KLM-630型立磨机在铁精矿细磨中的应用

周宏喜　卢世杰　袁树礼　何建成　孙小旭　刘佳鹏　姚建超

(1.北京矿冶研究总院；2.北矿机电科技有限责任公司)



KLM-630型立磨机在铁精矿细磨中的应用

周宏喜1，2卢世杰1，2袁树礼1，2何建成1，2孙小旭1，2刘佳鹏1，2姚建超1，2

(1.北京矿冶研究总院；2.北矿机电科技有限责任公司)

摘要介绍了立式螺旋搅拌磨机的基本结构和工作原理，重点阐述了装机功率为630 kW的KLM-630型立式螺旋搅拌磨机用于哈密西成矿业铁精矿再磨作业中的工艺概况。在给矿-38 μm占77%左右，磨矿浓度大于58%的条件下，最终产品-38 μm含量大于94%。立磨机溢流经1粗2精2扫反浮选工艺处理，获得了品位高于64%的铁精矿，精矿铁品位提高了4～6个百分点。KLM-630立磨机用于再磨作业可以有效提高矿物单体解离度，改善精矿品质，降低选厂生产成本。

关键词立式螺旋搅拌磨机铁精矿细磨单体解离浮选

随着钢铁行业的飞速发展，国内对铁矿石的需求量日益增加，随着高品位易选铁矿资源的逐渐开采，优质铁矿石资源短缺的问题日益突出。我国贫细杂类的难选铁矿石资源的储量较丰富，有用矿物的嵌布粒度细，依靠单一的磁选技术获得高品位铁精矿难度较大，采用再磨—反浮选的“提品脱硅”工艺是提高铁精矿品位的重要途径。

传统的卧式球磨机具有占地面积大、噪音高、效率低的缺点，尤其在再磨和细磨作业中能耗高、易过磨的缺点更加突出。立式螺旋搅拌磨机(简称“立磨机”)与球磨相比是一种高效的细磨设备，近年来在金属矿的再磨和细磨作业中广泛应用，同等生产条件下可比球磨机节约能耗30%～50%，还具有噪音低、占地面积小、介质消耗低、易于维护等优点。

1　立磨机的基本结构和工作原理

北矿机电科技有限责任公司自主开发的KLM型立磨机基本结构如图1所示，该机由主电机、减速机、支架、筒体和螺旋搅拌机构等组成。立磨机输入能量主要用于促使磨矿介质产生强烈的研磨和挤压作用，与传统卧式球磨机相比，大大减小了介质间因冲击作用产生的无用功和介质的破损率，既提高了有用功所占的比例又降低了介质损耗。立磨机适用的磨矿介质尺寸比球磨机小，介质间有效研磨表面积也大于球磨机，有利于增加磨矿介质和矿物颗粒的碰撞、研磨概率，更适合细磨。此外，矿物颗粒在垂直布置的立磨机筒体内依靠自身重力能够自然分级，粗颗粒沿着筒体和螺旋间的环形区内下沉，细颗粒在上升矿浆流的作用下进入磨机上部的分级区内并随着矿浆流从溢流口排出，有效避免了细颗粒的过磨。

图1　立磨机的结构1—主电机；2—减速机；3—支架一；4—支架二； 5—搅拌机构；6—筒体组件；7—基础

2　KLM-630型立磨机的应用

西成矿业公司对原矿经1粗2精1扫磁选工艺获得的铁品位57%以上的磁选精矿，采用立磨—反浮选的工艺进一步提品脱硅。

2.1工艺流程

磁选精矿粒度组成如表1所示。-74 μm粒级含量达97.65%，-38 μm粒级占77.25%，磁选精矿先进旋流器分级，将部分合格粒级提前分离避免过磨，合格的溢流产品进下一作业，沉砂进立磨机再磨。

表1　入磨物料粒度分析结果

立磨—反浮选工艺流程如图2所示。旋流器分级溢流经过浓缩后底流进入反浮选，反浮选作业采用1粗2精2扫的工艺获得最终的高品位铁精矿。图3为装机功率630 kW的KLM-630型立磨机在现场的照片。

图2　立磨—反浮选工艺流程

图3　KLM-630立磨机在铁矿细磨中的应用

2.2磨矿效果评价与分析2.2.1磨机的机械性能考察

KLM-630立磨机在带矿运行前先进行空载测试和清水带负载测试，图4为主要运载部件在带矿运行时的噪音测量数据。

图4表明，各运载部件噪音都低于规定值90 dB(A)。传统球磨机产生的噪音一般达100 dB(A)，甚至120 dB(A)，采用立磨机时的噪音明显降低，立磨机可以显著降低设备噪音，提高操作人员的工作舒适性。

图4　主要运转部件的噪音■—减速机；◆—主轴承箱；●—高速端联轴器；▲—低速端联轴器

图5为清水条件下不同介质充填率时主电机的电流与功率的关系。当介质充填率达到20%时，电机功率的增加幅度明显增大，介质充填率每增加1%，磨机输入功率增加约13 kW。此外，不同负载条件下停机后再启动性能测试结果表明立磨机可以再次实现满负荷启动，有效解决了停机后螺旋搅拌器被介质卡死难以启动的问题，从而避免在开机前卸出部分介质，显著提高设备作业率。

图5　介质充填率和电流及功率的对应关系●—功率；▲—电流

2.2.2磨矿指标评价

考察2015年5月—7月立磨机运行情况。磨矿系统各作业的细度和浓度分别见表2和表3，表4为浮选作业的指标。

表2　磨矿系统的入磨细度 %

表2～4可知：前两次带矿的指标均达到了设计要求，旋流器溢流-38μm含量均大于94%，浮选精矿铁品位大于65%；前两次旋流器的分级效率都明显高于第3次，说明浓度低有利于细粒级矿物的分级；当溢流细度增加，提高铁矿

表3　磨矿系统的入磨浓度 %

表4　浮选作业的选矿指标 %

的单体解离度有助于提高浮选的精矿品位。第3次带矿时立磨机排矿中-38 μm的新生粒级含量明显减小，磨矿效率下降，适当增加磨矿浓度有益于提高磨矿效率。

提高浮选的入料细度即提高有用矿物的单体解离度是铁精矿“提品脱硅”工艺的关键，只有当旋流器的给矿浓度控制在35%～40%，立磨机的磨矿浓度大于58%时，旋流器的溢流细度-38 μm大于94%，才能实现反浮选作业的铁精矿品位高于64%的目标。

3　结　论

立磨机与球磨机相比不仅占地面积小、噪音低、运行更平稳且物料在螺旋搅拌机构上的分级区内能自分级，合格粒级从溢流口及时排出，减少了过磨现象，显著提高磨矿效率。立磨机用于金属矿的再磨和细磨作业具有节能高效的特点，在提高矿物单体解离度、精矿品位和回收率、降低生产成本，保障矿产资源高效回收利用方面具有十分广阔的市场前景。

参考文献

[1]姚伟.铁矿选矿技术及其发展[J].中国高新技术企业,2015,36(12):149-150.

[2]孙炳泉,高春庆.国外某低品位微细粒磁铁矿石选矿工艺研究[J].金属矿山,2015(11):57-61.

[3]卢世杰,周宏喜,何建成，等.KLM型立式螺旋搅拌磨机的研究与应用[J].有色金属工程,2014(2):69-72.

[4]韩登峰,卢世杰,张跃军.介质大小及添加量对立磨机磨矿效果影响的研究[J].矿产保护与利用,2014(1):36-40.

[5]周宏喜,卢世杰,何建成.立磨机磨矿机理研究[J].中国矿业,2014(5):146-153.

(收稿日期2016-05-05)

周宏喜(1985—)，男，工程师，100160 北京市丰台区南四环西路188号。