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    半自磨機在澳大利亞卡地亞山礦山運轉

    時間:2017-06-24  來源:本網  瀏覽次數:3511

      1.2磨礦機的選擇低品位礦石給卡地亞山礦山提出了一個兩難的問題。為達到經濟上滿意的操作,需要大規模生產。

      雨水并田水壩和圍+EI貯存這此水另外選礦廠大根據當時設計和運行*大的磨礦機,對選礦廠磨礦雨水9并用水。壩1圍堰貯存這些水i!。另外選'礦廠I大WishingHouse.Allrights該磨機由斯維達拉(Svedala)工業公司制造,直徑為12.2m(40英尺),功率為20MW,為無齒輪傳動半自磨機。它比目前世界上*大的半自磨機大40%.本文敘述了該磨機的研發、設計、制造、安裝和操作的詳情。

      1卡地亞山項目概況11選礦廠概況卡地亞山礦山位于澳大利亞新南威爾士州中部高原的Orange市西南25km處。礦山米礦租用了大約31km2的卡地亞山谷。該礦床是一個大型均勻的低品位斑巖金銅礦床。已知儲量是202億t礦石金品位為0. 73g/t,銅品位為0. 17%.礦床中共含有146.2t金和347萬t銅。

      礦山包括露天采礦和選礦,產品是金條和金銅精礦。選礦廠原礦處理量為1700萬t/a年產9.1萬t精礦和9.1t金。選礦廠每天2班工作,每班12h全年設計作業率為94%.選礦廠由銅選礦廠、供水系統、露天礦山、尾礦管道輸送和尾礦壩、精礦管道輸送和位于Blayney(距選礦廠大約35km)的脫水設施組成。

      選礦廠的主要設備包括一臺粗碎機、礦石堆場、一條經改造的皮帶給料系統、卡地亞半自磨機(和2)和2臺直徑6.7m球磨機。重選回路回收一部分金,其余的金在選礦廠浮選回路與銅一起回收。精礦濃密后用管道輸送約35km外的Blayney過濾廠和鐵路裝運站中。尾礦被泵送到尾礦壩,尾礦壩中的工藝水作為回收水再用。

      供水系統被設計為可管理和收集當地河流中的部分用水是Orange市排放并經處理過的水,少部分來自Blayney處理過的水。動力電由Orange市的132kV高架線路提供。

      回路配置所作的選擇為,兩臺11.(直徑X長)的半自磨機配三臺61mX 9.1m球磨機。但是,這種配置不能為選礦廠設計項目提供*滿意的經濟方案。

      第二段的2臺Svedala直徑6. 1m功率8. 6MW溢流型球磨機。這兩臺磨機由兩臺環式電動機通過減速器驅動對一對一的單系列配置的評價表明,隨著磨機規格的增大和磨機臺數的減少,選礦廠的總基建投資可大大降低。然而,增大磨機規格意味著,卡地亞山礦山必須使用設計上未經驗證過的磨機,即12.2mX 6.1m半自磨機和6. 10.2m球磨機。很多人都認為,由FluorDaniel―Davym所進行的卡地亞山可行性研究中的這種選擇是有風險的。根據設計風險、制造風險、后勤風險、操作風險和維修風險等方面來進行風險分析。風險分析包括對旋轉結構、軸承和潤滑系統、電動機、驅動裝置、電力和控制系統、襯板系統、基礎系統、輔助系統(如篩分和給礦系統)的評價。

      碎磨試驗工作包括廣泛的為鑄件上個裂紋區的橫切面。將其缺陷清除blish國設計協會已成立6它將在設備購置和投產有的放矢是既對人又對物的思想。在大部分規定中,技術規范要求由具有豐富經驗和掌握許多有關數據的人組成的編委會編寫。例如,齒輪設計技術規范要求由AGMA(美國齒輪制造者協會)編寫。AWS是關于工程師和檢查員職責和義務的專門協會,它以其各自的權限范圍為基礎。然而,只有在粉磨設備中我們確實遵循可以描述為“相互獨立”的,而不考慮經驗、經歷和專業知識的加工技術要求。

      方面為礦山節約金錢。

      4安裝和投產由于周到的預先計劃,磨機順利安裝。主要問題與半自磨機結構螺栓有關。這些螺栓都采用超聲波長度伸長測定技術安裝。*初檢查長度時,發現有個別螺栓因信號不穩定而難以測定。將其中之一剖開在螺栓帽中發現了一條不連續的、裂縫似的線條。

      因此必須對螺栓進行更詳細的研究。為此對裂紋進行超聲波鑒定試驗。該裂紋*初被認為是鍛造螺栓帽時與溫度有關的鍛造問題。然而磨機裝配后進一步的分析卻涉及到螺栓棒材料的問題。其材料是螺栓制造商訂購的,牌號為ASTM322.棒材的剝離看來是根本問題。為此正尋求一種鑒定方法。螺栓的UT鑒定方法適用于鍛造對剝離的影響。但這沒有為螺栓棒料提供鑒定方法。

      在投產之初出現了兩個涉及大球破裂和定子振動的問題。*初的125mm球介質硬度太高,以致形成許多“半球體”而通過格子縫離開回路。這可通過球的冶金過程予以解決。

      電動機定子在磨機轉速達到9. 7i/min左右時開始振動。*初通過在定子底部添加支撐來加強定子結構,以克服振動。

      這些支撐消除了磨機運轉時不希望的振動特性。定子剛性問題的實質性被進一步研究并*終解決設備。磨機規格由傳統方法確定,即根據正在運轉的磨機的Svedala數據庫的數據對驅動功率進行按比例放大。新磨機的直徑按現有磨機直徑的25次方放大。磨機有效長度直接放大。這些計算使用的磨機直徑是襯板內部直徑。該直徑由假設將提升板“抹平”得到的平均襯板厚度算出。磨機長度是按傳統方法從給料圓錐襯板內表面到格子板內表面的測量值,該值不包括給料端或排料端的提升板厚度。

      如果提升板非常大,那么磨機長度值可以進行調整。

      驅動功率還取決于磨機給料組成。試驗程序提供了用于功率計算的礦石堆密度。負荷密度由球荷、巖石負荷、充填球荷間隙的礦漿和充填巖石間隙的礦菜計算。

      使用半工業試驗所得測定值是重要的。這些值的測定表明,*難磨的礦石塊將聚集在磨機中。這不能由磨機給料皮帶輸送的一定類型礦石的堆密度測定值所能反映的。在一些情況下,從磨機內的礦石中取樣時,*多占磨機內礦石塊5%的礦石被作為磨機負荷的代表組成。

      磨機投產后,必須驗證磨機實際驅動功率。為以給定的礦石密度和給定的堆密度操作的卡地亞山礦山12 2m直徑磨機的測定結果。預期的驅動功率值與測定值非常接近。測定磨機容積和球體積的**方法是,使用固定在磨機耳軸中的測量儀進行5組測量,每組10個點(共50個點)得出磨機中心線到負荷頂面的距離。其它負荷測定方法可能靠不住或產生錯誤結果。

      5磨機特丨生在確定功率的同時,確定磨機襯板條件及其引起磨機內部尺寸的變化是重要的。

      這4!設計超過了ASvedalac公司以所示為使用測量儀測定的負荷率變化。值得注意的是,負荷水平變化范圍約為0.75m垂直高度負荷水平變化所示為在嚴格控制的條件下測定出的卡地亞山磨機功率。由配電控制系統得到的磨機功率和速度關系圖表明,臨界轉速為74%時所需要的功率接近預測的驅動功率。另外,當速度增加到74%以上時,功率不像通常想象的繼續增加。

      環形電動機被設計為在臨界轉速的74%以上時具有恒定的功率。當一個功率脈沖信號出現時,立即跟隨以傳統、典型的電機功率限制。一種意見是,這種控制系統可限制電機電流,防止電機燒壞。

      環形電動機的技術特點是在一定設計點(這里是臨界轉速的74%)具有恒定的轉矩。高于這一速度時,電機被設計為恒功率型。

      磨機襯板設計是復雜的,需要深刻的理解,特別是在特大型磨機上。利用磨機軌跡程序和負荷運動模擬裝置,以及Raamani和ValdeiTama的研究,已能夠精確地設計整套磨機襯板。

      顯然,襯板設計會影響磨機的經濟性。其設計主要影響球的磨損速度、襯板磨損速度和磨機運轉和Powell的方法。提升板角度傾斜會減少對球荷的沖擊,從而減少球的破碎和消耗。

      Svedala公司進行了多年試驗,并繼續對改進襯板設計及其對驅動功率的影響進行研究。大型半自磨機可以有每圈36塊提升板、每圈24塊提升板和每圈12塊提升板的不同設置。這里選擇了每圈24塊提升板的設置。若每圈的提升板數量少于24塊就不能產生有效而穩定的工作所需的功率了。

      提升板設計將影響功率曲線。增大提升板前緣的角度,在一定的負荷條件(按百分數表示的磨機體積、球荷百分比、固體百分含量、固體的堆密度)下,磨機將需要更高的速度才能達到預期的功率。環形電機比較靈活,可使磨機操作任意改變。

      傳統齒圈和小齒輪結構的變速驅動裝置由于對齒輪系的影響而必須嚴格控制。要求通過速度控制齒輪系的轉矩值,從而控制電動機驅動功率。

      從卡地亞山礦山所做的工作可以明顯看出,預計的和實際測定的功率誤差在合理范圍之內??梢愿鶕壳罢莆盏拇笮湍C功率數據設計和操作12.2m半自磨機。準確地采集和處理大型磨機操作數據是一項重要工作,此時應該考慮確定實際磨機和負荷的條件,并測量磨機電機的實際輸出功率。

      6襯板特性1橡膠排料口卡地亞山礦山這臺磨機*初安裝的橡膠保護的礦漿排料口很快就磨損了。磨機投產后12個月進行了**次更換。很多人認為,原因是排料口過早的失效。其中一些人認為,物料“塊”被捕捉在排料室外圈處,并在其上運動,在80%的臨界轉速下不能排出。

      目前的設計借用了單向磨機使用的曲線型排料口設計。它在排料室內帶有一些彎曲,在礦漿提升器端部形成了圓形勺子。完全曲線形的提升器設計不適合卡地亞山礦山磨機,因為它是雙向的。將操作方式改變為單向是不經濟的,將會大幅度縮短磨機襯板系統的壽命。

      6.2滾筒篩篩板及其開發功率99Svedala公司了上面的程序以及McMlish失效的特點為'篩板的支承線斷開。*初將失效bookmark2卡地亞山礦山早期,為半自磨機提供的橡膠滾筒篩篩板曾出現過問題。這些問題表現為篩板材料失效,要求定期(一般為5個星期)更換篩板。篩板一直歸因于投產之初大量碎球和大顆粒排料產品的沖擊。

      Svedala公司試驗了幾種改進設計,其中包括鋼加強篩板(試驗了橫向和縱向加強篩板)改變橡膠成分和取消幾個篩孔(加大安裝筋的孔間距)。目前的設計采用咬接式組合篩板,用專用橡膠制造,以解決磨損和強度問題。這一設計使滾筒篩篩板壽命從5個星期延長到24個星期。

      7進-步的計劃卡地亞山礦山正在著手一項選礦廠*佳化研究,以經濟地提高選礦廠的處理能力。正對粉磨回路進行幾項改進研究。其中兩項是提高球磨機轉速和擴大半自磨機滾筒篩??ǖ貋喩降V山正在考慮提高球磨機轉速,以提高粉磨驅動功率和處理量。據認為這能在類似的粉磨粒度下提高處理量。磨機提速所面臨的主要問題是伴隨處理量的提高而帶來的沖擊和磨損的增大。

      增加半自磨機滾筒篩長度也和提高處理量有關。擬進行的改變包括將滾筒篩長度增加1.6m,使之達到68m.就這樣一個長度設計來說,又提出了一些問題,其中包括底座和滾筒篩本身的附加負荷。因此,需要考慮軸頸襯板的強度、軸頸軸承負荷能力、螺紋連接設計和滾筒篩設計。工業上從接受直徑11m的磨機到接受直徑12 2m磨機共花費了25a時間。這一發展使磨機能力(與*大的11m直徑的磨機相比)提高了30%以上,還減少了基本投資。

      卡地亞山礦山的工作證實了可以可靠地設計、制造和運轉這種大型磨機,并可以預測大型磨機的可靠性。另外,預期的功率和性能已經達到。其它計劃中的大型選礦廠的設計項目現在也可以采用這種大型磨機,它們將有信心取得成功。

     ?。▍墙髁稚?20905)(上接第39頁)在國外的一些選礦廠中,由于露天礦場的加深而接收到更為堅硬的礦石,盡管采取對臨界粒度的產品進行再破碎和添加磨球等措施,但仍發現半自磨機的生產能力急劇下降。

      在很多選礦廠中(如美國的Ray選礦廠、澳大利亞的Kidston選礦廠、南非的Mintek選礦廠和智利的Codelco選礦廠),在半自磨過程以前,用標準破碎機對一部分粗碎原礦進行預先破碎來對付這一趨勢。這一工藝方法能保證磨機的處理能力提高30%.在獨聯體的一些國家中,*著名的和*大規模采用本國設備進行半自磨工藝的一個實例,就是諾伏依斯克(HoboUck)礦冶公司。

      在俄羅斯的一些新建的大型選礦廠和獨聯體國家的一些企業的設計中,采用半自磨方案的已占多數,例如,俄羅斯的烏多坎)銅選礦廠、新諾里爾斯克CHoanHPbCK)選礦廠,哈薩克斯坦共和國的波什古里斯克oeKibe)選礦廠、烏茲別克斯坦共和國的阿爾瑪累斯克(Aumimck)礦冶公司的銅選礦廠。但遺憾的是,這些企業中基本上都是使用進口的磨機。

      5結論選礦前礦石準備技術和工藝的現狀與前景分析表明,必須進一步推廣使用下述幾種節能與節省資源的新工藝:采用包括在露采場進行粗碎,然后用干線運輸機和大傾角皮帶運輸機將破碎礦石輸送到選礦廠中的循環流水作業工藝;強化各段破碎過程,在粗碎、中碎和細碎階段中合理利用新一代偏心破碎機,以使*終破碎粒度降低在*后一段破碎以及在自磨一半自磨回路中對臨界粒度的產品進行再破碎時,通過采用振動和沖擊碎解(代替細碎)工藝對礦石進行細碎(達到95%3~6mm);就俄羅斯國內的技術來說,就是采用可在濕式狀態下操作的、圓錐直徑為2200、1200和900mm的1型慣性圓錐破碎機;推廣使用半自磨工藝,特別是在建設一些大型的新選礦廠中,以便利用由環形電動機驅動的、單位生產率很高的磨礦機,憑借傳動裝置很高的有效利用系數而達到降低能耗目的。

     ?。◤埮d仁;李長根)

     

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