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能耗前移与球径精确化相结合增产节能研究

杜云鹤  
【摘要】: 矿产资源的开发利用是关系到国计民生的重大问题。现阶段,我国95%以上的能源、80%以上的工业原料、70%以上的农业生产资料都来源于矿产资源。但是,矿产资源的开发利用却要消耗巨大的能量,矿物的采选及冶炼要耗去全国总能耗的15%左右,矿山采选企业是能耗的大户。在黑色及有色的矿山采选两个环节中,采矿电耗占采选企业电耗的1/3,选矿占2/3,而选矿的磨矿电耗又占选矿的1/2及采选企业能耗的1/3。据国外统计,仅磨矿的电耗大约占全年发电量的3~5%,而我国能耗过高,在5%以上。降低磨矿能耗是国内外面临的艰巨任务。 我国要建设节约型社会及节约型经济,实现可持续发展,各行各业都应该注重节能降耗工作。尤其是碎矿磨矿工段,消耗的能量巨大,节电及节钢耗的潜力也巨大。在矿料碎磨的节能研究中,发现磨矿的能量利用率很低,真正产生新生表面积的能量不到1%,因此,提高磨机中破碎能量转换效率是其根本的途径。众所周知的多碎少磨或以碎代磨以降低碎矿产品粒度使能耗前移只是提高能量转换的一个方面,而调整磨矿介质参数使介质尺寸精确化进一步提高破碎的概率则是提高能量转换效率的更重要方面。国内外的研究证明,碎矿的效率高而能耗低,磨矿的效率低而能耗高,磨一吨矿的能耗为碎一吨矿的能耗的十倍左右。但是,只是能耗前移降低碎矿粒度而不使磨矿的球径精确化时节能效果并不十分显著,而球径精确化又要求降低碎矿粒度才好实施,因此,本论文提出的能耗前移与球径精确化相结合方法是实现碎磨节能降耗的有效新途径。 从磨矿的目的任务可以看出,使粒度减小只是其中的一个次要任务,其首要任务应该是使矿物充分单体解离。因此,球径精确化不仅是增产节能的要求,也是后续选矿工艺过程的要求,故而球径精确化就显得尤为重要。段氏半理论公式为精确计算钢球尺寸提供了根据。在几个选厂进行的球径精确化技术的工业试验表明:①.在给排矿粒度不变的情况下,提高磨机生产率10~20%;②.在磨矿细度不变的情况下提高矿物单体解离度5~6个百分点;③.在选矿条件不变下提高回收率1~3个百分点及精矿品位同时提高;④.在钢球材质不变时,降低球耗10~20%;⑤.在装球不变情况下降低磨矿单位电耗10~20%;⑥.降低磨机噪音5分贝以上;⑦.延长衬板寿命约30%。 在矿料破碎能耗规律的研究基础上建立的能耗前移是提高磨机生产率及节能降耗的一条有效途径,在球磨介质工作理论研究基础上建立的球径精确化又是提高磨机生产率及节能降耗的又一条很有效的途径,两者的紧密结合会使节能降耗效果达到最大。本论文应用能耗前移与球径精确化相结合的新方法在大红山铜矿、狮子山铜矿及拉拉铜矿的增产增效及节能降耗研究中进行了工业试验及应用研究,研究结果表明:(1).大红山铜矿选矿厂三系列,单独应用精确化装补球方法后,磨机生产能力逐年提高,磨机台时能力由试验前的53.24t/h提高到2005年时的85.42t/h,提高60%,磨矿产品-200目细度提高5个百分点,铜回收率提高1~2个百分点,铜精矿品位提高0.5个百分点,铁回收率提高6~7个百分点,铁精矿品位提高约3个百分点,球耗降低16~2 0%,车间吨矿电耗由26kw·h/t降至16.6kw·h/t,降低36%。前述结果是在碎矿粒度15~0mm下取得的。当碎矿粒度降至12~0mm时,磨机台时能力又提高至96t/h,车间吨矿电耗进一步降至13.7kw·h/t,比试验前降低了47.30%。(2).狮子山铜矿选厂采用精确化装补球方法后选厂处理能力由试验前的1850t/d提高至目前的2200t/d,提高18.92%,磨矿电耗由试验前的7.38kw·h/t降至目前的6.22kw·h/t,降低电耗15.7%。而且铜的回收率提高约2个百分点,精矿品位提高0.55个百分点,磨矿产品细度提高8.26个百分点。(3).拉拉铜矿采用精确化装补球方法后,选厂处理能力由4000t/d提高至4800t/d,生产能力提高20%,磨矿吨矿电耗由6.99kw·h/t降至5.82kw·h/t,降低电耗16.73%。 工业试验及应用的效果证实,在破碎能耗规律研究基础上建立的能耗前移技术及在磨矿介质工作理论研究基础上建立的球径精确化技术是选矿厂碎磨节能的两项成效显著的新技术,而二者的紧密结合则是选矿厂增产增效节能降耗的一条新的富有成效的途径,通过此新途径可以获得巨大的增产增效及节能降耗效果。


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