2 018年中國刺激窩在線視頻科技大會 磨礦過程節能降耗原理及其工業應用 報告人：吳彩斌 教授、博士、博導 江西理工大學 江西省刺激窩在線視頻工程重點實驗室 2 018年8月10日 1 匯報提綱 一、磨礦過程能耗現狀 二、影響能耗的因素 三、節能降耗理論 四、節能降耗措施與工業應用 五、結束語 2 一、磨礦過程能耗現狀 1.磨礦裝備 傳統磨礦裝備 半自磨機 球磨機（格子、溢流型） 棒磨機 3 一、磨礦過程能耗現狀 1.磨礦裝備 新型磨礦裝備 輕松磨至 400目、600目 塔磨機 艾砂磨機 4 一、磨礦過程能耗現狀 2.磨礦工藝 傳統磨礦工藝 棒磨+球磨 一段閉路磨礦 二段全閉路磨礦 階段磨礦階段選別 采取什么磨礦工藝， 取決于礦石性質、嵌 布粒度和處理量大小 5 一、磨礦過程能耗現狀 2.磨礦工藝 新型磨礦工藝 SAB SAB+再磨 SAB+塔磨 球磨+艾砂磨 根據不同的磨礦裝備， 可以搭配n種磨礦工藝 6 一、磨礦過程能耗現狀 3.磨礦過程能耗 磨礦目標： 200目65% - 7 一、磨礦過程能耗現狀 3.磨礦過程能耗 電耗：磨礦電耗占50~60% 鋼耗：鋼球消耗0.5~1.5kg/t 材耗：襯板磨耗平均為 0.25 kg/t ，壽命3~9個月 8 匯報提綱 一、磨礦過程能耗現狀 二、影響能耗的因素 三、節能降耗理論 四、節能降耗措施與工業應用 五、結束語 9 二、影響能耗的因素 1.內因 礦石性質：硬度、粒度差異，礦物磨碎速率不一致。 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、影響能耗的因素 2.外因：很多，歸納為三點 ① 磨礦機、分級機的規格大小 經驗：小磨機更好控制粒度組成，與分級設備類型相關 分級設備：水力旋流器 分級設備：螺旋分級機 11 二、影響能耗的因素 2.外因：很多，歸納為三點 ② 磨礦-分級回路結構工藝參數（磨礦工藝） 一段磨礦、二段磨礦、階段磨礦、SAB、SAB+再磨 工業反饋：磨不細（欠磨）、磨得太細（過磨） 分級溢流 皮帶給礦 一段排礦 分級沉砂 12 二、影響能耗的因素 2.外因：很多，歸納為三點 ③ 磨礦-分級回路運行工藝參數 球磨機：磨礦濃度、轉速、襯板類型、充填率 分級機：分級濃度、螺旋轉速、葉片磨損程度、給礦壓 力、返砂量（返砂比） 磨礦介質類型：鋼球、鋼棒、鋼鍛、納米陶瓷球 磨機裝補球制度：鋼球大小、比例；鋼球材質 操作：取決于操作工人習慣 運行工藝參數直接反映磨礦過程中電耗、鋼耗、材耗、投 資與維護成本的高低，受選礦廠日常重視和關注。 13 匯報提綱 一、磨礦過程能耗現狀 二、影響能耗的因素 三、節能降耗理論 四、節能降耗措施與工業應用 五、結束語 14 三、節能降耗理論 1.內因理論基礎：順應礦石性質差異，降低入磨粒度 入磨粒度降至5-6mm，能耗最低《碎礦與磨礦》 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、節能降耗理論 1.內因理論基礎：順應礦石性質差異，降低入磨粒度 多碎少磨，以碎代磨 細篩：耐磨橡膠篩網 耐磨聚氨酯篩網 細碎：HP型系列破碎機 CH型系列破碎機 16 三、節能降耗理論 1.內因理論基礎：順應礦石性質差異，降低入磨粒度 入磨粒度破碎至5mm以下 D<1000mm ① 高壓輥磨技術 已經非常成熟！ 設計、運行、 原礦 細碎機 中碎機 粗碎機 ② 裝備、服務！ ③支持國產！ D<12mm 高壓輥磨機 D<6mm 17 三、節能降耗理論 2.外因：磨礦-分級回路運行工藝優化 理論基礎 球徑理論計算公式 破碎統計力學原理 轉移概率 18 三、節能降耗理論 一些理論與實踐研究成果 19 三、節能降耗理論 2.外因：磨礦-分級回路運行工藝優化 理論基礎，重點解決3個問題 磨礦-分級回路中的粒度優化分布 減輕過粉碎問題（提高回收率） 磨礦-分級過程中的節能降耗 實現方法 研磨介質合理選型 精確化鋼球尺寸計算 20 三、節能降耗理論 鋼諾新材料股份 有限淫蕩熟女 研磨介質合理選型1.耐磨鋼球 二段磨 21 三、節能降耗理論 研磨介質合理選型2.棒與鋼鍛 二段磨 鋼諾新材料股份 有限淫蕩熟女 22 三、節能降耗理論 研磨介質選型3.異性介質 研磨介質選型4.非鐵磨礦介質 氧化鋯球 高鋁球 景德鎮百特威爾新 材料有限淫蕩熟女 納米陶瓷球 鵝卵石 頑石 23 三、節能降耗理論 3.研磨介質的磨礦性能比較：鋼鍛 VS 鋼球 24 三、節能降耗理論 3.研磨介質的磨礦性能比較：納米陶瓷球VS 鋼球 25 三、節能降耗理論 3.研磨介質的磨礦性能比較：納米陶瓷球VS 鋼球 對鐵礦，在磨至相同的細度 下，采用納米陶瓷球的能耗比鋼 球下降0.254kwh/t，下降幅度為 7 9.38%。 對鉛鋅礦，在磨至相同的細度 下，采用納米陶瓷球的能耗比鋼 0.066 0.14 0.32 0.36 球下降0.22kwh/t，下降幅度為 6 1.11%。 26 三、節能降耗理論 3.研磨介質的磨礦性能比較： 提高1.065 個百分點 納米陶瓷球VS 鋼球 下降36.94% 下降75% 27 三、節能降耗理論 4. 磨礦-分級回路運行工藝優化效果 四提四降 提高磨機處理量 降低電耗 提高單體解離度 降低球耗 提高易選合格粒級含量 提高精礦品位和回收率 降低襯板消耗 降低球磨機噪音 已經在工業上得到了廣泛應用。 28 匯報提綱 一、磨礦過程能耗現狀 二、影響能耗的因素 三、節能降耗理論 四、節能降耗措施與工業應用 五、結束語 29 四、節能降耗措施與工業應用 以柿竹園淫蕩熟女選礦廠為例 1. 千噸選廠(1600t/d+) 1) 磨礦-分級工藝流程 入磨礦 格子型球磨機 螺旋分級機 水力旋流器 溢流型球磨機 典型二段全閉路磨礦 選礦 30 四、節能降耗措施與工業應用 2) 磨礦-分級回路存在的問題 入磨礦 一段磨排礦γ-10μm為10.42%，二 格子型球磨機 螺旋分級機 段磨排礦γ-10μm為13.15%，二段水 力分級溢流γ-10μm為16.30%； 二段分級溢流中-10μm產品中造 成的金屬損失率為28.93%； 襯板使用壽命只有7~8個月。 水力旋流器 溢流型球磨機 選礦 31 四、節能降耗措施與工業應用 3) 磨礦分-級回路優化的實施效果 工業試驗前后二段分級溢流產品分布特性對比/% 對比指標 γ-10μm 試驗前 16.30 82.72 86.27 試驗后 9.54 提高或降低幅度 降低6.76個百分點 提高0.72個百分點 提高0.62個百分點 加粗7.39μm γ0.1mm~10μm γ-74μm 83.44 86.89 43.60 D 3 6.21 μm 32 四、節能降耗措施與工業應用 3) 磨礦分-級回路優化后節能降耗實施效果 襯板使用壽命 （月） 功耗（kwh/t）鋼耗（kg/t） 節能降耗指 標 磨機處理能力 （t/h） 一段磨+二段 磨 一段磨 一段磨 試驗前 試驗后 21.67 20.56 1.11 0.63 0.50 0.12 8 32 14 36~38 降低幅度 延長6 提高4~6t/h 33 四、節能降耗措施與工業應用 2. 兩千噸選廠 1) 磨礦-分級工藝流程 34 四、節能降耗措施與工業應用 2) 磨礦分-級回路優化的實施效果 一段磨給礦平均粒度6~7mm，優化前為6.10mm，略有變粗。 磨礦-分級回路中的粒度分布對比 一段球 磨排礦 螺旋分 級返砂 螺旋分 級溢流 二段球 磨排礦 水力旋 流沉砂 水力旋流 溢流 對比指標 優化前 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 優化后 優化前 優化后 優化前 優化后 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：磨礦-分級回路中粒度分布更加合理。 35 四、節能降耗措施與工業應用 2) 磨礦分-級回路優化的實施效果 磨礦-分級效率優化前后對比 返砂比 C 質效率 量效率 η E q- 200 /t/m3.h 磨礦回路 分級設備 優化前 121.22 優化后 102.90 優化前 465.48 優化后 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 一段球磨- 分級回路 螺旋分級 機 二段球磨- 分級回路 水力旋流 器 效果：水力旋流器的質效率和量效率均分別提高9.88和 13.76個百分點，返砂比下降幅度39.08%。 36 四、節能降耗措施與工業應用 2) 磨礦分-級回路優化的實施效果 二段分級溢流產品質量優化前后對比 處理量 t/h 細度 γ-74μm 易選粒級 γ0.1~10μm 過粉碎 γ-10μm 調試時間段 工業試驗前 90 81.36 81.67 75.87 78.51 13.82 11.03 2 014年 9 1 6 .24-7.2 定性描述 與試驗前比較) 略提高 1t/h 基本 不變 提高 2.64% 降低 2.79% ( 效果：分級溢流產品質量大為改善。 37 四、節能降耗措施與工業應用 3) 磨礦分-級回路優化的節能降耗效果 節約單位電耗0.45kwh/t，折合降低磨礦成本0.27元/t。 節約鋼球消耗0.18kg/t，折合降低磨礦成本1.26元/t。 襯板使用壽命可延長2~4個月，折合降低磨礦成本 0.13~0.26元/t。 磨礦成本降低1.66~1.93元/t 38 四、節能降耗措施與工業應用 3. 千噸選廠“2+1”優化 2 +2 系統相互獨立！ 39 四、節能降耗措施與工業應用 1）改造后2+1磨礦-分級工藝流程 2 +1 系統相互關聯！ 40 四、節能降耗措施與工業應用 2）2+1流程的理論計算 處理量/t 36.00 名稱 細度% 一段磨機體積/m^3 二段磨機體積/m^3 旋流器給礦細度/% 一段球磨機給礦細度/% 合并溢流細度/% 預先分級沉砂重量/t 檢查分級沉砂重量/t 螺旋分級機工況 返砂比/% 18.50 18.50 52.67 8.95 53.65 39.22 53.72 原礦 8.52 一段返砂 一段排礦 一段溢流 二段沉砂 二段排礦 二段溢流 13.74 30.38 53.65 29.80 51.91 82.19 水力旋流器工況 8.92 12.01 97.77 返砂比/% 質效率/% 量效率/% 129.08 51.69 68.12 質效率/% 量效率/% 一段磨機工況 一段磨機利用系數/t/hm^3 一段磨機處理量/t 二段磨機工況 二段磨機利用系數/t/hm^3 二段磨機處理量/t 0.81 39.21 0.86 92.94 一段磨機-分級回路利用系數 /t/hm^3 二段磨機-分級回路利用系數 /t/hm^3 0 .88 2.04 41 四、節能降耗措施與工業應用 4）2+1工藝調整后參數計算 處理量/t 一段磨機體積/m^3 二段磨機體積/m^3 旋流器給礦細度/% 一段球磨機給礦細度/% 合并溢流細度/% 預先分級沉砂重量/t 檢查分級沉砂重量/t 螺旋分級機工況 返砂比/% 36.00 18.50 18.50 46.67 11.05 55.00 30.00 60.00 名稱 原礦 細度% 8.52 一段返砂 13.74 35.00 55.00 20.00 40.00 80.00 一段排礦 一段溢流 二段沉砂 二段排礦 二段溢流 水力旋流器工況 返砂比/% 質效率/% 94.07 45.30 80.97 125.00 59.52 76.19 質效率/% 量效率/% 量效率/% 一段磨機工況 二段磨機工況 二段磨機利用系數/t/hm^3 二段磨機處理量/t 一段磨機利用系數/t/hm^3 一段磨機處理量/t 一段磨機-分級回路利用系數 0.86 69.87 0.97 90.00 二段磨機-分級回路利用系數 /t/hm^3 0 .90 2.34 / t/hm^3 42 四、節能降耗措施與工業應用 5）2+1工業調式過程 ① 2+2螺旋分級機溢流細度最大化調節 ② ③ 2+1磨礦系統初合攏 2+1磨礦系統再合攏 ④ ⑤ 2+1磨礦系統運行 2+1磨礦系統穩定運行 43 四、節能降耗措施與工業應用 6）2+1磨礦系統如何調試？ 一段磨礦-分級回路調穩定且固化 44 四、節能降耗措施與工業應用 6）2+1磨礦系統如何調試？ 二段磨礦-分級回路動態調節 45 四、節能降耗措施與工業應用 7）2+1 實施效果 磨礦效率優化前后對比 一段球磨 二段球磨 運行 工況 處理 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：二段磨機利用系數比改造前總和還多0.50 t/m3·h 。 46 四、節能降耗措施與工業應用 7）2+1 實施效果 分級效率優化前后對比 螺旋分級機 /% 水力旋流器 /% 質效率η 運行 工況 量效率 E C1 質效率η 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：分級質效率提高17個百分點以上，分級量效率提高16個 百分點以上。 47 四、節能降耗措施與工業應用 鎢金屬量分布前后對比 改造前1# 改造前2# 2+1（磁選給礦） 級別 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 合計 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：鎢金屬分布率提高6.40個百分點，過粉碎粒級產率中鎢金屬分布 率降低5.77個百分點。 48 四、節能降耗措施與工業應用 8）2+1 實施產生的經濟效益 選礦廠1#機組二段磨機、砂泵、水力旋流器停運，減少 了備品、備件的用量和維護成本。 電耗降低：P:280kw，節約144.14萬元/年 鋼耗降低：每天節約鋼球0.33t，節約76.23萬元/年 折合降低磨礦成本3.88元/t。 49 匯報提綱 一、磨礦過程能耗現狀 二、影響能耗的因素 三、節能降耗理論 四、節能降耗措施與工業應用 五、結束語 50 五、結束語 1、磨礦作業在選礦廠的地位 長期得不到重視！ 不就是粒度減小的過程嘛！ 不知如何重視？ 認為沒有必要開展科研？！ 應該給予重視？ 科研投入遠遠低于產出�。ǜ∵x效 果同步改善） 51 五、結束語 2、課題組粉碎實驗條件 江西省刺激窩在線視頻工程重點實驗室 建有JKDWT、功指數球磨機、粉體綜合特性測試儀、 JKSimMet等礦物粉碎的能耗測試和分析軟件平臺 各種規格的顎式破碎機、對輥機、錐形球磨機、棒磨機 再磨機、立式攪拌磨機、ROCKLABS破碎機和篩分機 等礦物粉碎的能耗測試平臺 建有1t/d的磨礦-浮選-重選中試車間； 、 52 五、結束語 3、課題組服務典型刺激窩在線視頻免費視頻 江銅集團銀山刺激窩在線視頻 紫金刺激窩在線視頻 湖南柿竹園淫蕩熟女 南京梅山鐵礦 金堆城鉬業 廣東大尖山鉛鋅礦 廣東大寶山礦 湖南黃沙坪礦 53 五、結束語 4、與課題組建立戰略合作關系的淫蕩熟女 中國瑞林工程技術有限淫蕩熟女 河北鋼諾新材料股份有限淫蕩熟女（耐磨球供應商） 景德鎮百特威爾新材料有限淫蕩熟女（納米陶瓷球供應商） 浙江艾領創科技有限淫蕩熟女（艾砂磨供應商） 我們課題組愿為刺激窩在線視頻免費視頻企業貢獻綿薄之力！ 54 致謝 感謝國家自然科學基金（№51764015）資助 55 2 018年中國刺激窩在線視頻科技大會 聯系方式： 吳彩斌 二級教授、博士、博導 [email protected]; 13807916942, 13970145667 江西理工大學資源與環境工程學院 請各位專家批評指正！ 謝謝！ 56