9月 6, 2019
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磨矿技术问答

我们与美卓专家小组成员Alan Boylston、Suzy Lynch-Watson、Håkan Ståhlbröst和AndréVien就当今矿业企业面临的一些趋势和挑战展开了对话,目的是了解新的磨矿设备和技术对行业的影响。

Alan Boylston (AB) 工程工艺开发、销售总监
Suzy Lynch-Watson (SLW) 全球咨询与实验室主管
Håkan Ståhlbröst (HS) 磨机衬板全球应用支持经理
André Vien (AV) 工程博士、首席工艺工程师

问题:当今矿山企业面临的主要挑战是什么?

AB: 当前市场上矿山企业面临的一个主要挑战是,如何平衡增加的产量以满足日益增长的金属需求,以及世界各地矿石品位持续下降的事实。这意味着,为了保持目前的生产水平,矿山需要加工越来越多的原矿,这就需要额外的能源来提高产量。在许多情况下,这也意味着更大的设备投资和更高的运营成本。为了盈利,矿山必须全力以赴提高运营效率。

问题:为了应对这些挑战,行业有什么新的发展趋势?

AB: 随着生产需求的增加,越来越多企业开始选择各种不同的方案来降低能源成本。重要的是在整个工艺中寻找改进的机会,以找到降低成本的途径。在设备方面,应更开放地看待旧技术的新应用。例如,高压辊磨(HPGR)在石灰石、水泥和金伯利岩破碎作业中应用已久,但涉及硬矿石的应用相对较新。HPGR以其更高的能量利用效率,在某些应用中被视为替代传统磨矿的另一种选择。于2015年推出的美卓HRC3000标志着矿山行业的一次重大技术突破,其简单而坚固的设计能够最大程度地提高能量利用效率、开机率和可靠性。工艺改进也是我们越来越多地从客户那里听到的事实。矿山正在着眼于改善采挖面的爆破方法,以减小粗碎破碎机的给料粒度,以及优化磨机衬板,从而延长使用寿命和节约能源。我们还看到了数字化的趋势,许多矿山使用先进的工艺控制系统,以提高操作效率和减少能源消耗。所有这些方法都侧重于提高操作效率和更好地利用能源来降低成本。

HS: 我还想补充的是,有一种趋势是使用更少但更大的磨机来取代中小型磨机,以应对所需的大处理量。大型磨机需要快速和安全的维护保养,这一点我们会继续改进。然而,大型磨机也需要更多动能,因此我相信对效率的关注会增加。能源价格昂贵,而且在许多地区随着时间的推移会变得越来越昂贵。

问题:美卓在磨矿技术方面进行了哪些技术改进?

HS: 传统的卧式磨机通常不是特别节能。只有很小一部分的能量转化用于磨矿,剩余能量转换为衬板和钢球磨损、热量和噪音。在技术方面,除了发动机和驱动装置之外,对磨机本身所能做的事情不多,但通常我们可以更好地控制工艺。例如,带变速控制装置的磨机可以以所需的速度运行,并结合使用控制系统,能够根据磨机的重量和噪音等参数自动调节速度和给矿量。这样,就可以确保磨机始终以最有效的方式运行,这有助于降低能量消耗。

新型、更快的模拟工具也使我们能够确保磨机给矿有助于提高磨矿效率。以前的模拟需要花费很长时间,但现在我们可以模拟几乎所有大型磨机的设计。如果达到高效磨矿,那么每吨能耗就会减少。

SLW: 美卓一直在寻求改进磨矿工艺的方法,帮助客户实现提高设备开机率和降低运营成本的目标。美卓在磨机衬板上取得的最新进展得到了广泛关注,这就是由聚合物和钢制成的Metso Megaliner衬板。由于采用了‘skip row’设计,这款衬板使用的材料比以前更少,数量只有以前提升条数量的三分之二。采用这种设计,我们仍然可以达到相同的物料提升和钢球轨迹,但衬板的重量更轻,从而可增加给矿量;再加上优化设计,可以增加产量,在一些情况下,可以提高效率。

Megaliner™ - innovative mill liner made to improve worker safety, as grinding mills are made increasingly larger.

SLW: 除了产品之外,我们还进行了技术改进,将我们提供的许多服务结合起来,以找到有效的解决方案,帮助客户实现更低的能耗和更高的产量。这需要根据我们的产品,我们的工艺,测量仪表和控制专业知识,来提出最佳的服务组合,以满足客户的目标。例如,在要求评估一个特定磨矿回路表现不佳的原因时,我们会给出更全面的观点。“钻孔和爆破方法是否得到了优化?”和“进入选矿厂的矿石特性是否存在较大差异?”等问题也很重要。当然,需要评估磨机本身,但磨机前后的所有工艺步骤在提高磨矿回路的整体性能方面都起着重要的作用。

问题:您认为设备的设计和使用方式有什么发展趋势,特别是在处理量不断增加的情况下?

SLW: 我们看到的一个趋势是,矿山在设备选型方面会有不同的选择,以求在生产需求持续增长的情况下控制能量成本。例如,我们看到人们对美卓Vertimill搅拌磨矿技术很感兴趣,特别是在工厂需要额外的磨矿能力或希望实现磨矿粒度更细的情况下。过去,矿山会投资安装第二台球磨机,与现有的球磨机并联运转,以增加额外的产能,但这并不是一种节能的解决办法。JKMRC的Malcolm Powell和Sam Palandiandy最近的研究表明,与在第二段磨矿中增加球磨机来提高产量相比,使细磨vertimill来增加产量可以提高25%的能效。结论是,只看单个磨机或设备的性能并不总是正确的方法,而应该了解回路中所有不同设备的相互作用关系,以找到最节能的组合配置。归根结底,是找到正确的应用方法。

问题:美卓认为哪些磨矿方法不易采用,该如何克服这些问题?

AV: 需要记住的关键一点是,即使是最现代化和最新的设备,现场性能仍取决于设备的操作方式。我们的全球工艺优化团队访问了数百个选矿厂、考察了碎磨回路、评估了设备配置,并寻求能量效率或处理量方面的改进。我们遇到的大多数工艺瓶颈不是由设备本身造成的,而是由碎磨设备配置或操作方式导致的。四个最常见问题在于磨机所用的磨矿介质、磨机速度和衬板角度的配合、过分依赖与生产有关的经验法则,以及采场与选矿厂之间缺乏沟通。

问题:您能给我们举几个例子吗?

AV:从磨矿介质的角度来看,我们遇到的情况是,钢球太大,无法达到预期的磨矿效果。结果是衬板和钢球的磨损率都很高,而且能量的使用效率很低。你也可能遇到过开裂或磨损的劣质钢球,导致圆盘状磨矿介质无法在磨机内滚动。这种介质消耗了磨机的容积和功率,但由于钢球的运动,磨矿效率很低。所有这些因素加在一起,造成能源利用效率低下。解决这个问题的办法是进行持续的计算,以确保使用最佳尺寸的磨矿介质,并密切关注介质质量。

Metso offers a unique combination of quality grinding media manufacturing, unmatched expertise of the grinding process and grinding optimization services.

若磨机速度与衬板角度配合不正确,经常会发生钢球运动轨迹过高,导致衬板和钢球本身损坏的情况。监测问题的方法是设法更好地了解设备内部的情况。这可以通过多种方式实现。一种方法是使用声学技术(例如美卓SmartEarTM OCS)监测磨机内的噪音等级,该技术测量磨机内钢对钢的冲击。通过测量磨机内部的噪音等级,可以调节磨机速度,以补偿并使其恢复正常,从而提高磨矿效率和降低能耗。

我们还会遇到工厂过于依赖经验法则或惯性思维、而没有深入考虑问题的情况。例如,人们经常认为增加功率就会提高产量。但是,如果问题不在于磨机转速,而是矿浆池的问题呢?在这种情况下,这不是转速效率问题,而是泵送效率的问题。要纠正这个问题,将径向排矿改为弧形排矿可能是一种解决方案,由于矿浆排放系统的排量增大,因此可以在相同功率下提高磨机的生产能力。

最后,采场与选矿厂之间缺乏沟通就会导致磨矿作业能力降低。选矿厂需要有良好的给矿可视性,特别是矿石粗细度之比可能变化较大时。没有良好的可视性,就无法快速反应并据其调整操作参数,从而降低了效率和整体效能。

HS: 有时,这一切都归结为不考虑整体工艺。许多矿山只是一次解决一个问题,降低价格或延长设备使用寿命,而不是考虑如何提高整个磨矿工艺的效率和降低每吨加工成本。这一切都是为了帮助客户根据现有条件提高效率。在某些情况下,可能需要投资,例如新的衬板机械手,以使衬板尺寸和重量最大化和减少维修停机时间。可能需要改进工艺或设备,以解决问题或实现既定目标。真的没有一刀切的解决方案,作为一个团队,我们致力于找到适当的设备与服务组合,以帮助客户实现其业务目标。多年来,我们的客户都追求卓越,而这也是我们努力实现的目标。

 

作者: Jason Nelson and Anne Rantanen

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