CN112973884A - 一种磨矿机的加球方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种磨矿机的加球方法。该加球方法包括：确定磨矿机相邻两次补加钢球的时间间隔；根据确定的时间间隔向磨矿机中添加钢球，完成磨矿机的加球工序。本发明的磨矿机的加球方法可以大幅降低矿山企业磨矿机的钢球单耗、节约电能，同时提质增效。

Description

一种磨矿机的加球方法

技术领域

本发明涉及一种磨矿机的加球方法，尤其涉及一种磨矿机钢球时空置换靶向降耗节能的加球方法，属于矿用磨矿机加球方式技术领域。

背景技术

磨矿机广泛应用于各类矿山企业选矿厂磨矿作业，磨矿机从发明至今，规格越来越大,直径从不足1米一直发展到今天最大直径的12.20米，单台设备性能和处理量也越来越高。磨矿工艺流程由最初普遍采用的老三段流程发展到今天的AB、ABC、SAB、SABC、HPRG等先进的磨矿流程。虽然磨矿设备配置在不断优化，工艺技术水不断提高，但是磨矿机始终作为磨矿作业的最主要设备，为选别作业提供合格的磨矿产品。围绕磨矿机使用钢球材质、钢球补加方法始终在不断的研究、优化和改进，以期降低钢球单耗、节约电能、提高磨矿效果,但现有技术条件下，矿山企业在磨矿机生产过程中，还存在以下未解决的难点问题。

(一)目前磨矿机的磨矿介质硬度和耐磨等性能普遍不高,钢球质量参差不齐,普遍采用锻球、高铬和低格铸造钢球,轧球也正在普及。虽然钢球质量近年来有所提高，但存在主要的问题是，生产钢球的材料与热处理工艺不能合理匹配，钢球表面和心部的洛氏硬度(HRC)多数相差5-10HRC，最高相差20HRC以上，钢球表面硬度较好的一般在58-60HRC，钢球心部硬度多在35-50HRC区间、硬度偏低。导致钢球在磨机内处理矿石过程中，越到心部其磨损速率越快，同时磨矿机排出的废钢球不规则、碎球多，钢球失圆率和破碎率均较高，多因素影响磨矿机磨矿的整体效果，钢球单耗偏高，相应的磨矿电耗相应增加，不利于矿山企业降耗节能。

(二)目前国内外磨矿机补加钢球采用传统加球法，以24小时为一个加球周期，根据设定的钢球单耗，每天按照钢球单耗和处理量计算出当天补加球量，进行“钢球总量控制”加球。虽然有些矿山在加球方法上有所改进，也只限于24小时内由一次改为两次或多次加球，加球工具由钢球斗人工加球改为加球机均匀加球。这些加球方法的改进，都没有考虑磨矿机处理矿石软硬程度的变化，加球方法没有与之相适应进行改变的问题。总结国内外矿山目前采用的磨矿机加球法，就是按照“定时、定量、定充填率”进行钢球补加，而且矿山企业的工程技术人员认为这样是合理的。解决问题的难点是，在矿石变软时，磨矿机不降低钢球补加量或者延长加球的时间间隔，会导致磨矿机内球磨球，还增加了磨矿机的负荷，此时运行电耗增加。多余的钢球还占用磨矿机有效的磨矿容积，不利于提高软矿石条件下的磨矿效率。

由于以上问题的存在，矿山企业磨矿机生产过程中，选择的钢球材质性能差、钢球表面和心部洛氏硬度差大；磨矿机钢球补加方式简单、机械，矿山企业不能在现有磨矿工艺技术水平的基础上，进一步大幅度降耗节能，降低钢球失圆率、破碎率，提高磨矿效果。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种降低矿山企业磨矿机的钢球单耗、节约电能，同时降本增效的磨矿机的加球方法。

为了实现上述技术问题，本发明提供了一种磨矿机的加球方法，该加球方法包括以下步骤：

确定磨矿机相邻两次补加钢球的时间间隔；

根据确定的时间间隔向磨矿机中添加钢球，完成磨矿机的加球工序；

在24小时为一个计算加球周期的基础上,适当延长补加球的时间间隔；其中，时间间隔根据以下公式获得：

K＝24h+Hmax；

Hmax＝(n-2)h；

K为磨矿机相邻两次补加钢球的时间间隔,h；

Hmax为最终确定的加球周期最大延长时间，h；

n为测试周期次数，是通过以下步骤确定的：

以24小时为一个计算加钢球周期,进行多周期测试，周期每个周期依次在加钢球周期基础上延长补加钢球的时间间隔，当影响磨矿台效和磨矿产品细度时(本领域技术人员可以自行确定什么情况下为影响磨矿台和磨矿产品的细度)，结束测试并确定此时的周期次数为n；其中，每个周期均测定周期内磨矿机磨矿产品细度、监控磨矿台时处理量，且每个独立试验周期内的钢球添加量均为24h的基础周期的钢球添加量。

本发明的加球方法解决了矿山企业磨矿机生产过程中,选择的钢球性能不高、耐磨性不好,表面和心部洛氏硬度差距大的问题；以及，磨矿机钢球补加方法简单、机械,不能进一步大幅度降耗节能,降低钢球失圆率、破碎率,提高磨矿效果的问题。本发明的加球方法是一种磨矿机钢球时空置换靶向降耗节能的加球方法,可以降低矿山企业磨矿机钢球单耗、节约电能实现降本增效的目的。

在本发明的一具体实施方式中，采用的钢球的表面硬度和心部硬度均为62HRC以上,平均表面和心部硬度相差0.1HRC-0.7HRC,表面到心部的磨损速率一致。具体地，采用的钢球的直径为80mm、60mm或40mm。钢球表面和心部的洛氏硬度均值相差为0.7HRC、0.1HRC或0.5HRC。

在本发明的一具体实施方式中，采用的钢球的钢种为LTB 2-3。具体地，钢球的原料为C、Si、Mn、P、S、Cr、Ni、Cu、Mo和Al。

根据本发明的具体实施方式，根据确定的时间间隔向磨矿机中添加钢球时，本领域技术人员可以根据实际情况确定钢球的添加量。

在本发明的一更具体实施方式中，钢球的制备包括以下步骤：

将钢球的原料混合后，进行热处理，得到钢球。

本发明的磨矿机的加球方法可以在有色、黑色、黄金等非煤矿山选矿厂磨矿机加球时广泛应用。

选择表面硬度和心部硬度均在62HRC以上的优质钢球作为磨矿机磨矿介质,平均表面和心部硬度相差0.1-0.7HRC，使其表面到心部磨损速率一致；根据矿石软硬不同,在磨矿机处理矿石变软时，用逐步延长时间的方法达到时间换空间，减少磨矿机内的球磨球,降低磨矿机的负荷。本发明提供的方法能使矿山企业半自磨机或球磨机大幅降耗节能,钢球失圆率、破碎率基本为零。

本发明的磨矿机的加球方法在矿山磨矿机的实际应用中，均能使矿山企业磨矿半自磨机或球磨机大幅降耗节能，提质增效，可大范围推广至国内外矿山使用。

具体实施方式

本发明提供了一种磨矿机的加球方法，具体包括以下步骤：

确定磨矿机相邻两次补加钢球的时间间隔；

根据确定的时间间隔向磨矿机中添加钢球，完成磨矿机的加球工序；

在24小时为一个计算加球周期的基础上,适当延长补加球的时间间隔；其中，时间间隔根据以下公式获得：

K＝24h+Hmax；

Hmax＝(n-2)h；

K为磨矿机相邻两次补加钢球的时间间隔,h；

Hmax为最终确定的加球周期最大延长时间，h；

n为测试周期次数，是通过以下步骤确定的：

以24小时为一个计算加钢球周期,进行多周期测试，周期每个周期依次在加钢球周期基础上延长补加钢球的时间间隔，当影响磨矿台效和磨矿产品细度时，结束测试并确定此时的周期次数为n；其中，每个周期均测定周期内磨矿机磨矿产品细度、监控磨矿台时处理量，且每个独立试验周期内的钢球添加量均为24h的基础周期的钢球添加量。

具体包括以下步骤：

步骤一：选择表面硬度和心部硬度高且均匀的一种优质专用钢球作为磨矿机磨矿介质,表1中检测数据显示80mm、60mm、40mm的3种直径钢球表面和心部的洛氏硬度(HRC)均值相差分别在0.7HRC、0.1HRC、0.5HRC，钢球表面和心部硬度均在62HRC以上。此种钢球在磨矿机中研磨矿石时，其表面至心部磨损速率一致，磨矿机排出钢球基本不失圆、不破碎,不影响磨矿机磨矿的整体效果,硬度高使磨矿机钢球单耗大幅降低，与之对应的磨矿电耗也会相应降低。钢种为LTB 2-3，材质成分中含有C、Si、Mn、P、S、Cr、Ni、Cu、Mo、Al共10种元素，按照一定配比生产钢球，并进行热处理，钢球硬度高、耐磨性好。具体钢球硬度检测数据见表1，数据均来自常熟市龙特耐磨球有限公司出厂质量检测报告。

表1

举例80mm钢球硬度测定说明：硬度1至硬度8，是指从钢球球体的表面为第1个检测点,球体中心点为第8个检测点，第1至第8个点按顺序等距离分布在半径长度上。60mm和40mm钢球直径变小，相应检测点变为7个、5个。

步骤二：根据矿石软硬不同，在磨矿机处理矿石变软时，能减少磨矿机内球磨球，降低磨矿机负荷，降低此时间段内磨机运行电耗。磨矿机有效磨矿容积增大，此时有利于提高软矿石条件下的磨矿效率，避免矿山企业未考虑矿石软硬变化。在24小时为一个计算加球周期的基础上，适当延长补加球的间隔时间。试验期间的要点是,在每个独立试验周期内，不管加球时间延长多少小时、处理矿量增加多少，试验各连续加球周期内的加球总量，还是按照原规定的24h加球量不变，具体操作方法为：

第1次，初步加球周期总时间设定为24h(原生产规定加球周期)；

第2次，加球周期总时间设定为24h+1h；

第3次，加球周期总时间设定为24h+2h；

第4次，加球周期总时间设定为24h+3h；

...

连续到第n次，加球周期总时间设定为24h+(n-1)h；

到第n次，影响磨矿台效和磨矿产品细度，此试验过程即停止。用逐步延长时间的方法能够达到时间换空间,以影响磨矿机磨矿台效和磨矿产品细度临界值时的加球周期作为试验最终结束原则，确定延长的时间为(n-2)h，在试验周期内发现影响磨矿台效和产品细度之一的条件，即能确定达到的临界延长时间(n-2)h，最后确定磨矿机最终的加球周期为24h+(n-2)h。具体为一种磨矿机时空置换加球公式如下:

K＝24h+Hmax；

Hmax＝(n-2)h；

K为磨矿机相邻两次补加钢球的时间间隔,h；

Hmax为最终确定的加球周期最大延长时间，h；Hmax所取最大值由各矿山企业根据实际，以不影响磨矿台效和磨矿细度确定，取整数；

n为测试周期次数。

按照本发明步骤二试验过程中，要测定各周期内磨矿机磨矿产品细度、监控磨矿台时处理量；重点探索磨矿机的最佳钢球充填率，降低磨矿机运行功率，充分利用磨矿机有效容积磨矿，提高磨矿效率和降低磨矿电耗。

本发明的磨矿机钢球时空置换靶向降耗节能的加球方法，在矿山实际生产应用中,适用于各种直径和类型的球磨机、半自磨机、棒磨机等磨矿设备。遵循不影响设备安全、不影响磨矿处理量、不影响磨矿产品细度的“三不”原则，甚至在生产实践中具有提高磨矿处理量、提高磨矿产品细度“两提高”作用。

按照上述步骤一至步骤二的步骤，已在乌山铜钼矿(确定时间间隔为26h)、蒙古额尔登特铜矿(确定时间间隔为27h)、金堆城汝阳钼矿(确定时间间隔为25h)、河南洛钼集团下属选矿厂(确定时间间隔为28h)、梅山铁矿、张庄铁矿(确定时间间隔为26h)进行了生产实践，使用本发明的方法，按步骤实施均达到了预期的效果。

乌山铜钼矿应用本发明方法效果:磨矿台效不降低的情况下,半自磨机钢球单耗由0.6kg/t降低到0.405kg/t，钢球单耗降低率32.5％，磨矿电耗降低率2.75％，半自磨排矿中-200目产品细度提高2.26％。

蒙古额尔登特铜矿应用本发明方法效果：磨矿台效不降低的情况下，半自磨钢球单耗由原来的0.786kg/t降为0.327kg/t，钢球单耗降低率为58.4％。

金堆城汝阳钼矿应用本发明方法效果:磨矿台效不降低的情况下,半自磨钢球单耗由1.2kg/t降低到0.76kg/t，单耗降低了0.44kg/t，钢球单耗降低率为36.66％；磨矿电耗降低率7.7％。

梅山产城发展有限公司矿业分公司浮选分厂(梅山铁矿)应用本发明方法的取得了如下效果：球磨机加球周期在原有的24h基础上延长2小时，为24h+2h＝26h，时间延长8.33％；与原球磨机采用铸球“定时、定量、定充填率”的方法相比，使用龙特耐磨球后，磨矿台效提高2.8t/h，磨矿效率提高4.07％；磨矿钢球单耗降低0.439kg/t，钢球单耗降低率34.38％；磨矿电耗降低1.0kW.h/t，电耗降低率9.55％：磨矿机排出的废钢球不失圆、破碎率基本为零。

本发明的加球方法在矿山磨矿机实际应用中，均能使矿山企业磨矿半自磨机或球磨机大幅降耗节能，提质增效，可大范围推广至国内外矿山使用。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种磨矿机的加球方法，该加球方法包括以下步骤：

确定磨矿机相邻两次补加钢球的时间间隔；

根据确定的时间间隔向磨矿机中添加钢球，完成磨矿机的加球工序；

在24小时为一个计算加球周期的基础上,适当延长补加球的时间间隔；其中，时间间隔根据以下公式获得：

K＝24h+Hmax；

Hmax＝(n-2)h；

K为磨矿机相邻两次补加钢球的时间间隔,h；

Hmax为最终确定的加球周期最大延长时间，h；

n为测试周期次数，是通过以下步骤确定的：

以24小时为一个计算加钢球周期,进行多周期测试，周期每个周期依次在加钢球周期基础上延长补加钢球的时间间隔，当影响磨矿台效和磨矿产品细度时，结束测试并确定此时的周期次数为n；其中，每个周期均测定周期内磨矿机磨矿产品细度、监控磨矿台时处理量，且每个独立试验周期内的钢球添加量均为24h的基础周期的钢球添加量。

2.根据权利要求1所述的加球方法，其中，所述钢球的表面硬度和心部硬度均为62HRC以上,平均表面和心部硬度相差0.1HRC-0.7HRC,表面到心部的磨损速率一致。

3.根据权利要求2所述的加球方法，其中，所述钢球的直径为80mm、60mm或40mm。

4.根据权利要求2所述的加球方法，其中，钢球表面和心部的洛氏硬度均值相差为0.7HRC、0.1HRC或0.5HRC。

5.根据权利要求2所述的加球方法，其中，所述钢球的钢种为LTB2-3。

6.根据权利要求2或5所述的加球方法，其中，所述钢球的原料为C、Si、Mn、P、S、Cr、Ni、Cu、Mo和Al。

7.根据权利要求6所述的加球方法，其中，所述钢球的制备包括以下步骤：

将钢球的原料混合后，进行热处理，得到所述钢球。