（中國粉體技術(shù)網(wǎng)/班建偉）自磨、半自磨機是一種兼有破碎和粉磨功能的設備，由于碎磨作為選別之前的準備作業(yè)，建設投資占選礦廠(chǎng)總投資約50%～60%，裝機功率占選礦廠(chǎng)總裝機功率約60%～70%，因此，碎磨工藝的選擇直接影響項目的投資成本、運營(yíng)費用及效益。自磨、半自磨機因其流程簡(jiǎn)單，配置方便，投資節省，目前被國內外礦山企業(yè)廣泛應用。
1 自磨、半自磨設備及工藝發(fā)展
1.1 國外自磨、半自磨設備及工藝發(fā)展現狀
20 世紀50 年代之前，國際上碎磨以常規2 段或3 段破碎+ 閉路篩分+ 磨礦流程為主，設備規格較小，占地面積大，控制水平低。隨后澳大利亞、加拿大、美國、前蘇聯(lián)等國在冶金礦山行業(yè)開(kāi)始采用自磨工藝。隨著(zhù)技術(shù)不斷進(jìn)步與發(fā)展，自磨、半自磨工藝已成為礦山領(lǐng)域應用最為廣泛的碎磨工藝之一。
世界主要自磨、半自磨設備生產(chǎn)商有Svedala( Metso) 、Fuller( FLSmidth) 、Krupp Polysius( 水泥行業(yè)) 、Tyazhmash( 俄羅斯) 、ANI、CITIC( 中信重工) 。截止到2000 年，世界已應用的自磨、半自磨機約為1075 臺，主要應用于鐵礦、銅礦及金礦等金屬礦山，總裝機功率達到2700MW，同時(shí)以每年17% 的速度遞增。近些年自磨、半自磨機應用的增漲勢頭突飛猛進(jìn)，2007 年達到歷史最高水平，2008 年受經(jīng)濟危機影響略有下降，2010 年之后開(kāi)始不斷復蘇。截至2010 年底國際上已應用的大型號的自磨、半自磨機如中信泰富西澳鐵礦8400 萬(wàn)t /a 項目，采用了6臺12.2 m × 10.97 m 的半自磨機，中鋁秘魯Toromocho銅礦的117200 t /d 項目，采用了1臺12.2 m × 7.92 m 半自磨機，瑞典Boliden Aitik 銅礦采用了1 臺11.6 m × 13.7 m 自磨機。
1.2 我國自磨、半自磨設備及工藝發(fā)展現狀
我國20 世紀60 年代開(kāi)始引進(jìn)濕式自磨工藝，70 年代在工業(yè)中得到應用。2004 年以前，主要以小規模礦山應用為主，其關(guān)鍵工藝技術(shù)均靠國外引進(jìn)，而國內的自磨、半自磨工藝技術(shù)發(fā)展相對緩慢。冬瓜山銅礦引進(jìn)Svedala 公司的半自磨機8.53 m×3.96 m( 功率為4 850 kW) 于2004 年順利投產(chǎn)，大紅山鐵礦引進(jìn)Metso 公司的半自磨機8.53m×4.27 m( 功率為5 500 kW) 于2006 年投產(chǎn)，為此后在生產(chǎn)實(shí)踐中積累了寶貴經(jīng)驗。2009 年中國黃金集團烏努克吐山銅鉬礦一期工程采用2 臺8.8 m×4.8 m 國產(chǎn)半自磨機，該設備為當時(shí)國產(chǎn)最大的半自磨機，功率為6 000 kW/臺，處理能力超過(guò)35 000 t /d。2010 年江銅集團德興銅礦采用當時(shí)國產(chǎn)最大的半自磨生產(chǎn)線(xiàn)也投產(chǎn)，設計使用1 臺10.37 m × 5.19 m 半自磨機，功率為2×5586 kW，單系列處理能力達到22 500 t /d。
此后，國產(chǎn)大型(半) 自磨的應用不斷有新的進(jìn)展。近些年通過(guò)不斷對國外自磨、半自磨設備的引進(jìn)并吸收，國產(chǎn)大型( 半) 自磨主體設備制造水平已基本與國際接軌，特別在近10 a 取得了很大的進(jìn)展和突破。但在關(guān)鍵技術(shù)方面，如設備選型手段、成套電機驅動(dòng)系統、生產(chǎn)自動(dòng)化控制手段、關(guān)鍵精密部件、潤滑系統、設備檢修工具等均為國外引進(jìn)，特別是設備投產(chǎn)后配合工藝參數的調整或優(yōu)化較國外先進(jìn)理念和實(shí)踐經(jīng)驗有一定差距。
未來(lái)較長(cháng)一段時(shí)間內，礦山開(kāi)發(fā)將主要集中在南美、澳大利亞、非洲等礦業(yè)資源豐富地區，而國產(chǎn)(半) 自磨機生產(chǎn)廠(chǎng)家需不斷提升自身技術(shù)優(yōu)勢和性?xún)r(jià)比才能搶占一席之地。部分有代表性的國產(chǎn)大型( 半) 自磨機應用情況見(jiàn)表1。
 2 自磨、半自磨技術(shù)的新進(jìn)展及應用實(shí)踐
2.1 墨西哥PEnSQUITO 礦自磨工藝應用實(shí)踐
Penasquito 鉛鋅多金屬礦隸屬于Goldcorp 公司，2009 年建成投產(chǎn)。該礦包括Pe珘nasco-Azul 和ChileColorado 2 個(gè)礦體，含鉛為0.29%～0.36%、鋅品位為0.61%～0.84%、金品位為0.33～0.60 g /t、銀品位為27.0～36.2 g /t。目前，該礦的選礦廠(chǎng)碎磨系統總處理規模為1.3 萬(wàn)t /d，采用SABC 流程，碎磨生產(chǎn)線(xiàn)選用1 臺11.58 m 半自磨和2 臺7.31 m球磨機，并首次在頑石破碎作業(yè)段采用3 臺頑石破碎機H8800 和2 臺1915 高壓輥磨機，選廠(chǎng)年作業(yè)率為90%～92%。選廠(chǎng)碎磨工藝見(jiàn)圖1。
 選廠(chǎng)碎磨工藝半自磨給礦粒度F80為141 mm，半自磨通過(guò)能力為2 264 t /h，半自磨功率為19 300 kW，半自磨排礦粒度P80為2～3 mm，半自磨單位能耗為6.3 kWh /t，半自磨鋼球充填率為12%～ 15%，鋼球消耗為0.4～0.5 g /t。頑石量為300 t /h，頑石窗開(kāi)孔大小為85 mm。球磨機功率為12 000 kW，球磨機單位能耗為9.2 kWh /t，邦德球磨功指數為13.8 kWh /t，球磨機鋼球充填率為30%，鋼球消耗約為0.4 g /t。水力旋流器分級產(chǎn)品粒度P80 = 0.125 mm，給礦壓力為60～80 kPa; 分級渣漿泵為Warman Weir MC 650，功率為2 000 kW。
2.2 瑞典Aitik 銅礦自磨工藝流程應用實(shí)踐
Aitik 銅礦位于瑞典北部，其歷經(jīng)多次技改擴產(chǎn)。2006 年開(kāi)展新建3 600萬(wàn)t /a 規模自磨流程方案的可行性研究。碎磨工藝對半自磨+ 球磨方案、Outotec 單段自磨+ 頑石破碎方案以及三段閉路破碎( 最終破碎產(chǎn)品＜12mm) + 礫磨方案進(jìn)行了對比分析。經(jīng)方案比較，最終考慮采用自磨+ 礫磨的碎磨工藝流程，Aitik 銅礦新建選礦廠(chǎng)碎磨流程見(jiàn)圖2。
 Aitik 銅礦有2 條自磨系統生產(chǎn)線(xiàn)，每條生產(chǎn)線(xiàn)為1臺11.6 m×13.1 m 自磨機，功率為22.5 MW，1臺9.1 m×10.7 m 礫磨機，功率為2×0.5 MW; 頑石根據情況進(jìn)入礫磨機作為磨礦介質(zhì)或與中間粒級( 15～30 mm) 一并返回自磨機; 為保證其產(chǎn)能，設計考慮預留1 條頑石破碎生產(chǎn)線(xiàn)的可能;磨礦單位能耗為11.8 kWh /t，球磨產(chǎn)品粒度為P80= 0.174 mm、磨機襯板全套更換周期為11 個(gè)月，給料端提升及排礦端格柵板更換周期為5.5 個(gè)月。
2.3 西澳Lefroy 金礦單段半自磨工藝應用實(shí)踐
Lefroy 金礦是南非Gold Fields 公司子公司St.Ives金礦公司經(jīng)營(yíng)管理的礦山，其位于西澳大利亞金礦田區坎博爾達鎮東南約20 km。St.Ives 金礦公司基于Lefroy 金礦老選廠(chǎng)生產(chǎn)實(shí)測數據以及JKSimMet模擬選型，對單段半自磨方案、3 段1閉路破碎+ 傳統磨礦工藝流程、SABC 碎磨流程、10.72 m直徑單段半自磨+ 頑石破碎工藝流程進(jìn)行了評估比較，結合選廠(chǎng)自身情況最終采用單段半自磨破碎方案，半自磨機采用1臺10.72 m×5.48 m，功率為13 000 MW。碎磨工藝流程見(jiàn)圖3。
 選廠(chǎng)碎磨系統半自磨機給礦F80 = 110 mm，通過(guò)能力為551 t /h，頑石循環(huán)負荷為25%，產(chǎn)品粒度P80 = 0.125 mm; 旋流器循環(huán)管負荷為300%，旋流器給礦濃度為63.20%，旋流器給礦壓力為60 kPa;邦德球磨功指數為16 kWh /t，邦德棒磨功指數為21 kWh /t， JK 跌落試驗數據A = 81、b = 0.31、A×b =25.11、ta = 0. 24; 鋼球充填率為8. 0%，總充填率為28. 0%，頑石產(chǎn)率為40%，頑石窗開(kāi)孔面積率為5. 8%，頑石窗開(kāi)孔率為57. 0% 時(shí)，處理能力為546 t /h; 半自磨機襯板( 包括給料端襯、排礦端襯板、筒體襯板) 使用周期較長(cháng)，約為15 個(gè)月。
2.4 中金烏努格吐山銅鉬礦二期半自磨工藝應用實(shí)踐
中金烏努格吐山銅鉬礦位于內蒙古自治區滿(mǎn)洲里市南西22 km，礦區范圍約27． 93 km2。中金烏山銅鉬礦二期工程規模為35 000 t /d，碎磨采用1 段粗碎、半自磨( + 頑石破碎) 、1 段球磨的碎磨流程。碎磨流程為粗礦堆場(chǎng)內的礦石經(jīng)重型板式給礦機及膠帶輸送機給入1 臺11.0 m×5.4 m 半自磨機，給礦粒度為－300 mm，半自磨機排礦端安裝磁力弧。半自磨機排礦經(jīng)1 臺直線(xiàn)篩分級脫水，篩上大于6 mm頑石經(jīng)膠帶輸送機給入頑石倉，再經(jīng)1 臺HP800 圓錐破碎機開(kāi)路破碎后返回自磨機; 直線(xiàn)篩篩下產(chǎn)品進(jìn)入由1 臺7.9 m×13.6 m 溢流球磨機及11 臺840 mm 旋流器組組成的1 段閉路磨礦系統，旋流器溢流細度為－ 0.074 mm 65%。
3 結語(yǔ)
通過(guò)上述應用實(shí)踐表明，隨著(zhù)礦山企業(yè)開(kāi)采的規模越來(lái)越大以及企業(yè)追求項目經(jīng)濟效益的要求越來(lái)越高，自磨、半自磨設備及工藝技術(shù)應用均實(shí)現了較大的進(jìn)步和發(fā)展?？梢灶A見(jiàn)，在未來(lái)礦山大規模開(kāi)發(fā)的背景下，該工藝在生產(chǎn)實(shí)踐過(guò)程中的優(yōu)越性將越來(lái)越顯現。在這種環(huán)境下，我國相關(guān)企業(yè)應該積極吸收消化國際先進(jìn)技術(shù)，加快設計研發(fā)的步伐，不斷優(yōu)化工藝流程，提高設備性能，向高度自動(dòng)化和智能化方向發(fā)展。
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