磨礦分級工段是錫礦選礦廠的能耗大戶,也是決定后續選別指標的關鍵環節。電耗占到全廠60-70%,鋼球消耗同樣可觀。更重要的是,磨礦分級的效果直接決定了錫石的單體解離度和過粉碎程度——磨不夠,錫石與脈石未解離,重選回收率上不去;磨過了,細粒錫石進入尾礦再也收不回來。一套合理的磨礦分級設備配置方案,核心是在保證單體解離的前提下,盡可能降低過粉碎,同時控制能耗和鋼耗。下面這套方案適用于處理量在每天200-1000噸之間的脈錫礦,涵蓋了從粉礦倉給料到分級溢流進入重選的全過程。

錫石性脆,在磨礦過程中容易過粉碎。過粉碎的錫石(-0.037毫米)在重選作業中回收率很低,即使采用浮選,成本也高。因此錫礦磨礦的原則是“階段磨礦、階段選別”,粗粒嵌布的錫石應該在粗磨后就回收,不必磨到太細。磨礦分級工段的任務有三個:將破碎后的物料磨到錫石基本單體解離的細度;通過分級設備及時分離出合格粒級,避免過磨;將粗粒級返回磨機再磨,形成閉路循環。
設備配置方案需要根據礦石的嵌布粒度特性來確定。錫石嵌布粒度較粗(0.2毫米以上)的礦石,采用一段磨礦即可;嵌布粒度細(0.074毫米以下)或粗細不均勻的礦石,需要兩段磨礦或階段磨礦。分級設備的選擇也取決于粒度要求,旋流器分級效率高但能耗大,高頻細篩適合細粒分級且能減少過磨。
磨礦設備主要有球磨機和棒磨機兩種。球磨機適應性廣,處理量大,是錫礦磨礦的主流設備。棒磨機使用鋼棒作為磨礦介質,呈線接觸,對物料有選擇性破碎作用,更適合粗磨(入料粒度20-30毫米,產品粒度0.5-3毫米),過粉碎率低。對于錫礦,如果嵌布粒度較粗,可以在第一段磨礦使用棒磨機,第二段用球磨機。
磨機規格根據處理量確定。處理量200-300噸/日,一段磨可選MQY2136(直徑2.1米,長度3.6米)或MQG2136,處理能力15-25噸/小時。300-500噸/日,選MQY2436或MQY2736,處理能力25-40噸/小時。500-1000噸/日,選MQY3245或MQY3645。如果采用兩段磨,第一段棒磨機可選MB2136或MB2436,第二段球磨機可選MQY1530或MQY1830。
磨機的轉速一般在60-80%臨界轉速之間。轉速過低,磨礦效率下降;轉速過高,鋼球被拋起過高,沖擊力大,容易產生過粉碎。對于錫礦,建議取中低轉速,配合適當的填充率(鋼球填充率35-42%)。襯板類型也很關鍵,橡膠襯板噪音小、重量輕,但耐磨性不如合金襯板。錫礦石硬度高,推薦使用高錳鋼或合金襯板。
分級設備是磨礦閉路循環中不可或缺的部分。水力旋流器和高頻振動細篩是目前最常用的兩種設備,各有適用場景。
水力旋流器利用離心力場分級,分級效率一般在50-70%,占地面積小、沒有運動部件、維護簡單。對于細粒分級(溢流細度-0.074毫米占60%以上),旋流器效果較好。但旋流器的底流中常常夾帶合格細粒,造成過磨。在處理錫礦時,如果礦石中錫石嵌布粒度不均勻,旋流器的“夾細”現象會導致部分已解離的細粒錫石返回磨機,進一步過粉碎。
高頻振動細篩采用篩網分級,分級精度高,篩分效率可達80%以上。底流(篩上物)中細粒含量低,可以有效減少過磨。對于錫礦這種對過粉碎敏感的資源,高頻細篩是比旋流器更優的選擇。篩網孔徑根據磨礦細度要求確定,一般在0.1-0.5毫米之間。聚氨酯篩網耐磨、不堵孔,壽命可達2-4個月。高頻細篩的缺點是處理量相對較小,需要多臺并聯,且篩網需要定期更換。
實際配置中可以采用聯合分級方式。一段磨礦分級用旋流器,二段磨礦分級用高頻細篩。或者粗磨用旋流器快速分出大部分合格粒級,細磨用高頻細篩嚴格控制粒度上限。處理量300噸/日的項目,可以配置4-6臺直徑150-250毫米的旋流器并聯,或者2-3臺高頻細篩(篩面寬度1.2-1.8米)。

當錫石嵌布粒度較細(小于0.1毫米)或粒度分布很寬時,一段磨礦往往難以同時滿足解離度和過粉碎的控制要求。這時需要兩段磨礦或階段磨礦。兩段磨礦是指將磨礦過程分成兩個串聯的磨機,第一段粗磨后分級,粗粒進入第二段再磨。階段磨礦是在第一段粗磨后先進行粗選,將已解離的錫石回收,尾礦再磨再選,這樣可以避免已解離錫石過磨。
設備配置上,兩段磨礦方案:第一段棒磨機(MB2136或MB2436)配合旋流器,溢流細度-0.074毫米占45-55%;第二段球磨機(MQY1530或MQY1830)配合高頻細篩,最終溢流細度-0.074毫米占70-85%。階段磨礦方案則在第一段分級后插入粗選設備(如跳汰機或螺旋溜槽),粗選精礦直接進入下一工序,粗選尾礦進入第二段磨機。
兩段磨礦的投資和運行成本高于一段磨礦,是否采用需要根據嵌布粒度數據來確定。國內多個錫礦的實踐表明,當-0.074毫米占65-75%能實現大部分錫石解離時,一段磨礦配合高效分級即可滿足要求,不必盲目上兩段。
磨礦分級工段的給礦來自粉礦倉,倉底配置振動給料機或皮帶給料機,將物料均勻送入磨機。給料量必須穩定,波動范圍控制在5%以內,否則磨機工況會劇烈變化。推薦配置皮帶秤或核子秤,與磨機給料變頻器聯鎖,實現自動恒量給料。
磨機的循環負荷是指分級設備返回磨機的粗粒量與磨機新給料量的比值。對于錫礦,合理的循環負荷在200-300%之間。循環負荷過低,磨機效率低;過高,磨機過磨嚴重。調整分級設備的參數(旋流器沉砂嘴直徑、高頻細篩傾角)可以改變循環負荷。
輔助設備包括鋼球添加裝置、礦漿取樣器、濃度計和粒度分析儀。鋼球添加宜采用自動加球機,根據磨機電流和功耗定時定量添加。在線濃度計和粒度儀可以實時監測分級溢流濃度和細度,為操作提供依據。在中小型選廠,這些自動化設備可以選配,但礦漿濃度的人工檢測每2小時至少一次。
渣漿泵用于將磨機排礦輸送到分級設備。旋流器給料泵需要提供足夠的揚程和壓力,一般選用耐磨渣漿泵,配變頻器調節轉速。泵的葉輪和蝸殼材料為高鉻合金,保證使用壽命。
以日處理500噸、嵌布粒度中等(0.1-0.3毫米)、一段磨礦能滿足解離要求的項目為例,設備配置如下。
粉礦倉(容積400立方米)及倉底振動給料機(GZG100-150,變頻調速)
皮帶輸送機(帶寬650毫米,帶皮帶秤)
球磨機(MQY2736,直徑2.7米,長度3.6米,處理能力30-45噸/小時)
磨機排礦渣漿泵(4/3C-AH型,配變頻器)
水力旋流器組(直徑250毫米,4臺并聯,給料壓力0.08-0.12兆帕)
旋流器溢流自流或泵送至下一工段,旋流器沉砂返回球磨機
輔助設備:自動加球機、濃度壺和篩析設備、PLC控制柜
如果礦石對過粉碎敏感,可將旋流器組更換為高頻細篩。配置3臺高頻細篩(篩面寬度1.5米,篩孔0.2-0.3毫米),篩上物返回磨機,篩下物進入重選。高頻細篩的篩上物中-0.074毫米含量可以控制在10%以下,比旋流器低10-15個百分點。
對于嵌布粒度細、需要兩段磨礦的項目,在第一段磨礦后增加第二段磨機。一段:棒磨機MB2436配合旋流器,溢流細度-0.074毫米占50-60%;二段:球磨機MQY1830配合高頻細篩,最終溢流細度-0.074毫米占75-85%。二段磨機的給料為一段旋流器的沉砂或階段粗選的尾礦。

磨礦濃度直接影響磨礦效率和過粉碎程度。球磨機的磨礦濃度控制在70-80%之間,濃度過低鋼球沖擊效果差,濃度過高礦漿流動性差、容易過磨。棒磨機的磨礦濃度略低,60-70%為宜。分級溢流濃度應根據后續重選要求確定,一般在25-35%之間。
鋼球添加要堅持“補小球、少補大球”的原則。新裝球時按最大球徑配比,正常生產后主要補加較大直徑的球,但也要定期補充小球以填補空隙。鋼球單耗一般在每噸礦0.5-1.5公斤之間,具體取決于礦石硬度。棒磨機的鋼棒消耗約為每噸礦0.3-0.8公斤。
日常巡檢項目包括:磨機軸瓦溫度(不應超過60度)、電機電流、潤滑油壓力和流量、襯板螺栓是否松動、分級溢流有無跑粗。旋流器的沉砂嘴磨損會導致底流變粗,需要定期更換,一般壽命為1-3個月。高頻細篩的篩網破損會造成粗粒進入溢流,每次交接班應檢查篩面。
磨機襯板的更換周期通常為6-12個月。當襯板厚度磨損到原厚度的一半,或者出現局部破裂時就應該更換。更換襯板時注意螺栓的緊固力矩,使用防松墊圈。磨機停機超過4小時,應盤車90度,防止鋼球偏重導致筒體變形。
錫礦選礦廠磨礦分級工段的設備配置,需要根據具體的礦石嵌布粒度、硬度和處理量來定制。一段還是兩段、球磨還是棒磨、旋流器還是細篩,沒有絕對的對錯,只有適合不適合。如果手頭有礦石的磨礦試驗數據和單體解離度分析,可以更精確地確定磨礦細度和設備規格。