金川集团公司检测中心 甘肃省金昌市金川区 737100
摘要:在化验分析准确度方面,铜精矿样品制备粒度为其关键指标,采用传统圆盘粉碎机和密封式制样机对精矿样品进行研磨时,时间不能太长,且在粒度方面较难满足相关分析要求,而棒磨机可较好的改变此状况,且作业效率高。本文结合当前实况,就精矿样品加工中棒磨机的具体应用及改造思路作一探讨,望能为此领域实践操作提供一些参考。
关键词:精矿样品加工;棒磨机;应用;改造
铜精矿在具体的样品加工粒度上,会直接影响到化验分析的准确性,即样品的粒度越细,那么所得到的分析结果就有越小的离散度,与此同时,在总体分析误差上也就越小;而化验分析精准与否,会对检测中心的分析检测水平造成直接影响,而铜精矿样品的加工质量同样会对铜业公司的金属平衡工作产生间接影响。从铜精矿取制样的国标(GB/T-14263-2010)当中得知,完成加工工序的铜精矿,其在粒度上须能够全部且自由通过160目标准筛(100μm),而从金银元素所对应的分析标准中发现,其要求铜精矿在具体粒度上,应<0.088mm(180目)。为了能够使铜精矿在加工粒度上与国标相符,且促进铜精矿加工粒度的提高,为后续工序化验分析提供优质样品,以及促进铜精矿金银分析准确率的提升,车间今年引进了两台棒磨机,用于替代传统圆盘粉碎机,来对铜精矿样品进行加工;另外,围绕应用中所存在问题,提出了改造对策,现探讨如下。
1.概况分析
车间所制备的铜精矿主要有2种来源,分别为国内矿与进口矿,这2种矿在具体的样品加工上,均采用圆盘碎样机来实施打磨,经此加工后所得到的样品仅能过140目筛,而难以自由过160目筛,制样设备的单一、老旧,除了对样品加工质量的提高造成制约外,还难以较好的适应样品制备量持续增大的现状。
圆盘粉碎机主要存在的问题为:(1)经圆盘粉碎机打磨所得到的样品,难以全部自由通过160目筛,因而与铜精矿中金银分析的相关要求不相符,试样粒度小于100μm;(2)在打磨时,磨盘急剧发热,且有着多次打磨时间,这会使样品出现氧化情况,进而对样品质量造成影响。(3)受样品加工粒度问题的影响,中心分析室分析离散度大,且不准确。(4)样品制备过程中损耗率较高,设备清理过程复杂。
2.棒磨机的工作原理
电机经变速装置而对橡胶滚筒进行驱动,使棒磨筒子(位于橡胶滚筒上)回转,此时,棒磨筒当中的铜精矿与铁棒回转时(筒体内),受离心力、摩擦力的综合作用,会被旋转带至一定高度,然后基于重力作用,会出现泻落、抛落情况,在此过程中,精矿于研磨、冲击作用下,会被逐步研磨成粉末;经研磨后而得到的样品不仅均匀且粒度。棒磨机的主体结构见图1。
图1 棒磨机的主体结构
3.粒度实验
3.1经棒磨机加工后所得精矿样品过180目筛实验
见表1。从中可知,经棒磨机加工后而最终得到的样品,完全能够满足100%过180目筛要求,加工质量从既往的过140目筛,能够提升至过180目筛,较好的将铜精矿加工粒度难以过180目筛的问题给予解决。
表1 棒磨机加工样品过180目筛结果
编号 | 容器规格(g) | 实装(g) | 粒度筛上(g) |
1 | 1500 | 500 | 1(过180目) |
2 | 1500 | 1000 | 15(过180目) |
3 | 1500 | 600 | 3(过180目) |
4 | 1500 | 500 | 2(过180目) |
5 | 1500 | 800 | 5(过180目) |
3.2比较圆盘粉碎机打磨样品时间与棒磨机加工样品时间
现阶段,用棒磨机对精矿样品进行加工,此次采购的棒磨机的棒磨筒能够对30个样品进行同时加工。在作业开始前,仅需将加工时间设定好,在加工时,人员可离开,且加工后的样品无需过筛,直接装袋分析便可。从表2可知,棒磨机对铜精矿样品进行加工,尽管较好的将粒度问题给解决掉,实现了加工时作业人员相应劳动强度的缓解,但作业人员的人数却多于圆盘粉碎机加工样品(2人),且作业效率未明显提升。
表2 棒磨机、碎样机对30个样品进行加工的作业时间实验
棒磨机 | ||||
序号 | 工序 | 作业人数 | 作业时间 | 耗时(min) |
1 | 装罐 | 2 | 8:30~9:00 | 30 |
2 | 研磨 | 0 | 9:10~11:10 | 120 |
3 | 拆罐、装袋 | 2 | 11:40~12:10 | 30 |
4 | 清洗 | 1 | 12:20~13:00 | 40 |
总计 | | 5 | | 220 |
圆盘粉碎机 | ||||
序号 | 工序 | 作业人数 | 作业时间 | 耗时(min) |
1 | 取样 | 1 | 8:40~9:20 | 40 |
2 | 加工 | 2 | 9:30~12:30 | 180 |
3 | 样品封装 | 1 | 12:40~13:40 | 60 |
总计 | | 4 | | 280 |
4.棒磨机存在问题及对策
4.1问题
(1)棒磨机完成加工的精矿有着太小的粒度,在装袋、清洗棒磨筒时,容易出现粉尘,从而对操作间造成污染,不利于岗位人员健康。(2)棒磨筒人工拆装比较繁琐,难以操作;有着较低的作业效率,较大的劳动强度,且完成作业后,清洗难度大。(3)铁制棒磨筒在水洗之后,非常容易生锈,且还会对样品造成污染,从而对分析结果造成影响。
4.2改进措施
(1)依据棒磨机所具有的基本作业特性,改造加工区域,设计配套于棒磨机的除尘操作台,促进作业效率的提升,实现作业环境的美化。(2)改造加工区域通风系统,采用正压+负压模式进行除尘。(3)于棒磨机机体处,增设若干抽风口,防止棒磨机机体中由于研钵没有旋紧而导致样品散落时出现粉尘排放情况。(4)进行气动扳手的设置,对传统的人工扳手拆装棒磨筒予以替代,实现劳动强度的降低及工作效率的提高。(5)进行洗罐反吹风装置的设计,车间将采购工业级洗盘机,以此对棒磨筒进行清洗、烘干,降低劳动强度,防止棒磨桶生锈,保障人员安全。(6)制作不锈钢棒磨筒,对传统的铁制棒磨筒进行替换,将铁质棒磨筒容易被氧化且清洗难度大的问题解决掉,防止其对样品造成污染。
5.结语
综上,铜冶炼行业在检验原料时,有着较低的自动化程度,且多为手工操作,不管是粗杂铜样品,还是铜精矿样品,其加工质量多由人工操作来决定;另外,样品制备设备等也制约了样品代表性的提高;因此,需持续创新样品制备模式,逐步机械化、自动化,甚至智能化,对相关设备、技术进行不断革新与优化,促进取制样的综合水平的提高。
参考文献:
[1]张连起, 吕晓惠, 于阗. 含颗粒金样品的加工工艺研究[J]. 现代科学仪器, 2016(1):118-120.
[2]衣德强, 于留春. 棒磨机在梅山选矿厂的试验与应用[J]. 梅山科技, 2004(4):13-16.
[3]张艳峰、高正宝、潘玉喜、姜泉. 关于澳洲GoLden Grove金精矿磨样方法的研究[J]. 中国无机分析化学, 2020, 10(6):5-7.