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智慧半自磨

S A G MILL

磨矿设备是选矿工艺准备作业中的关键设备，其投资成本占选矿厂全部投资的 60% 以上，运营成本占选矿厂的 65%~70%。随着磨矿设备朝着大型化、智能化方向发展，选矿厂自磨机出现的问题也越来越多，如实际产量不及预期、衬板使用寿命短、钢球消耗高等。衬板是大型自磨机、半自磨机和球磨机的主要耗材，以 φ10.37 m×5.19 m半自磨机为例，衬板总质量超过 400 t，其中筒体衬板及部分排料衬板总质量超过 300 t，每年更换 3~5次，单台设备每年的衬板更换费用达数千万元。在磨矿生产作业中，衬板长期与矿石、钢球等发生冲击和研磨，同时还会受到矿浆的腐蚀，当衬板磨损达到一定程度后，磨矿效率降低，衬板本身也会由于厚度变薄而容易碎裂，衬板失效以后，筒体直接受到钢球和物料的冲击而损坏，因此衬板的磨损量需要重点监控，并做到定期更换衬板。

落地案例

一、某铜矿选矿厂SABC磨矿流程，Φ8.53×3.96m 大型半自磨机在生产时有明显的颗粒“空砸”衬板的爆裂声，衬板常有砸裂现象，衬板使用寿命约 2.8 个月。我们对该半自磨机进行优化，优化后的磨矿效率、衬板寿命及钢球消耗均降低。主要有：

降成本：节省的衬板消耗+电耗+钢耗（钢球直径从200降至130mm），约 1000万元

少停机：减少停机检修与换衬板的时间 >5天

提产能：从1.1万吨提升至 1.3万吨

增产值：根据实际提升的综合效果核算，该台磨机每年为选矿厂降本增效 >1亿元

简体衬板	处理能力(球径)	钢耗	停机频率	衬板使用寿命	功率	给水量
优化前	1.1万吨/天(200mm)	13吨/天	15天(检查衬板破碎)	约3个月	约4600kw	110m³/h
首次优化	1.1万吨/天(150mm)	8吨/天	30天(计划性停机检修)	约4.5个月	约4600kw	110m³/h
二次优化	1.3万吨/天(130mm)	7吨/天	30天(计划性停机检修)	约5个月	约4300kw	80m³/h

二、某铜矿选矿厂SABC磨矿流程上的 Φ8.53×4.27m 大型半自磨机在生产时有明显颗粒“空砸”衬板的爆裂声，衬板使用寿命约3个月，部分衬板因砸裂使用不到 1 个月，处理量为1万吨/天。优化后衬板使用寿命超过4个月，无衬板砸裂现象，产量提高到 1.1万吨/天，钢球直径从150mm降至130mm，并且钢球消耗降低12%，同时降低设备的耗电量。

我们的方案

依托于中南大学的半自磨机研究团队，针对选矿厂半自磨机磨矿生产迫切需要解决的问题，半自磨机项目组从2015年至今对半自磨机磨矿效率、衬板使用寿命、钢球消耗等方面进行了一系列的研究工作，一直致力于为选矿厂解决实际生产问题。主要通过理论分析、数值模拟及生产实际运行验证相结合，对半自磨机磨矿性能进行研究，研究工作包括：

1. 分析衬板的主要结构参数（包括提升条高度、角度、组数）及结构形式对磨矿效率的影响，获得最优的衬板参数组合及衬板结构

2. 分析半自磨机内部颗粒流轨迹，解决衬板对颗粒“夹持”、颗粒“空砸”衬板的问题，提高衬板使用寿命

3. 分析转速率、综合填充率对半自磨机磨矿性能的影响，得出合理的转速率及综合填充率

4. 对钢球直径大小对处理能力的影响进行分析，确定能满足生产需求的钢球直径

5. 分析格子衬板和提升器内颗粒流的运动规律，确定合理的格子板及提升器结构，解决矿石颗粒过磨问题

6. 分析半自磨衬板轴向磨损不均匀的影响因素，提出合理的解决方案

通过上述研究，半自磨机项目组已形成一套完整的半自磨机工艺参数优化解决方案和智能控制算法，以改善半自磨机磨矿效率低、衬板使用寿命短、钢球消耗高等问题；同时为衬板、格子板、提升器产品及半自磨机设计提供设计方法。

一、研发思路