金矿选矿厂球磨机衬板及分级设备优化改造探究

金矿选矿厂球磨机衬板及分级设备优化改造探究

李红红1,施琳杰2

1.山东黄金矿业（莱州）有限公司焦家金矿 山东 莱州 261441  2.山东黄金矿业（莱州）有限公司三山岛金矿 山东 莱州 261442

摘要：针对金矿选矿厂的球磨机衬板寿命参差不齐、分选系统结果差异大等问题，对金矿选矿厂的球磨机衬板及分选系统进行了优化。采用橡胶衬板代替合金衬板，对衬板进行优化设计，可将衬板整体重量降低2/3，并减小了衬板使用寿命的差别。将压力表安装在粉磨设备的水力旋流器上，对其进行了浓度偏差控制，得到浓度偏差控制在3%内，粒度偏差控制在5%内。

关键词：金矿选矿厂；球磨机衬板；分级设备

引言

球磨机在矿山、建材等领域有着广泛的应用，通过圆柱形的自转和钢珠在圆柱形内的移动，将物料与衬板充分摩擦，从而达到物料破碎的目的。所以，球磨机衬板对磨矿质量的影响很大。采用 DRM软件对球磨机进行数值模拟，并结合生产实际情况，对球磨机的主要衬板参数进行了优化。另外，也有学者从提升带、衬板材料、安装等方面进行了改进。

随着工业生产规模的日益扩大，如何提高设备的性能、效率及开工率就显得尤为重要。因此，对选矿厂磨矿系统的主设备——球磨机的衬板进行了优化，并对其衬板进行了改进，使其在生产中的应用得到了很大的改善。

一、工程背景

当前，金矿选矿厂的磨浮工段正在使用着六套磨矿系统，分别是两套MQY4561磨矿系统，以及MQG3236、MQG2736、MQY3645、MQY3245磨矿系统，都被用来破碎金矿石，具有13000 t/d的处理能力。

磨机进、出料端盖的设计和初用时都是用合金钢片，相对于橡胶片来说，重量更大，安装起来也更费时、费力。进、出料端端盖衬板采用了等厚度的设计，在经过使用之后发现当进、出料端端盖衬板被磨损得不能再用的时候，圆筒衬板被磨损得很小，可以持续很长一段时间，如果在这个时候进行替换，必然会引起材料的浪费，并且会增加成本；如果按照进、出料端的端盖衬板的磨损程度分次换衬板，与一次换衬板所需的停机时间比较长，从而影响了整个磨床的运行效率。

二、球磨机橡胶衬板

（一）橡胶磨机衬板

相对于磨机金属衬板，橡胶衬板更适用于矿石硬度较高，粒度在3毫米以下的情况。其特点为：耐磨、抗腐蚀、寿命长，是锰钢衬板的1.5-4倍，节约能源，降低能耗。橡胶是钢铁的七分之一。与锰钢衬板比较，可减少磨机负荷，减少能耗，减少钢球耗；噪声低，采用衬板可将噪声降低5-10分贝；单体质量轻，便于施工和维修，减轻了施工人员的工作强度[1]。

（二）橡胶金属复合磨机衬板

由于目前国内已有较大规模的粉碎机，大磨机筒身金属衬板磨损增大，作用增大，使衬板的使用寿命非常短；胶皮的应用对抛光效果有很大的影响。通过对大型磨机衬板的研制，将耐磨合金与胶料的优点相结合，研制出了一种新型的胶料-金属衬板。

复合薄膜在国外很多大型球磨机、半自动磨机上均有应用，可充分发挥高耐磨合金对气缸套表面的抗冲击力及耐磨性。同时，因橡胶膜的减振效应，可减少因大直径磨料而导致的磨料破碎之危险，亦可避免硬质磨料对磨料之正面效果。该组合垫片的使用寿命是合金钢垫片的2-3倍，而其自重只有金属衬板的40%。所以，适合在大中型粉碎机的运输和使用。

三、球磨机衬板及分级设备优化

（一）进、出料端端盖衬板材质及结构优化

六个球磨机的进、出口盖均由原来的合金钢制成，进、出口盖采用了钢胶制成，出口盖采用了钢胶制成。衬板由整体型变为分体型，分两个部分，分别是端帽衬板和抬高带。起重皮带不停地起重钢珠及物料，因此，起重皮带的磨损速度比较快。这样，一套端盖衬板就能同时用于两套升降皮带，从而节约了制造费用。新式药型罩的升降皮带，方便了钢球的升降，提高了工作效率；同时，将安装的螺丝减半，大大降低了停机时间，加快设备的运转速度。

进、出口端部采用了新型的端帽吊条，并对其进行了分体式的设计，使得设计更为合理。实践证明，将纯橡胶起吊带用于出料端盖的衬板，可有效减轻衬板的整体重量。改进后，新端帽的质量有了较大的改善。合金钢衬板由原先的21996 kg重变为现在的7227 kg重，从而大大减轻了换衬板时的工作强度，提高了维护工作的效率，节省了用电[2]。

（二）简体衬板相关参数优化

首先，在使用过程中，应该尽量按照使用寿命等效的原则来进行汽缸套筒的设计。靠近入口和出口的缸套厚度最小，而在中部的缸套厚度最大。适用于每个球磨机的环境：举例来说，尽管圆筒套筒的第一圈位于进给端部，但是因为磨损较小，所以圆筒套筒也采用了较薄的圆筒套筒，这样可以使整个圆筒套筒的使用寿命尽量延长。该系统经工业界试验证明，运行稳定可靠，既节约了费用，又不会增加维修周期。

其次，针对不同的球磨机，分别给出了不同的技术指标。为提高气缸套的使用寿命，针对每台球磨机的工作条件，对气缸套的外径、材质等进行了详细的分析。明确规定了每一块衬板的轴梳齿与轴沟槽的最大尺寸，从而在确保其使用寿命的前提下，限制了整个衬板的重量，从而提高整个球磨机的加工能力。衬板的生产商与配套附件（壳形衬板，橡胶圆盘）的生产商不一样，由于大小和形状，常常会引起一些问题。目前，要求各生产厂商统一供应衬板，便于衬板的安装与使用，因此可缩短衬板的安装与检修时间。

（三）水力旋流器优化

首先，压力监控。在每个水力旋流器的进料短管上都装有一个压力表，这样可以对每个水力分离器的进料压力进行比较直观的观测，使得进料压力处于一定的范围之内，而且同一组的两台水力旋流机之间的压差不能过大，这样可以保证同一组水力旋流机的砂嘴等零件能够同步更换，并将由于组成不同而造成的分级差别降到最低[3]。

以某一厂在西面某一机组内的两台水力旋流器为例，前者与后者在给料压力、溢流装置等方面存在较大差别。采用以上优化方法，可取得较好的使用效果。同一组别中，南面的分选压力保持在0.058-0.059兆帕，北面的分选压力保持在0.060-0.061帕。结果表明，两台旋流器最大压差可达0.003 MPa，达到了将同一机组内两台旋流器级压差控制在0.015 MPa以内的设计要求。在此基础上，改进了两种旋流器的生产工艺，使其生产过程中的各项性能指标得到了较大的提高。

其次，修复和再利用已损坏的部分。用一种新的铝质-陶瓷衬板对损坏的部件进行修补，可以节约费用和延长部件的使用寿命。对大、小锥体、曲体、中心分散器等易磨损部分进行修补，并将原来剩余的陶瓷衬板去掉，用20毫米厚的高铝质陶瓷衬板补强。曲轴及中间分配器可确保10个月的寿命（新买的曲轴及中间分配器只有8个月的寿命）。水力旋流器零件的维护费用比购置新零件的费用低。

（四）优化效果

第一，对球磨机的衬板进行了优化，节能效果显著，每小时产量增加了0.78吨，年产量增加了6739.2吨。由于进、出料端的端盖衬板的重量降低，使得靠近进、出料端的简体衬板变薄，如果以每台球磨机一年平均换两次衬板为例，那么每台球磨机一年最少可以节省6小时，这样，磨矿系统一年就可以节省12小时的维修时间。

第二，对磨矿系统中的旋流器进行了优化，使磨矿系统的各项技术指标得到了有效的提高，并将影响磨矿系统正常运行的维护周期缩短了10小时。根据有关资料分析，该设备的维修和重复使用，每年可节省40多万元的费用。

结语

球磨机是磨矿的核心设备，它直接影响着磨矿系统的各项技术指标。通过对球磨机选材、衬板厚度、衬板结构及旋流器等方面的优化，可有效地提高球磨机的设备利用率，降低系统的操作费用。在此基础上，该球磨机的生产能力可增加0.78吨/小时，且一次可节约6小时的停工和维修时间。同一组别的两台旋流器，其浓度差异不超过3%，粒度差异不超过5%，可缩短10小时，对系统操作有影响；另外，对该设备进行维修，并进行再利用，可节约资金四十万元以上。

参考文献：

[1] 杨小慧. 某金矿选矿厂球磨机衬板及分级设备优化改造[J]. 黄金,2022,43(7):50-53.

[2] 王建中. 尖山铁矿一段磨矿分级系统设备的改造[J]. 金属矿山,2004(2):71-72.

[3] 袁致涛,王泽红,印万忠,等. 提高磁选厂分级效率的高效设备——数字脉冲脱磁器[C]. //2004年全国选矿新技术及其发展方向学术研讨与技术交流会论文集. 2004:329-331.