罗河选矿厂一段球磨机锻造钢球工业试验研究

2021-08-23王小玉吴贵琴

现代矿业 2021年7期

王小玉吴贵琴程俊

（安徽马钢罗河矿业有限责任公司）

磨矿作业是选矿工艺中最重要的环节之一，承担着为选别作业提供合适粒度入选物料的任务［1］，同时也是能耗最多的环节，在选矿工艺过程中其成本约占选矿总成本的60%，直接影响着经济效益［2］。

罗河选矿厂采用阶段磨矿—浮选—弱磁选（300万t/a）2个系列工艺流程，2个系列的二段分级溢流合并，进入2次磁选、浓缩磁选，2个系列的1次磁选尾矿、2次磁选尾矿、浓缩磁选尾矿合并进入尾矿浓缩大井。在实际生产过程中，由于原矿性质复杂，矿石难磨，存在一段球磨产品粒度粗、台时能力受限等问题，在进行了多项优化磨矿分级效果考察、比较的基础上，进行了锻造钢球替代铸造钢球的工业试验。试验结果表明，锻造钢球的应用有效降低了磨矿作业的球耗和磨矿成本。

1 试验内容及方法

工业试验在1、2系列平行进行，1系列采用锻打钢球，2系列采用铸造钢球。工业试验时2个系列一段球磨台时处理能力固定为相同值（185～200 t/h）。运行3个月后，系统比较2个系列的一段分级溢流粒度（-0.074 mm含量）、硫精矿浮选指标、铁精矿磁选指标、钢球单耗、球磨机台时处理量等，并进行技术经济分析［3］。

2 磨矿工艺

选矿厂磨矿处理原料为粒度-12 mm的矿石，现场矿石处理量为300万t/a。磨矿工艺流程为一段闭路磨矿（图1）。一段磨矿由2台MQY4060溢流型球磨机与2台φ500 mm×6水力旋流器组构成闭路，磨矿产品细度-0.074 mm含量占50%±2%。

3 试验数据统计与分析

3.1 充填率测量结果

试验期间球磨机充填率情况见表1。

由表1可知，1系列球磨机的平均充填率为43.09%，2系列球磨机的平均充填率为42.86%，均满足技术要求40%～45%的指标。

3.2 磨矿介质单耗

锻造钢球应用3个月后对1、2系列的处理量及加球量进行统计，结果见表2。

由表2可知，1系列锻造钢球的球耗为0.44 kg/t，2系列铸造钢球的球耗为0.504 kg/t，锻造钢球用量较铸造钢球用量降低了0.064 kg/t。

3.3 磨矿分级

锻造钢球应用3个月后，1、2系列磨矿分级指标见表3。

由表3可知，应用锻造钢球的台时处理能力为186.05 t，溢流-0.074 mm含量为51.53%；铸造钢球应用的台时处理能力为185.92 t，溢流-0.074 mm含量为48.34%，在保证磨矿细度的基础上，锻造钢球的应用较铸造钢球球磨机的台时处理能力、溢流粒度均有所提高。

3.4 磨矿产品粒级

应用锻造钢球与铸造钢球磨矿产品粒级筛析对比结果见表4。

由表4可知，使用锻造钢球磨矿介质，粗粒级比例相对降低，细粒级比例相对上升，有利于有用矿物与脉石矿物的分离。

4 技术经济分析

4.1 单耗差异

铸造钢球采用废钢加入碳、硅、锰等合金元素，成分均匀度差，通过电炉冶炼后进行浇筑经热处理，由于有浇筑道口，尺寸偏差大，存在表面砂眼、缺肉、凹坑、毛刺明显等铸造缺陷。钢球整体硬度为45～48 HRC，芯表硬度梯度较差，冲击值为3～10 J/cm2，存在失圆情况。金相为马氏体或莱氏体+碳化物+残余奥氏体，组织疏松，晶粒粗大易破碎，且采用冶炼工艺，污染严重，对环境影响极大。

锻造钢球采用大型钢厂生产的优质特钢为原料，成分均匀，通过多次锻造并经热处理，尺寸控制精度高，外观光滑无缺陷。钢球整体硬度58～63 HRC，芯表硬度梯度均匀，冲击值≥12 J/cm2，耐磨性高且不易变形，基本无失圆现象，再次利用价值高。金相为马氏体+残余奥氏体，残余奥氏体按量≤10%，组织致密，属优质细晶粒耐磨钢球，且采用天然气，成型工艺自动化程度高，属于零污染、零排放，对环境无影响［4］。

4.2 钢球成本

采购的铸造钢球价格为4 180元/t，锻造钢球价格为4 730元/t。按铸造钢球单耗0.504 kg/t、锻造钢球单耗0.403 kg/t、一段球磨年处理能力按300万t计算，则全部采用铸造钢球的成本为632.016万元，全部采用锻造钢球的成本为571.857万元。一段球磨若由锻造钢球替换铸造钢球，则年节约钢球费用60.159万元［5］。