1艾砂磨機(jī)的結(jié)構(gòu)、工作原理和性能優(yōu)勢(shì)
1.1艾砂磨機(jī)的結(jié)構(gòu)
艾砂磨機(jī)的結(jié)構(gòu)組成包括電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)、主軸、攪拌盤、分級(jí)盤和筒體等，見圖２。該設(shè)備采用水密封裝置，出料端采用分級(jí)盤替代了傳統(tǒng)內(nèi)置篩網(wǎng)，筒體可以沿軌道軸向平移，方便生產(chǎn)檢修。
艾砂磨機(jī)的工作部件由主軸和多個(gè)并排串在軸上的攪拌盤及尾端的分級(jí)盤組成。
圖1 艾砂磨機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖
1.2 工作原理
礦漿在隔渣后通過變頻泵穩(wěn)定給入磨機(jī)，筒體內(nèi)的攪拌盤在主軸的帶動(dòng)下實(shí)現(xiàn)高速旋轉(zhuǎn)，使磨礦介質(zhì)做繞軸向運(yùn)動(dòng)和自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。２個(gè)磨盤之間的介質(zhì)由于沿盤面向外的徑向加速度不同，從而在每個(gè)磨盤腔室內(nèi)形成循環(huán)，礦物顆粒在高速運(yùn)動(dòng)的磨礦介質(zhì)擦洗力及研磨力作用下實(shí)現(xiàn)細(xì)磨。在高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力作用下，礦物和磨礦介質(zhì)都按照粒徑從小到大由磨機(jī)軸向筒體內(nèi)壁徑向分布，實(shí)現(xiàn)“大磨大、小磨小”的選擇性磨礦。每２個(gè)磨盤之間是一個(gè)獨(dú)立磨礦區(qū)域，在一定給礦壓力下，越往后礦粒越細(xì)，形成了艾砂磨機(jī)內(nèi)部分級(jí)、開路磨礦的新工藝。艾砂磨機(jī)工作原理見圖2。
圖2 艾砂磨機(jī)工作原理示意圖
2艾砂磨機(jī)在超細(xì)磨作業(yè)的應(yīng)用前景
碎礦與磨礦的目的就是使有用礦物和脈石礦物解離開來，實(shí)現(xiàn)礦物的有效分選，碎礦段根據(jù)礦石粒徑的大小，一般采用旋回破（顎破）、圓錐破等設(shè)備，將礦石從1 000 mm左右破碎至10~20 mm；磨礦段則按要求的細(xì)度不同采用一段或兩段磨礦，對(duì)于要求比較細(xì)的選礦廠，采用的是三段磨礦，三段磨礦可以達(dá)到的細(xì)度一般為-38μm 90%。
在結(jié)構(gòu)和工作原理完全不同于球磨機(jī)的艾砂磨機(jī)出現(xiàn)后，使得更細(xì)磨礦要求的礦物分選成為可能。艾砂磨機(jī)的最終磨礦粒度可達(dá)到10μm以下，最細(xì)可達(dá)到5~1μm。礦石破碎磨礦設(shè)備適宜粒度范圍見圖3。
3艾砂磨機(jī)性能優(yōu)勢(shì)
與其它磨礦設(shè)備相比，艾砂磨機(jī)獨(dú)特的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和先進(jìn)的工作原理，使得艾砂磨機(jī)在細(xì)磨作業(yè)中具有顯著的優(yōu)勢(shì)，具體體現(xiàn)在以下六個(gè)方面。
1）磨礦產(chǎn)品粒度分布窄、避免過磨和欠磨，可有效提高有價(jià)金屬回收效果。某選礦廠的對(duì)比試驗(yàn)證明，艾砂磨機(jī)代替選礦廠三段磨礦，和三段磨礦旋流器溢流相比，-18μm粒級(jí)含量降低10個(gè)百分點(diǎn)，+45μm也比旋流器溢流明顯降低，顯著減輕了過磨和欠磨，為后續(xù)分選作業(yè)提高在技術(shù)指標(biāo)提供了有效保證。艾砂磨機(jī)排礦和三段旋流器溢流粒度分布對(duì)比見圖4。
2）艾砂磨機(jī)在細(xì)磨和超細(xì)磨作業(yè)段，比球磨機(jī)能耗低得多。由于艾砂磨機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)，攪拌盤外沿的線速度可達(dá)25~20 m/s，強(qiáng)大的離心力作用使得礦物更容易破碎解離。對(duì)比試驗(yàn)證明，磨至P80=20μm時(shí)，艾砂磨機(jī)電耗是球磨機(jī)的二分之一；P80 =10μm時(shí)，艾砂磨機(jī)耗電是球磨機(jī)的五分之一。球磨機(jī)和艾砂磨能耗試驗(yàn)對(duì)比見圖5。
3）變頻調(diào)速解決了流程物料不穩(wěn)定的問題，適應(yīng)能力更強(qiáng)，磨礦細(xì)度更有保證。選礦廠設(shè)計(jì)規(guī)模都是以球磨機(jī)為基準(zhǔn)，二段磨或三段磨大都是粗精礦再磨作業(yè)，作為二段或三段磨礦設(shè)備，入磨量只有原礦量的50%以下，有色金屬礦在20~30%以下，低品位和小金屬礦會(huì)更少。細(xì)磨設(shè)備選型是由礦石的原礦品位和粗精礦產(chǎn)率指標(biāo)計(jì)算來決定的，選礦廠建成后就很難再改變細(xì)磨設(shè)備。但是，在整個(gè)礦山的服務(wù)年限內(nèi)，原礦品位會(huì)發(fā)生變化，產(chǎn)率指標(biāo)就會(huì)發(fā)生大幅波動(dòng)，如果選擇球磨機(jī)，恒定的轉(zhuǎn)速必然導(dǎo)致過磨和欠磨。艾砂磨機(jī)采用變頻驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)，頻率可在30~50 Hz之間調(diào)整，有效沖抵了入磨量波動(dòng)對(duì)磨礦指標(biāo)的影響。
4）開路磨礦閉路效果。在艾砂磨機(jī)攪拌盤高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力作用下，筒體內(nèi)的磨礦介質(zhì)和礦物都按照粒徑從小到大由磨機(jī)軸向筒體內(nèi)壁徑向分布，實(shí)現(xiàn)“大磨大、小磨小”的選擇性磨礦，磨礦產(chǎn)品粒度分布范圍窄，不必要在另外配備分級(jí)設(shè)備，簡(jiǎn)化了工藝，設(shè)備配置更加簡(jiǎn)單。
5）設(shè)備占地面積小。艾砂磨機(jī)是高速運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備，攪拌盤外沿線速度可達(dá)20~25 m/s，礦石研磨主要是靠離心力作用，同等處理能力下筒體容積只有磨機(jī)的五分之一，功率密度可達(dá)300 kw/m3，球磨機(jī)的功率密度只有20 kw/m3。新建選廠可減少建設(shè)投資，老廠改造更加方便。
6）磨礦介質(zhì)為耐磨陶瓷球，粒徑一般為3~5 mm，消耗低。用量一般只有球磨機(jī)用量的十分之一，磨礦介質(zhì)成本節(jié)約50%。
應(yīng)用案例：
公司研制的選礦用大型艾砂磨機(jī)，自2018年在紫金礦業(yè)的鉛鋅選礦廠首次應(yīng)用之后，艾砂磨機(jī)己在中國(guó)黃金、山東黃金、紫金集團(tuán)、招遠(yuǎn)黃金、江鎢集團(tuán)、包鋼集團(tuán)、天寶集團(tuán)、金川集團(tuán)等得到應(yīng)用，應(yīng)用礦山有鐵礦、金礦、銅礦、鉛鋅礦、鎢礦等，經(jīng)濟(jì)效益顯著。
艾砂磨機(jī)業(yè)績(jī)表
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