2
018年中国矿业科技大会
磨矿过程节能降耗原理及其工业应?
报告人:吴彩?教授、博士、博?
江西理工大学
江西省矿业工程重点实验室
2
018??0?
1
汇报提纲
一、磨矿过程能耗现?
二、影响能耗的因素
三、节能降耗理?
四、节能降耗措施与工业应用
五、结束语
2
一、磨矿过程能耗现?
?
1.磨矿装备
?
传统磨矿装备
半自磨机
球磨机(格子、溢流型?
棒磨?
3
一、磨矿过程能耗现?
?
1.磨矿装备
?
新型磨矿装备
轻松磨至
400目?00?
塔磨?
艾砂磨机
4
一、磨矿过程能耗现?
?
2.磨矿工艺
?
传统磨矿工艺
?
?
?
?
棒磨+球磨
一段闭路磨?
二段全闭路磨?
阶段磨矿阶段选别
采取什么磨矿工艺,
取决于矿石性质、嵌
布粒度和处理量大?
5
一、磨矿过程能耗现?
?
2.磨矿工艺
?
新型磨矿工艺
?
?
?
?
SAB
SAB+再磨
SAB+塔磨
球磨+艾砂?
根据不同的磨矿装备,
可以搭配n种磨矿工?
6
一、磨矿过程能耗现?
?
3.磨矿过程能?
磨矿目标?
200?5%
-
7
一、磨矿过程能耗现?
?
3.磨矿过程能?
?
?
?
电耗:磨矿电耗占50~60%
钢耗:钢球消?.5~1.5kg/t
材耗:衬板磨耗平均为 0.25 kg/t ,寿?~9个月
8
汇报提纲
一、磨矿过程能耗现?
二、影响能耗的因素
三、节能降耗理?
四、节能降耗措施与工业应用
五、结束语
9
二、影响能耗的因素
?
1.内因
?矿石性质:硬度、粒度差异,矿物磨碎速率不一致?
100
8
6
4
2
0
0
0
0
0
1
1
1
1
00C
00M
00Q
00Cu
0.1
1
10
100
Particle size (mm)
A*b
D
10
二、影响能耗的因素
?
2.外因:很多,归纳为三?
?磨矿机、分级机的规格大?
经验:小磨机更好控制粒度组成,与分级设备类型相关
?
分级设备:水力旋流器
分级设备:螺旋分级机
11
二、影响能耗的因素
?.外因:很多,归纳为三?
?
?磨矿-分级回路结构工艺参数(磨矿工艺)
?
?
一段磨矿、二段磨矿、阶段磨矿、SAB、SAB+再磨
工业反馈:磨不细(欠磨)、磨得太细(过磨?
分级溢流
皮带给矿
一段排?
分级沉砂
12
二、影响能耗的因素
?.外因:很多,归纳为三?
③ 磨矿-分级回路运行工艺参数
?
?
球磨机:磨矿浓度、转速、衬板类型、充填率
分级机:分级浓度、螺旋转速、叶片磨损程度、给矿压
力、返砂量(返砂比?
?
?
?
磨矿介质类型:钢球、钢棒、钢锻、纳米陶瓷球
磨机装补球制度:钢球大小、比例;钢球材质
操作:取决于操作工人习惯
?
运行工艺参数直接反映磨矿过程中电耗、钢耗、材耗、投
资与维护成本的高低,受选矿厂日常重视和关注?
13
汇报提纲
一、磨矿过程能耗现?
二、影响能耗的因素
三、节能降耗理?
四、节能降耗措施与工业应用
五、结束语
14
三、节能降耗理?
?
1.内因理论基础:顺应矿石性质差异,降低入磨粒?
?
入磨粒度降至5-6mm,能耗最低《碎矿与磨矿?
60
50
40
30
20
10
0
60
50
40
30
20
10
0
1
7
5
2
1
00M
5M25Q
0M50Q
5M75Q
00Q
0
1
2
3
4
5
Ecs kWh/t
0
.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5
100M
100Q 100C
100Cu
Ecs(kwh/t)
15
三、节能降耗理?
?
1.内因理论基础:顺应矿石性质差异,降低入磨粒?
?
多碎少磨,以碎代?
?
?
细筛:耐磨橡胶筛网
耐磨聚氨酯筛?
细碎:HP型系列破碎机
CH型系列破碎机
16
三、节能降耗理?
?
1.内因理论基础:顺应矿石性质差异,降低入磨粒?
?
入磨粒度破碎?mm以下
D<1000mm
?
高压辊磨技?
已经非常成熟?
设计、运行?
原矿
细碎?
中碎?
粗碎?
?
装备、服务!
③支持国产!
D<12mm
高压辊磨?
D<6mm
17
三、节能降耗理?
?
2.外因:磨?分级回路运行工艺优化
?
理论基础
?
?
?
球径理论计算公式
破碎统计力学原理
转移概率
18
三、节能降耗理?
?
一些理论与实践研究成果
19
三、节能降耗理?
?
2.外因:磨?分级回路运行工艺优化
?
理论基础,重点解?个问?
?
?
?
磨矿-分级回路中的粒度优化分布
减轻过粉碎问题(提高回收率)
磨矿-分级过程中的节能降?
?
实现方法
?
?
研磨介质合理选型
精确化钢球尺寸计?
20
三、节能降耗理?
钢诺新材料股?
有限公司
?
研磨介质合理选型1.耐磨钢球
二段?
21
三、节能降耗理?
?
研磨介质合理选型2.棒与钢锻
二段?
钢诺新材料股?
有限公司
22
三、节能降耗理?
?
研磨介质选型3.异性介?
?
研磨介质选型4.非铁磨矿介质
?
?
?
?
?
氧化锆球
高铝?
景德镇百特威尔新
材料有限公司
纳米陶瓷?
鹅卵?
顽石
23
三、节能降耗理?
?.研磨介质的磨矿性能比较:钢?VS 钢球
24
三、节能降耗理?
?.研磨介质的磨矿性能比较:纳米陶瓷球VS 钢球
25
三、节能降耗理?
?.研磨介质的磨矿性能比较:纳米陶瓷球VS 钢球
对铁矿,在磨至相同的细?
下,采用纳米陶瓷球的能耗比?
球下?.254kwh/t,下降幅度为
7
9.38%?
对铅锌矿,在磨至相同的细度
下,采用纳米陶瓷球的能耗比?
0.066 0.14
0.32 0.36
球下?.22kwh/t,下降幅度为
6
1.11%?
26
三、节能降耗理?
?
3.研磨介质的磨矿性能比较?
提高1.065
个百分点
纳米陶瓷球VS 钢球
下降36.94%
下降75%
27
三、节能降耗理?
?
4. 磨矿-分级回路运行工艺优化效果
?
四提四降
?
提高磨机处理?
降低电?
?
?
?
提高单体解离?
降低球?
提高易选合格粒级含?
提高精矿品位和回收率
降低衬板消?
降低球磨机噪音
?
已经在工业上得到了广泛应用?
28
汇报提纲
一、磨矿过程能耗现?
二、影响能耗的因素
三、节能降耗理?
四、节能降耗措施与工业应用
五、结束语
29
四、节能降耗措施与工业应用
以柿竹园公司选矿厂为?
1. 千吨选厂(1600t/d+)
?
1) 磨矿-分级工艺流程
入磨?
格子型球磨机
螺旋分级?
水力旋流?
溢流型球磨机
典型二段全闭路磨?
选矿
30
四、节能降耗措施与工业应用
?) 磨矿-分级回路存在的问?
入磨?
?
一段磨排矿γ-10μm?0.42%,二
格子型球磨机
螺旋分级?
段磨排矿γ-10μm?3.15%,二段水
力分级溢流?10μm?6.30%?
?
二段分级溢流?10μm产品中?
成的金属损失率为28.93%?
衬板使用寿命只有7~8个月?
水力旋流?
溢流型球磨机
选矿
?
31
四、节能降耗措施与工业应用
?
3) 磨矿?级回路优化的实施效果
工业试验前后二段分级溢流产品分布特性对?%
对比指标
γ-10μm
试验?
16.30
82.72
86.27
试验?
9.54
提高或降低幅?
降低6.76个百分点
提高0.72个百分点
提高0.62个百分点
加粗7.39μm
γ0.1mm~10μm
γ-74μm
83.44
86.89
43.60
D
3
6.21
μm
32
四、节能降耗措施与工业应用
?
3) 磨矿?级回路优化后节能降耗实施效?
衬板使用寿命
(月?
功耗(kwh/t)钢耗(kg/t?
节能降耗指
?
磨机处理能力
(t/h?
一段磨+二段
?
一段磨
一段磨
试验?
试验?
21.67
20.56
1.11
0.63
0.50
0.12
8
32
14
36~38
降低幅度
延长6
提高4~6t/h
33
四、节能降耗措施与工业应用
2. 两千吨选厂
?
1) 磨矿-分级工艺流程
34
四、节能降耗措施与工业应用
?
2) 磨矿?级回路优化的实施效果
一段磨给矿平均粒度6~7mm,优化前?.10mm,略有变粗?
磨矿-分级回路中的粒度分布对比
一段球
磨排?
螺旋?
级返?
螺旋?
级溢?
二段?
磨排?
水力?
流沉?
水力旋流
溢流
对比指标
优化?
28.00
30.51
5.85
7.74
9.46
0.75
2.44
8.86
9.84
52.56
51.39
5.99
30.39
35.26
4.39
19.44
18.43
1.67
81.36
81.67
13.82
11.03
75.87
78.51
γ-74μm
优化?
优化?
优化?
优化?
优化?
γ-10μm
4.60
6.14
4.10
2.79
28.17
32.67
53.32
55.75
39.65
47.63
29.07
31.66
γ100~10μm
效果:磨?分级回路中粒度分布更加合理?
35
四、节能降耗措施与工业应用
?
2) 磨矿?级回路优化的实施效果
磨矿-分级效率优化前后对比
返砂?
C
质效?量效?
η E
q-
200
/t/m3.h
磨矿回路
分级设备
优化?121.22
优化?102.90
优化?465.48
优化?283.58
55.07 84.85
59.44 84.69
42.61 47.34
52.49 61.10
1.11
1.17
1.31
1.36
一段球?
分级回路
螺旋分级
?
二段球磨-
分级回路
水力旋流
?
效果:水力旋流器的质效率和量效率均分别提?.88?
13.76个百分点,返砂比下降幅度39.08%?
36
四、节能降耗措施与工业应用
?
2) 磨矿?级回路优化的实施效果
二段分级溢流产品质量优化前后对比
处理?
t/h
细度
γ-74μm
易选粒?
γ0.1~10μm
过粉?
γ-10μm
调试时间?
工业试验?
90
81.36
81.67
75.87
78.51
13.82
11.03
2
014?
9
1
6
.24-7.2
定性描?
与试验前比较)
略提?
1t/h
基本
不变
提高
2.64%
降低
2.79%
(
效果:分级溢流产品质量大为改善?
37
四、节能降耗措施与工业应用
?
3) 磨矿?级回路优化的节能降耗效?
?
节约单位电?.45kwh/t,折合降低磨矿成?.27?t?
?
?
节约钢球消?.18kg/t,折合降低磨矿成?.26?t?
衬板使用寿命可延?~4个月,折合降低磨矿成?
0.13~0.26?t?
磨矿成本降低1.66~1.93?t
38
四、节能降耗措施与工业应用
3. 千吨选厂?+1”优?
2
+2 系统相互独立?
39
四、节能降耗措施与工业应用
?
1)改造后2+1磨矿-分级工艺流程
2
+1 系统相互关联?
40
四、节能降耗措施与工业应用
?
2?+1流程的理论计?
处理?t
36.00
名称
细度%
一段磨机体?m^3
二段磨机体积/m^3
旋流器给矿细?%
一段球磨机给矿细度/%
合并溢流细度/%
预先分级沉砂重量/t
检查分级沉砂重?t
螺旋分级机工?
返砂?%
18.50
18.50
52.67
8.95
53.65
39.22
53.72
原矿
8.52
一段返?
一段排?
一段溢?
二段沉砂
二段排矿
二段溢流
13.74
30.38
53.65
29.80
51.91
82.19
水力旋流器工?
8.92
12.01
97.77
返砂?%
质效?%
量效?%
129.08
51.69
68.12
质效?%
量效?%
一段磨机工?
一段磨机利用系?t/h•m^3
一段磨机处理量/t
二段磨机工况
二段磨机利用系数/t/h•m^3
二段磨机处理?t
0.81
39.21
0.86
92.94
一段磨?分级回路利用系数
/t/h•m^3
二段磨机-分级回路利用系数
/t/h•m^3
0
.88
2.04
41
四、节能降耗措施与工业应用
?
4?+1工艺调整后参数计?
处理?t
一段磨机体?m^3
二段磨机体积/m^3
旋流器给矿细?%
一段球磨机给矿细度/%
合并溢流细度/%
预先分级沉砂重量/t
检查分级沉砂重?t
螺旋分级机工?
返砂?%
36.00
18.50
18.50
46.67
11.05
55.00
30.00
60.00
名称
原矿
细度%
8.52
一段返?
13.74
35.00
55.00
20.00
40.00
80.00
一段排?
一段溢?
二段沉砂
二段排矿
二段溢流
水力旋流器工?
返砂?%
质效?%
94.07
45.30
80.97
125.00
59.52
76.19
质效?%
量效?%
量效?%
一段磨机工?
二段磨机工况
二段磨机利用系数/t/h•m^3
二段磨机处理?t
一段磨机利用系?t/h•m^3
一段磨机处理量/t
一段磨?分级回路利用系数
0.86
69.87
0.97
90.00
二段磨机-分级回路利用系数
/t/h•m^3
0
.90
2.34
/
t/h•m^3
42
四、节能降耗措施与工业应用
?
5?+1工业调式过程
?
2+2螺旋分级机溢流细度最大化调节
?
?
2+1磨矿系统初合?
2+1磨矿系统再合?
?
?
2+1磨矿系统运行
2+1磨矿系统稳定运行
43
四、节能降耗措施与工业应用
?
6?+1磨矿系统如何调试?
一段磨?分级回路调稳定且固化
44
四、节能降耗措施与工业应用
?
6?+1磨矿系统如何调试?
二段磨矿-分级回路动态调?
45
四、节能降耗措施与工业应用
?
7?+1 实施效果
磨矿效率优化前后对比
一段球?
二段球磨
运行
工况
处理
能力
新生γ-74μm
q-200 /t/m3.h
q-200 /t/m3.h
新生γ-74μm /%
/
%
1
#
36.5
36.5
36
0.99
1.09
0.86
0.93
29.09
26.68
25.87
24.20
-
-
改造前
0.84
2.33
0.99
12.90
17.21
11.51
2
#
改造前
35.29
效果:二段磨机利用系数比改造前总和还多0.50 t/m3·h ?
46
四、节能降耗措施与工业应用
?
7?+1 实施效果
分级效率优化前后对比
螺旋分级?/%
水力旋流?/%
质效率?
运行
工况
量效?
E
C1
质效率?
量效率E
C2
1
#
72.64
107.78
70.08
53.62
60.83
45.49
51.31
90.53
87.57
88.39
83.22
-
-
-
改造前
141.86
122.36
236.49
42.03
59.28
43.35
59.25
75.85
52.14
2
#
改造前
102.32
效果:分级质效率提高17个百分点以上,分级量效率提高16?
百分点以上?
47
四、节能降耗措施与工业应用
钨金属量分布前后对比
改造前1#
改造前2#
2+1(磁选给矿)
级别
mm
/
γ
%
0.74
βWO3 εWO3
/%
0.08
12.18 0.08
8.99 0.12
γ
/%
1.16
βWO3 εWO3
/%
0.08
2.74 11.59 0.08
3.04 8.59 0.12
γ
/%
βWO3 εWO3
/% /%
/
/%
0.17
/%
0
0
.3~0.20
.2~0.10
.10~0.074
0.25
2.50
2.78
0.57 0.081 0.12
9.56 0.081 2.07
9.06 0.092 2.23
0
0
0
.074~0.037 29.44 0.44 36.49 30.15 0.46 37.44 25.59 0.43 29.48
.037~0.019 12.35 0.44 15.31 13.02 0.44 15.47 21.80 0.48 28.04
0
.019~0.01 11.24 0.42 13.30 11.54
0.4
12.46 12.27 0.45 14.79
-0.01 25.05 0.41 28.93 23.95 0.45 29.10 21.16 0.41 23.25
合计
100
0.36
100
100
0.37
100
100
0.37
100
ε100-10μm
68.14
68.15
74.55
ε10μm
28.93
29.10
23.25
效果:钨金属分布率提?.40个百分点,过粉碎粒级产率中钨金属分布
率降?.77个百分点?
48
四、节能降耗措施与工业应用
?
8?+1 实施产生的经济效?
?
选矿?#机组二段磨机、砂泵、水力旋流器停运,减?
了备品、备件的用量和维护成本?
?
电耗降低:P:280kw,节?44.14万元/?
?
钢耗降低:每天节约钢球0.33t,节?6.23万元/?
折合降低磨矿成本3.88?t?
?
49
汇报提纲
一、磨矿过程能耗现?
二、影响能耗的因素
三、节能降耗理?
四、节能降耗措施与工业应用
五、结束语
50
五、结束语
?
1、磨矿作业在选矿厂的地位
长期得不到重视!
不就是粒度减小的过程嘛!
不知如何重视?
?
?
?
?
认为没有必要开展科研??
?
应该给予重视?
?
科研投入远远低于产出!(浮选效
果同步改善)
51
五、结束语
?
2、课题组粉碎实验条件
?
江西省矿业工程重点实验室
?
建有JKDWT、功指数球磨机、粉体综合特性测试仪?
JKSimMet等矿物粉碎的能耗测试和分析软件平台
?
各种规格的颚式破碎机、对辊机、锥形球磨机、棒磨机
再磨机、立式搅拌磨机、ROCKLABS破碎机和筛分?
等矿物粉碎的能耗测试平?
建有1t/d的磨?浮?重选中试车间;
?
?
52
五、结束语
?
3、课题组服务典型矿山
?
?
?
江铜集团银山矿业
紫金矿业
?
?
?
湖南柿竹园公?
南京梅山铁矿
金堆城钼?
广东大尖山铅锌矿
?
广东大宝山矿
?湖南黄沙坪矿
53
五、结束语
?
4、与课题组建立战略合作关系的公司
?
?
?
?
中国瑞林工程技术有限公?
河北钢诺新材料股份有限公司(耐磨球供应商?
景德镇百特威尔新材料有限公司(纳米陶瓷球供应商)
浙江艾领创科技有限公司(艾砂磨供应商)
•我们课题组愿为矿山企业贡献绵薄之力?
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致谢
感谢国家自然科学基金(№51764015)资?
55
2
018年中国矿业科技大会
联系方式?
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吴彩?二级教授、博士、博?
wushirle@sina.com;
13807916942, 13970145667
江西理工大学资源与环境工程学?
请各位专家批评指正!
谢谢?
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