機(jī)“欠載”工況如圖3 所示[7]。

圖3 磨機(jī)“欠載”工況Fig.3 Photograph of “underload”working condition of mill

3.2 磨機(jī)主參數(shù)設(shè)計(jì)

3.2.1 磨機(jī)規(guī)格

研究結(jié)果表明，磨礦能量消耗隨著磨機(jī)長(zhǎng)徑比的增加而增加，即磨礦比功耗的增加不能促使相應(yīng)磨機(jī)處理能力的增加，而是表現(xiàn)在磨礦產(chǎn)品粒度更細(xì)[8]。因此，對(duì)于單段半自磨流程，磨機(jī)長(zhǎng)徑比是一個(gè)需要重點(diǎn)考慮的因素。

表2 所列為典型項(xiàng)目的單段半自磨機(jī)不同長(zhǎng)徑比的設(shè)計(jì)和工況條件[9]。長(zhǎng)筒型和方型半自磨機(jī)的磨礦產(chǎn)品粒度P80=0.074 mm，而短筒型半自磨機(jī)的磨礦產(chǎn)品粒度P80=0.125 mm。從文獻(xiàn)資料匯總的數(shù)據(jù)可知，一般短筒型半自磨機(jī)的磨礦產(chǎn)品粒度P80=0.106～ 0.212 mm (某特殊項(xiàng)目的磨礦細(xì)度 -0.074 mm 占比90%) 的范圍。

表2 不同長(zhǎng)徑比設(shè)計(jì)與工況條件、磨礦細(xì)度的參考案例Tab.2 Reference cases of different length-diameter ratios,operating conditions and grinding fineness

結(jié)合項(xiàng)目礦石性質(zhì)與工藝參數(shù)要求，通過(guò)計(jì)算得到滿(mǎn)足單段半自磨流程的磨機(jī)選型方案，如表3 所列。可以看出，4 種半自磨機(jī)長(zhǎng)徑比設(shè)計(jì)方案均能滿(mǎn)足項(xiàng)目前期單段半自磨流程時(shí)的產(chǎn)能和產(chǎn)品粒度要求。

表3 單段半自磨流程的磨機(jī)選型方案Tab.3 Mill selection scheme for single-stage SAG circuit

一般來(lái)說(shuō)，單段半自磨流程中，物料在長(zhǎng)筒型和方型半自磨機(jī)內(nèi)停留的時(shí)間較長(zhǎng)，因此磨礦產(chǎn)品粒度更細(xì)，從產(chǎn)品粒度的控制角度分析，長(zhǎng)筒型方案 ＞ 方型方案 ＞ 近方型方案 ＞ 短筒型方案；但磨機(jī)直徑和長(zhǎng)度一旦確定，將無(wú)法將其轉(zhuǎn)變?yōu)楦咛幚砹?、粗磨礦產(chǎn)品的運(yùn)行方式，因?yàn)闊o(wú)法克服物料在長(zhǎng)筒型或方型磨機(jī)中停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的實(shí)際情況。為兼顧后期為提高產(chǎn)能采用的半自磨+球磨流程，分析上述 4 種方案在采用半自磨+球磨流程時(shí)半自磨機(jī)的處理能力，計(jì)算結(jié)果如表4 所列。

表4 不同長(zhǎng)徑比設(shè)計(jì)方案的半自磨機(jī)處理能力Tab.4 Processing capacity of SAG mill with different length-diameter ratios

可以看出，由于物料在長(zhǎng)筒型和方型半自磨機(jī)中停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，導(dǎo)致方案 1 和方案 2 中半自磨閉路篩下粒度偏細(xì)，在磨礦軸支取功率相同條件下，不能滿(mǎn)足項(xiàng)目后期小時(shí)新給礦量 507 t/h (400 萬(wàn) t/a) 的產(chǎn)能目標(biāo)；而近方型和短筒型半自磨機(jī)方案能夠滿(mǎn)足項(xiàng)目后期產(chǎn)能要求。通過(guò)對(duì)項(xiàng)目產(chǎn)能和產(chǎn)品粒度的綜合分析，選擇方案 4 作為項(xiàng)目的磨機(jī)選型方案。

采用 JKSimMet 模擬計(jì)算軟件對(duì)該項(xiàng)目前、后期不同流程進(jìn)行模擬計(jì)算。項(xiàng)目前期為單段半自磨流程，采用 1 臺(tái)φ7.9 m×6.0 m (F/F) 半自磨機(jī)，在半自磨轉(zhuǎn)速率為 75%、鋼球充填率為 14% 和總充填率為25% 的工況條件下，能夠滿(mǎn)足處理量為 254 t/h 和最終產(chǎn)品粒度P80=0.105 mm 的工藝要求，此時(shí)半自磨閉路篩篩下產(chǎn)品粒度T80=0.824 mm；項(xiàng)目后期為半自磨+球磨流程，采用 1 臺(tái)φ7.9 m×6.0 m (F/F) 半自磨機(jī)和 1 臺(tái)φ6.2 m×9.5 m (F/F) 溢流型球磨機(jī)，在半自磨轉(zhuǎn)速率為 75%、鋼球充填率為 11%、總充填率為25% 和溢流型球磨機(jī)轉(zhuǎn)速率為 75%、鋼球充填率為31% 的工況條件下，能夠滿(mǎn)足處理量為 507 t/h 和最終產(chǎn)品粒度P80=0.105 mm 的工藝要求，此時(shí)半自磨閉路篩篩下產(chǎn)品粒度T80=1.310 mm。

JKSimMet 模擬結(jié)果表明，當(dāng)半自磨機(jī)長(zhǎng)徑比介于方型與短筒型之間時(shí)，既能滿(mǎn)足項(xiàng)目前期采用單段半自磨流程的磨礦產(chǎn)品粒度要求，也能兼顧項(xiàng)目后期采用半自磨+球磨流程的產(chǎn)能翻倍和產(chǎn)品粒度要求。最終確定滿(mǎn)足項(xiàng)目前、后期要求的磨機(jī)選型方案如表5 所列。

表5 滿(mǎn)足項(xiàng)目工藝要求的磨機(jī)選型方案Tab.5 Selection scheme for mill that meet project process requirements

3.2.2 主電動(dòng)機(jī)功率

單段半自磨流程的最終產(chǎn)品粒度P80=0.105 mm，為了保證流程達(dá)到要求的產(chǎn)品粒度，需要確保所設(shè)計(jì)的磨機(jī)主電動(dòng)機(jī)功率能夠滿(mǎn)足磨礦需求功率要求。并且，由于前期單段半自磨流程的調(diào)整因素較少，因此磨機(jī)主電動(dòng)機(jī)功率還必須考慮一定的富余能力以應(yīng)對(duì)礦石性質(zhì)的波動(dòng)，設(shè)計(jì)主電動(dòng)機(jī)功率應(yīng)能夠滿(mǎn)足鋼球充填率為 18%、總充填率為 35% 的運(yùn)行工況。

結(jié)合該項(xiàng)目半自磨機(jī)軸支取功率的計(jì)算結(jié)果，在鋼球充填率為 18%、總充填率為 35% 的工況條件下，磨機(jī)的軸支取功率為 6 306 kW。采用異步傳動(dòng)方案，考慮從電動(dòng)機(jī)輸出端到磨機(jī)小齒輪軸之間存在傳遞效率損失。因此，確定該項(xiàng)目半自磨機(jī)主電動(dòng)機(jī)功率為 6 800 kW，能夠確保項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)達(dá)產(chǎn)達(dá)標(biāo)。

3.3 磨機(jī)輔助結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)

3.3.1 筒體襯板結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)

針對(duì)本項(xiàng)目半自磨機(jī)前期產(chǎn)量低、通過(guò)量大、產(chǎn)品粒度細(xì)、磨機(jī)高充填率運(yùn)行和后期產(chǎn)量高、通過(guò)量小、產(chǎn)品粒度粗、磨機(jī)低充填率運(yùn)行的特點(diǎn)，結(jié)合半自磨機(jī)筒體襯板結(jié)構(gòu)參數(shù) (提升條高度、間距、面角及形狀等) 進(jìn)行鋼球運(yùn)動(dòng)軌跡仿真分析。

通過(guò)進(jìn)行不同襯板結(jié)構(gòu)參數(shù)的仿真分析，以及對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)，保證半自磨機(jī)在不同流程條件下，均能實(shí)現(xiàn)磨機(jī)運(yùn)行時(shí)鋼球以及物料拋落軌跡合理，從而達(dá)到研磨效率與襯板使用壽命的最優(yōu)化。

3.3.2 格子板結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)

格子板結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)主要包括開(kāi)孔孔徑、開(kāi)孔面積、孔的分布和開(kāi)孔形狀等。針對(duì)該項(xiàng)目流程特點(diǎn)，半自磨機(jī)前、后期不同格子板結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)對(duì)比如表6 所列。

表6 半自磨機(jī)前、后期不同格子板結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)對(duì)比Tab.6 Comparison of different structural parameters of grid plate between early stage and later stage of SAG mill

3.3.3 礦漿提升器結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)

單段半自磨流程中礦漿量大，如果不能及時(shí)排出，可能會(huì)在半自磨機(jī)筒體內(nèi)形成礦漿池，減弱物料和鋼球的沖擊破碎效果，降低半自磨機(jī)的磨礦效率。因此，對(duì)單段半自磨流程中的半自磨機(jī)選型設(shè)計(jì)時(shí)，需要對(duì)礦漿提升器進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)，避免半自磨機(jī)內(nèi)“礦漿池”現(xiàn)象的發(fā)生。

通過(guò)綜合分析，確定半自磨機(jī)的礦漿提升器深度為 450 mm。同時(shí)，半自磨機(jī)內(nèi)圈礦漿提升器的肋板采用長(zhǎng)短優(yōu)化配置，并優(yōu)化排料器開(kāi)口尺寸，減少返料量，提高整體排料速率。

3.4 磨機(jī)運(yùn)行參數(shù)設(shè)計(jì)

3.4.1 磨機(jī)轉(zhuǎn)速率

磨機(jī)轉(zhuǎn)速率不僅影響磨機(jī)軸支取功率、磨機(jī)載荷形狀、磨機(jī)內(nèi)物料拋落軌跡和礦漿提升器排料能力，還影響磨礦作用頻率，即沖擊粉碎頻率和物料提升過(guò)程中的研磨作用強(qiáng)度及頻率。

半自磨+球磨流程中，因采用了球磨機(jī)，能夠較好地控制磨礦產(chǎn)品粒度；而單段半自磨流程中，由于半自磨機(jī)調(diào)整手段有限，磨礦產(chǎn)品粒度受礦石性質(zhì)影響波動(dòng)較大。因此，半自磨機(jī)采用變頻調(diào)速方案，有助于控制磨礦產(chǎn)品粒度。在其他因素相同的條件下，φ7.9 m×6.0 m 半自磨機(jī)不同轉(zhuǎn)速率對(duì)不同粒度礦石破碎率的影響曲線(xiàn)如圖4 所示。

圖4 磨機(jī)轉(zhuǎn)速率對(duì)不同粒度礦石的破碎率影響曲線(xiàn)Fig.4 Influence curves of mill speed rate on crushing rate of ores with different grain sizes

從圖4 可知，磨機(jī)臨界轉(zhuǎn)速率越低，對(duì)大塊物料的破碎率越小，對(duì)小塊物料的破碎率越高，這表明較低的磨機(jī)轉(zhuǎn)速率有助于細(xì)磨。因此，單段半自磨流程中，可通過(guò)改變磨機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)調(diào)整磨礦產(chǎn)品粒度，但降低磨機(jī)轉(zhuǎn)速需要增加額外的鋼球充填量，以保證磨礦需求功率要求。

3.4.2 鋼球充填率與總充填率

不同硬度和粒度的礦石對(duì)不同鋼球充填率的響應(yīng)不同，合理的鋼球充填率由給礦硬度、給礦粒度和產(chǎn)品粒度等決定。針對(duì)該項(xiàng)目礦石性質(zhì)，不同鋼球充填率對(duì)不同粒度礦石破碎率的影響如圖5 所示。

圖5 鋼球充填率對(duì)不同粒度礦石的破碎率曲線(xiàn)Fig.5 Influence curves of steel ball filling rate on crushing rate of ores with different grain sizes

從圖5 可知，鋼球充填率越高，大塊物料的破碎率增加越明顯，而對(duì)小塊物料的破碎率影響較小。這與日常生產(chǎn)實(shí)踐中觀察到的增加鋼球充填率將會(huì)大幅度提高半自磨處理能力相吻合。

雖然采用高鋼球充填率將有助于提高磨礦處理能力，但礦石充填率也不能太低，否則會(huì)對(duì)磨機(jī)襯板有巨大的負(fù)面影響。而且，磨機(jī)載荷對(duì)不同粒度礦石的破碎率影響也是不同的，增加磨機(jī)載荷通常會(huì)導(dǎo)致粗粒級(jí)礦石破碎率下降，而細(xì)粒級(jí)礦石破碎率提高。針對(duì)該項(xiàng)目礦石性質(zhì)，不同總充填率對(duì)不同粒度礦石破碎率的影響如圖6 所示。

圖6 總充填率對(duì)不同粒度礦石的破碎率曲線(xiàn)Fig.6 Influence curves of total filling rate on crushing rate of ores with different grain sizes

3.4.3 鋼球級(jí)配

半自磨機(jī)補(bǔ)加的鋼球尺寸一般為 100～ 140 mm，針對(duì)該項(xiàng)目礦石性質(zhì)，經(jīng)對(duì)沖擊破碎能量和沖擊破碎頻次的平衡點(diǎn)進(jìn)行綜合分析，并參考國(guó)內(nèi)外礦山半自磨機(jī)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，提供適應(yīng)該項(xiàng)目最佳鋼球級(jí)配方案如表7 所列。

表7 半自磨機(jī)最佳鋼球級(jí)配方案Tab.7 Optimal scheme of steel ball size distribution for SAG mill

日常補(bǔ)加鋼球球徑為φ125 mm，在項(xiàng)目運(yùn)行過(guò)程中，可結(jié)合礦石性質(zhì)和磨礦性能進(jìn)一步調(diào)整優(yōu)化鋼球補(bǔ)加方案。

4 結(jié)論

在分析單段半自磨流程的工藝特點(diǎn)和適用條件，以及 4 個(gè)主要影響因素的基礎(chǔ)上，以巴西某金礦項(xiàng)目為例，重點(diǎn)討論和分析單段半自磨流程設(shè)計(jì)的關(guān)注點(diǎn)和解決措施。為保證該項(xiàng)目半自磨機(jī)既能在前期單段半自磨流程中更好地控制產(chǎn)品粒度，也能兼顧后期產(chǎn)能提高的要求，主要考慮如下方面。

(1) 從產(chǎn)品粒度和礦石性質(zhì)的角度分析，該項(xiàng)目采用單段半自磨流程是可行的。

(2) 通過(guò)綜合分析，提出該項(xiàng)目半自磨機(jī)的長(zhǎng)徑比應(yīng)介于短筒型與方型之間，這與單段半自磨流程普遍采用的半自磨機(jī)長(zhǎng)徑比介于方型與長(zhǎng)筒型之間不同。

(3) 結(jié)合該項(xiàng)目的流程特點(diǎn)、磨礦工藝參數(shù)和礦石性質(zhì)參數(shù)，對(duì)半自磨機(jī)主參數(shù)進(jìn)行精準(zhǔn)設(shè)計(jì)。

(4) 針對(duì)該項(xiàng)目的流程特點(diǎn)，對(duì)半自磨機(jī)的主要輔助結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)，優(yōu)化筒體襯板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、格子板開(kāi)孔以及礦漿提升器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并對(duì)磨機(jī)運(yùn)行關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行合理選擇，確保磨機(jī)選型方案在該項(xiàng)目前、后期不同流程的成功應(yīng)用，保證項(xiàng)目達(dá)產(chǎn)達(dá)標(biāo)。