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有色金属（选矿部分）
２０２０年第５期
：／犱狅犻１０３９６９犻狊狊狀１６７１９４９２２０２００５０１６犼
艾砂磨机在细磨中的优势及其在
有色金属选矿厂的应用
许新跃，童 伟，黄东福，王 乐，江领培，章恒兴，孙希乐
（浙江艾领创矿业科技有限公司，浙江金华３）２１０００
磨矿作业在金属矿山选矿工艺中是一个高能耗、高材耗的过程，尤其是多段磨矿的选矿厂，磨矿能耗已占到选 摘 要：
矿厂能耗的５磨矿成本占选矿厂成本的３磨矿效率低下，粒度分布０％以上，０％以上。其中作为细磨作业的二段和三段磨矿，过磨和欠磨现象严重，对后续分选作业产生不利影响。艾砂磨机细磨作业具有高效节能的特点，变频调速解决了流不均匀，
磨矿产品粒度分布窄、避免过磨和欠磨可有效提高有价金属回收效果，开路磨矿工艺达到闭路磨矿效程物料不稳定的问题，
简化了设备配置，设备占地面积小可减少建设投资，改造更加方便，独特的结构设计使维修非常简便，可有效提高选矿厂果，
艾砂磨机在国内外多个矿山落地应用，多个案例证明，艾砂磨机设备运行稳定，在细磨段具有节能降耗的运转率。近几年来，
显著优势，对提高精矿品位和回收率具有显著的效果。磨矿；细磨；超细磨；艾砂磨 关键词：
（）ＴＤ４５３；ＴＤ９５２ 文献标志码：Ａ 文章编号：１６７１９４９２２０２００５００８６０５ 中图分类号：
犜犺犲犃犱狏犪狀狋犪犲狅犳犃犔犆犕犻犾犾犻狀犉犻狀犲犌狉犻狀犱犻狀狀犱犃犾犻犮犪狋犻狅狀犵犵犪狆狆
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：犃犫狊狋狉犪犮狋Ｇｒｉｎｄｉｎｅｒａｔｉｏｎｉｓａｐｒｏｃｅｓｓｏｆｈｉｈｅｎｅｒｏｎｓｕｍｔｉｏｎａｎｄｍａｔｅｒｉａｌｃｏｎｓｕｍｔｉｏｎｉｎｔｈｅｇｏｐｇｇｙｃｐｐ
，，ｂｅｎｅｆｉｃｉａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｏｆｍｅｔａｌｍｉｎｅｓｅｓｅｃｉａｌｌｉｎｔｈｅｍｕｌｔｉｓｔａｅｇｒｉｎｄｉｎｏｎｃｅｎｔｒａｔｏｒｔｈｅｇｒｉｎｄｉｎｎｅｒｐｙｇｇｃｇｅｇｙ
，ｃｏｎｓｕｍｔｉｏｎｈａｓａｃｃｏｕｎｔｅｄｆｏｒｍｏｒｅｔｈａｎ５０％ｏｆｔｈｅｅｎｅｒｏｎｓｕｍｔｉｏｎｏｆｔｈｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｏｒａｎｄｔｈｅｐｇｙｃｐｒｉｎｄｉｎｏｓｔａｃｃｏｕｎｔｓｆｏｒｍｏｒｅｔｈａｎ３０％ｏｆｔｈｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｏｒ．Ａｍｏｎｈｅｍ，ｔｈｅｓｅｃｏｎｄａｎｄｔｈｉｒｄｓｔａｅｇｇｃｇｔｇ
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，ｗｈｉｃｈｈａｓａｎｅａｔｉｖｅｉｍａｃｔｏｎｔｈｅｓｕｂｓｅｕｅｎｔｓｅａｒａｔｉｏｎｏｅｒａｔｉｏｎ．ＡＬＣｏｖｅｒｇｒｉｎｄｉｎｎｄｕｎｄｅｒｇｒｉｎｄｉｎｇｐｑｐｐｇａｇＭｉｌｌｈａｓｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｈｉｈｅｆｆｉｃｉｅｎｃｎｄｅｎｅｒａｖｉｎｉｎｆｉｎｅｇｒｉｎｄｉｎｅｒａｔｉｏｎ．Ｆｒｅｕｅｎｃｏｎｔｒｏｌｇｙａｇｙｓｇｇｏｐｑｙｃ
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ｅｎｅｒａｖｉｎｎｄｃｏｎｓｕｍｔｉｏｎｒｅｄｕｃｔｉｏｎｉｎｔｈｅｆｉｎｅｇｒｉｎｄｉｎｅｃｔｉｏｎ，ａｎｄｉｔｈａｓｓｉｎｉｆｉｃａｎｔｅｆｆｅｃｔｏｎｇｙｓｇａｐｇｓｇｉｍｒｏｖｉｎｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｇｒａｄｅａｎｄｒｅｃｏｖｅｒａｔｅ．ｐｇｃｙｒ
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收稿日期：２０２００１２６作者简介：许新跃（，男，本科，硕士，工程师，主要从事选矿设备研发、设计与技术管理。Ｅ：１９６４－）ｍａｉｌｘｕｘｉｎｕｅｌｃｍｉｌｌ．ｃｏｍ＠ａｙ
０２０年第５期 ２
许新跃，等：艾砂磨机在细磨中的优势及其在有色金属选矿厂的应用
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品位较高的富矿和 随着我国矿业的不断发展，易选矿越来越少，矿物资源贫细杂的矛盾十分突出，嵌布粒度较细的贫矿也已经成为重要的资源来源。对于矿物的选别，首先要进行的工作就是使有用矿物与脉石矿物充分单体解离，而解决这个问题的唯一方尤其是对于嵌布粒度法就是对矿石进行有效的磨矿，
更需要进一步的细磨。上世纪较细的难选矿石处理，
国外某锌矿的磨矿粒度已达到Ｐ９０年代，８０＝７μｍ，实现了锌金属硫化矿物与脉石矿物的有效解离，产出
］１２了合格的精矿产品［。而国内受磨矿设备制约，磨
砂磨机，适宜于选矿厂细磨和超细磨作业，已先后在
３］４］
金矿［、黄金冶炼厂［及铅锌矿、铜矿、铜锌矿选矿］５厂投入使用［，提高了磨矿细度，降低了磨矿能耗，
显著改善了精矿品位和回收率等分选指标。
１ 艾砂磨机在细磨作业中的突出优势
１１ 艾砂磨机在细磨作业中的高效率
对于细磨段的二、三段磨矿选用与一段磨矿相存在磨矿效率低下的问题，过磨或欠磨同的球磨机，
现象也十分严重。对于磨矿细度要求３５μｍ以下的矿石，球磨机则根本无法完成磨矿任务。球磨机适宜的磨矿细度范围和优缺点见表１。
矿细度Ｐ很少开发利用。８０＝３０μｍ以下的矿石，
浙江艾领创矿业科技有限公司研究开发的卧式表１ Ｔａｂｌｅ１
磨矿细度／％
－７４μｍ：５０～６０－７４μｍ：８０～９０－４５μｍ：８０～９０－３８μｍ：８０～９０－１５μｍ：８０～９０－１２μｍ：８０～９０
解离度要求
Ｐ８０标准／ｍμ１２０
７０４０３５１５５
球磨机适宜的磨矿细度范围和优缺点
，Ｓｕｉｔａｂｌｅｇｒｉｎｄｉｎｉｎｅｎｅｓｓｒａｎｅａｄｖａｎｔａｅｓａｎｄｄｉｓａｄｖａｎｔａｅｓｏｆｂａｌｌｍｉｌｌｇｆｇｇｇ
磨矿设备一段磨矿；球磨机
二段磨矿；球磨机三段磨矿；球磨机三段磨矿；球磨机三段磨矿；球磨机三段磨矿；球磨机
优缺点
球磨机是一段磨矿最合适的设备。
易产生过磨或欠磨。
高能耗，低效率：提高细度很少，却需要很高的能耗。过磨和欠磨：过磨或欠磨现象更加严重，影响后续分选指标。
无法完成磨矿任务无法完成磨矿任务
１２ 艾砂磨机在超细磨作业的应用前景
碎矿与磨矿的目的就是使有用矿物和脉石矿物实现矿物的有效分选，碎矿段根据矿石粒解离开来，
一般采用旋回破（颚破）、圆锥破等设备，径的大小，
将矿石从１０磨矿段００ｍｍ左右破碎至１０～２０ｍｍ；则按要求的细度不同采用一段或两段磨矿，对于要求比较细的选矿厂，采用的是三段磨矿，三段磨矿可以达到的细度一般为－３８μｍ占９０％。
在结构和工作原理完全不同于球磨机的艾砂磨机出现后，使得更细磨矿要求的矿物分选成为可能。艾砂磨机的最终磨矿粒度可达到１最细可达０μｍ以下，
到５。１μｍ。矿石破碎磨矿设备适宜粒度范围见图１～
工作原理和性能２ 艾砂磨机的结构、
优势
２１ 艾砂磨机的结构
艾砂磨机的结构组成包括电动机、减速机、主轴、搅拌盘、分级盘和筒体等，见图２。该设备采用水密封装置，出料端采用分级盘替代了传统内置筛网，筒体可以沿轨道轴向平移，方便生产检修。艾砂磨机的工作部件由主轴和多个并排串在轴上的搅拌盘及尾端的分级盘组成。
２２ 工作原理
矿浆在隔渣后通过变频泵稳定给入磨机，筒体内的搅拌盘在主轴的带动下实现高速旋转，使磨矿介质做绕轴向运动和自转运动。２个磨盘之间的介质由于沿盘面向外的径向加速度不同，从而在每个磨盘腔室内形成循环，矿物颗粒在高速运动的磨矿介质擦洗力及研磨力作用下实现细矿物和磨磨。在高速旋转产生的离心力作用下，
矿介质都按照粒径从小到大由磨机轴向筒体内壁径向分布，实现“大磨大、小磨小”的选择性磨矿。每２个磨盘之间是一个磨矿区域，在一定给
图１ 矿石破碎磨矿设备适宜粒度范围示意图Ｆｉ．１ Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｒａｍｏｆｓｕｉｔａｂｌｅｐａｒｔｉｃｌｅｓｉｚｅｇｇｒａｎｅｏｆｏｒｅｃｒｕｓｈｉｎｎｄｇｒｉｎｄｉｎｕｉｍｅｎｔｇｇａｇｅｑｐ
矿压力下，越往后矿粒越细，形成了艾砂磨机内部分级、开路磨矿的新工艺。艾砂磨机工作原理见图３。
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有色金属（选矿部分）
２０２０年第５期
电机；减速机；轴承座；进料口；主轴；搅拌盘；分级盘；筒体；排料管１２３４５６７８９
图２ 艾砂磨机结构示意图
Ｆｉ．２ ＳｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｒａｍｏｆｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆＡＬＣＭｉｌｌｇｇ
图３ 艾砂磨机工作原理示意图
Ｆｉ．３ ＳｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｒａｍｏｆｗｏｒｋｉｎｒｉｎｃｉｌｅｏｆＡＬＣＭｉｌｌｇｇｇｐｐ
的５有色金属矿在２低品位２３ 艾砂磨机性能优势０％以下，０％～３０％以下，
与其它磨矿设备相比，艾砂磨机独特的结构设和小金属矿会更少。细磨设备选型是由矿石的原矿计和先进的工作原理，使得艾砂磨机在细磨作业中具体体现在以下六个方面。具有显著的优势，
）磨矿产品粒度分布窄、避免过磨和欠磨，可有１
效提高有价金属回收效果。某选矿厂的对比试验证明，艾砂磨机代替选矿厂三段磨矿，和三段磨矿旋流器溢流相比，－１８μｍ粒级含量降低１０个百分点，
显著减轻了过＋４５μｍ也比旋流器溢流明显降低，为后续分选作业提高在技术指标提供了磨和欠磨，
有效保证。艾砂磨机排矿和三段旋流器溢流粒度分布对比见图４。
）艾砂磨机在细磨和超细磨作业段，比球磨机能２
耗低得多。由于艾砂磨机高速运转，搅拌盘外沿的线速度可达２／，强大的离心力作用使得矿物更５２０ｍｓ～容易破碎解离。对比试验证明，磨至Ｐ８０＝２０μｍ时，艾砂磨机电耗是球磨机的二分之一；Ｐ８０＝１０μｍ时，艾砂磨机耗电是球磨机的五分之一。球磨机和艾砂磨机能耗试验对比见图５。
）变频调速解决了流程物料不稳定的问题，适应３
磨矿细度更有保证。选矿厂设计规模都是能力更强，
以球磨机为基准，二段磨或三段磨大都是粗精矿再磨作业，作为二段或三段磨矿设备，入磨量只有原矿量
图４ 艾砂磨机排矿和三段旋流器溢流粒度分布对比
Ｆｉ．４ Ｃｏｍａｒｉｓｏｎｏｆｏｖｅｒｆｌｏｗｐａｒｔｉｃｌｅｓｉｚｅｇｐｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｄｉｓｃｈａｒｅａｎｄｔｈｒｅｅｓｔａｅｇｇ
ｈｄｒｏｃｃｌｏｎｅｏｆＡＬＣＭｉｌｌｙｙ
品位和粗精矿产率指标计算来决定的，选矿厂建成后就很难再改变细磨设备。但是，在整个矿山的服务年限原矿品位会发生变化，产率指标就会发生大幅波动，内，
如果选择球磨机，恒定的转速必然导致过磨和欠磨。艾砂磨机采用变频驱动设计，频率可在３０５０Ｈｚ之间调～整，有效冲抵了入磨量波动对磨矿指标的影响。
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许新跃，等：艾砂磨机在细磨中的优势及其在有色金属选矿厂的应用
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图５ 球磨机和艾砂磨能耗试验对比图Ｆｉｇ．５ ＣｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｅｎｅｒｇｙｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｔｅｓｔｂｅｔｗｅｅｎｂａｌｌｍｉｌｌａｎｄＡＬＣＭｉｌｌ
４
）开路磨矿闭路效果。在艾砂磨机搅拌盘高速旋转产生的离心力作用下，
筒体内的磨矿介质和矿物都按照粒径从小到大由磨机轴向筒体内壁径向分布，实现“大磨大、小磨小”的选择性磨矿，磨矿产品粒度分布范围窄，不必要在另外配备分级设备，简化了工艺，设备配置更加简单。
５
）设备占地面积小。艾砂磨机是高速运转设备，搅拌盘外沿线速度可达２０～２５ｍ／ｓ，矿石研磨主要是靠离心力作用，同等处理能力下筒体容积只有
磨机的五分之一，功率密度可达３００ｋＷ／ｍ３，球磨机的功率密度只有２０ｋＷ／ｍ
３。新建选厂可减少建设投资，老厂改造更加方便。
６
）磨矿介质为耐磨陶瓷球，粒径一般为３～ｍ，
消耗低，用量一般只有球磨机用量的十分之一，磨矿介质成本节约５０％。
艾砂磨机在有色金属选矿厂的典型应用案例
２０１７年以来，浙江艾领创矿业科技有限公司研制成功的大型ＡＬＣ系列卧式艾砂磨机陆续在有色
金属选矿厂获得应用。首台ＡＬＣ１５００Ｌ大型工业用艾砂磨机成功应用于俄罗斯龙兴铅锌矿，磨矿细度达到Ｐ８０＝１０μｍ，之后又在黑龙江某铜矿应用，磨矿细度达到Ｐ８０＝２５μｍ；２０１９年，ＡＬＣ３９００Ｌ艾砂磨机在某铜锌矿应用，磨矿细度达到Ｐ８０＝２０～０μｍ。均大幅提高了选别指标，降低了磨矿成本。１ 俄罗斯某铜铅锌矿应用艾砂磨机进行粗精矿
再磨
俄罗斯某铜铅锌矿处理矿石量为４０００ｔ／ｄ，艾砂磨机应用工艺流程示意图见图６。原矿Ｚｎ品位高
达１０％以上，经济价值很高。该矿于２０１８年新增一台ＡＬＣ１５００Ｌ艾砂磨机用于铜铅粗精矿再磨，细度由Ｆ８０＝１７μｍ提高到Ｐ８０＝１０μｍ，其中－１０μｍ的
含量提升了１１个百分点。实际生产结果为Ｐｂ精矿品位由２５％提高到４０％以上，Ｚｎ回收率提高３个百分点以上，扣除艾砂磨机运行费用后，新增净利６０００万元／ａ
。图６ 俄罗斯某铅锌矿艾砂磨机
应用工艺流程示意图
Ｆｉｇ．６ ＳｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｏｆＡＬＣＭｉｌｌｉｎａｌｅａｄｚｉｎｃｍｉｎｅｉｎＲｕｓｓｉａ
３２ 黑龙江某铜选矿厂应用艾砂磨机再磨铜钼混
合粗精矿
黑龙江某铜矿是一座大型矿山，艾砂磨机应用工艺流程示意图见图７，
主要回收目的矿物是铜矿和共生的辉钼矿。选矿厂产出的铜钼混合粗精矿铜品位偏低，含杂高，其中Ｃｕ品位为１８．０％，杂质ＳｉＯ２含量为２６％，Ａｌ２Ｏ３含量为７％。经考察，该铜钼混合粗精矿细度为－２８μｍ占３０％（Ｐ８０＝９７μｍ），其中铜矿物单体解离度为７３．１７％，未解离的铜矿物主要与石英和云母连生，其次是与长石和绿帘石连生；辉钼矿单体解离度为６０．８１％，大部分与铜矿物和石英连生，其次是与云母连生。
２０１９年初开始，该矿５０００ｔ／ｄ选矿系统新增１台ＡＬＣ１５００Ｌ艾砂磨机用于铜钼混合精矿再磨作
业［５］，同时将２５０００ｔ／ｄ系统强化铜精矿也并入一起
给入艾砂磨机，艾砂磨机给料粒度为Ｐ８０＝１４０μｍ，
磨矿细度达到Ｐ８０＝２５μｍ，实际生产铜品位由１８．２０％提高到２５．８７％，含杂（ＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３）由３０％降低至１５％，回收率还略有上升。一年多来，设备运行平稳可靠，由于精矿品位提高，含杂降低，提高了产品价格，
降低了外销运费，经测算，扣除艾砂磨机５ｍ３３３·９０·
有色金属（选矿部分）
２０２０年第５期
运行费用后，新增利润２０００万元／ａ。目前，该选厂购进的第２台艾砂磨已经安装，正在调试中。图７ 黑龙江某铜矿艾砂磨机
应用工艺流程示意图
Ｆｉｇ．７ ＳｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｆｌｏｗｏｆＡＬＣＭｉｌｌｉｎａｃｏｐｐｅｒｍｉｎｅｏｆＨｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇ
３ 某铜锌矿用艾砂磨机代替原有三段球磨
机再磨铜锌混合粗精矿
某铜锌矿艾砂磨机应用工艺流程示意图见图，原矿处理量为６０００ｔ／ａ，原矿品位高，其中Ｃｕ品位
％以上，Ｚｎ品位０．５％左右，经济价值很高。工艺流程为三段磨矿－优先选铜－铜锌混选－铜锌分离－锌硫分离。原三段磨矿为铜锌粗精矿再磨，
使用的是．２ｍ×５．４ｍ球磨机，磨矿细度为Ｆ８０约８０～
１１０μｍ。图８ 某铜锌矿艾砂磨机
应用工艺流程示意图
Ｆｉｇ．８ ＳｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｏｆＡＬＣＭｉｌｌｉｎａｃｏｐｐｅｒｚｉｎｃｍｉｎｅｉｎＸｉｎｊｉａｎｇ
２０１９年，该选厂三段磨矿使用１台ＡＬＣ３９００Ｌ艾砂磨机代替了原来的３．２ｍ×５．４ｍ球磨机，用于铜锌粗精矿再磨。和原球磨机相比，磨矿细度由Ｐ８０＝
５５μ
ｍ降低到Ｐ８０＝３０μｍ以下。投入生产运行后的４个月时间，设备运行平稳，在原矿品位略有降低的情况下，综合回收率提高０．４７个百分点，综合铜精矿品位提高１．０５个百分点，和原使用球磨机相比，按原矿计算的三段磨矿单位成本降低了０．８３元／ｔ。综合计算可新增净利润１４００万元／ａ
。４ 结论
浙江艾领创矿业科技有限公司研制的ＡＬＣ系列大型工业用艾砂磨机成功应用于有色金属选矿厂细磨作业，由于独特的结构设计和高效的磨矿，实现了细粒级嵌布矿物的有效解离，为提高精矿品位和
回收率提供了保证，艾砂磨机产品粒度分布范围窄，更有利于后续作业分选指标的提高。
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３８２３
