立式螺旋搅拌磨矿机的研制及其在钼矿再磨擦洗作业中的应用

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1、72009年第1期有色金属(选矿部分)··23立式螺旋搅拌磨矿机的研制及其在钼矿再磨擦洗作业中的应用1222211张国旺,杨剑波,石德俊,王选毅,王彦锋,李自强,赵湘(1.长沙矿冶研究院,长沙410012;2.洛阳栾川钼业集团股份有限公司,河南栾川471500)摘要:介绍立式螺旋搅拌磨矿机(塔磨机)的基本结构和工作原理,采用计算机流场数值模拟技术与传统力学分析相结合的放大设计原则设计了大型立式螺旋搅拌磨矿机。着重叙述了该设备在钼矿再磨擦洗工艺流程中的应用,通过提高钼矿细度和清洁钼矿表面,进一步提高了钼矿的单体解离度,为浮选作业提供了

2、良好的选别环境,明显提高其精矿品位和回收率。工业实践证明立式螺旋搅拌磨矿机是一种性能优越的再磨、细磨和擦洗设备。关键词:立式螺旋搅拌磨矿机;钼矿;再磨;细磨;擦洗中图分类号:TD921.4;TD453文献标识码:A文章编号:1671-9492(2009)01-0023-04在矿物加工领域,常规普通卧式球磨机由于采用冲击粉磨方式进行磨矿,应用于矿物的细磨或超3细磨,能量利用率低,磨矿能耗费用是相当高的。立式螺旋搅拌磨矿机采用摩擦研磨施力为主的磨给料口矿,而摩擦研磨是细磨或超细磨矿最有效的粉磨方式,能量利用率高。随着搅拌球磨设备的大型化

3、和2搅拌球磨技术的不断完善,搅拌球磨机将在金属矿山再磨或细磨作业中越来越普遍应用。1溢流口1基本原理和技术特点4立式螺旋搅拌磨矿机的结构由筒体、螺旋搅拌器、传动装置和机架等组成,见图1。筒体内充满一定的磨矿介质(钢球、瓷球和砾石)。螺旋搅拌器经减速机驱动作缓慢旋转,磨矿介质和物料在筒图1立式螺旋搅拌磨矿机(塔磨机)体内作整体的多维循环运动和自转运动,物料在磨Fig.1Verticalspiralagitatingmill(Towermill)矿介质重量压力和螺旋回转产生的挤压力下利用摩1-筒体,2-螺旋搅拌器,3-传动装置,4-机座

4、擦、少量的冲击挤压和剪切被有效地粉磨。矿或尾矿,可搓洗有用矿物表面黏附的杂质,为浮选由于立式螺旋搅拌磨矿机具有独特的结构和工提供良好的选别环境,显著提高精矿品位和回收率。作参数,因此具有如下显著特点:分层研磨:在磨矿区域,介质表面压力是由磨剥离:粉磨作用以磨剥离为主,少量的冲击介质重量压力和离心运动产生的挤压力组成,因和剪切作用。这样可以保持物料原有晶格形状,充为转速低,介质表面压力可近似为介质重量压力。分利用能量有效研磨物料。因为在细磨和超细磨矿中,摩擦研磨磨矿是最有效的粉磨方式。介质重量介质压力=磨机横截面积擦洗:采用小介质球,

5、快速研磨浮选精矿、中基金项目:国家自然科学基金重点项目(50434010);国家科技部科研院所基金项目(NCSTE-2006-JKZX-039);国家“十一五”科技支撑计划项目(2006BAB11B07)。收稿日期:2008-09-28作者简介:张国旺(1963-),男,湖南宁乡人,博士,研究员。···24·有色金属(选矿部分)2009年第1期介质表面压力从磨机筒体由上到下逐渐增大,在介质充填的最底层磨矿作用最强烈。粗颗粒由于沉降在磨机筒体下部而得到有效磨矿。内部分级:湿法磨矿时,在介质充填之上是搅拌分级区域,物料按自然沉降和离心沉

6、降分级,减(a)盘式(b)棒式(c)螺旋式discagitatingmillpinagitatingmillspiralagitatingmill少了过粉磨。图3搅拌磨机(三种搅拌器)的垂直与转轴截面独有的介质运动规律:介质的均衡运动、介质上速度等值线图(300r/min)的多维运动和介质的自转运动把搅拌器传输的能量Fig.3Speedisolinebycrosssectioninverticalof均匀弥散地研磨物料。threekindsofmills(300r/min).2设计及结构优化由于影响立式螺旋搅拌磨矿机的磨矿过程因素很

7、多,例如被磨物料的性质和被磨物料所处的状态、期望的产品细度以及机械结构诸因素等。单纯从理论上进行设计还不太可能。我们采取的方法是:进行必要的理论分析和数值模拟分析,通过实验室磨机的大量试验,包括各种机型和物料的细磨再磨擦洗试验,结合选矿工艺精选的试验,再借鉴已经运转的磨机所获得的大量经验数据相结合,设盘式搅拌磨机备结构和参数不断优化和完善,经济地确定立式螺旋搅拌磨矿机的最佳基本结构和参数,然后进行机械设计。2.1立式螺旋搅拌磨矿机流场数值仿真分析采用计算机流场数值模拟技术与传统分析相结合的放大设计原则。首先根据传统分析,按应力强度、

8、能量输入放大原则,即从搅拌器结构、搅拌器轴功率和所需研磨滞留时间出发,按相似比例放大基准设计大型超细搅拌磨机的结构和工作参数,然后进行数值模拟,模拟出磨机内流场速度分布、速棒式搅拌磨机度梯度等相关信息,见图2,3,4。进行综合分析优化

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