1　　概述

　　在大多數(shù)選礦廠中，碎磨流程是投資高、消耗能量大的單元作業(yè)，其設備投資占選礦廠全部設備投資的50％以上，能耗則占選礦廠總能耗的60％～70％。國內(nèi)外對碎磨流程進行了大量的研究，破碎一棒磨一球磨流程、破碎一球磨一球磨流程、破碎一棒磨一礫磨流程、破碎一單段球磨流程、單段自磨流程、自磨一球磨流程、自磨一球磨一破碎流程、自磨一礫磨流程、單段半自磨流程、半自磨一球磨流程、半自磨一球磨破碎流程等都應用于生產(chǎn)實踐。

　　20世紀80年代，隨著自動控制技術的發(fā)展，國外新建或改建的選礦廠碎磨流程開始考慮半自磨一球磨流程。此后十幾年，半自磨一球磨流程成為應用很廣的碎磨流程。目前，世界上已在生產(chǎn)中應用的最大半自磨機規(guī)格為12．2m x6．7lm，安裝功率為20 O00kW，與之配套的二臺球磨機規(guī)格為 6．7lmxl1．1m，安裝功率為8 600kW／臺；正在安裝中的半自磨機規(guī)格最大為12．2m~7．3lm，安裝功率為21 O00kW，與之配套的二臺球磨機規(guī)格為 7．92mxl1．6m，安裝功率為l5 500kW／臺。

　　2　　工藝特點

　　“自磨”是所磨礦石作為磨礦介質(zhì)在磨礦機中進行研磨，半自磨則是在自磨基礎上，在磨礦機中添加少量(6％～14％)的鋼球以彌補礦石作為介質(zhì)的不足。礦山開采出的礦石經(jīng)過一段破碎機破碎到小于250～300mm后，直接給人半自磨機一球磨機磨礦回路。因此，當?shù)V石對兩種流程都適應時，和常規(guī)破碎一磨礦流程相比，半自磨工藝具有以下特點。

　　(1)流程簡單，易于操作。

　　半自磨流程省去了常規(guī)的二、三段破碎及篩分作業(yè)，解決了常規(guī)流程處理濕而粘的礦石易導致流程不暢的難題，省去了破碎產(chǎn)生的粉塵回收及處理，同時也為整個流程的控制自動化創(chuàng)造了條件。一個半自磨一球磨系列的生產(chǎn)能力可達到50000t／d，而常規(guī)磨礦單系列的生產(chǎn)能力不超過15000fd。另外，有的現(xiàn)場可不用粗破碎，如菲律賓的Dizon銅礦選礦廠、美國內(nèi)華達州的McDermitt汞礦選礦廠及許多鈾礦山，都將礦山采出的礦石直接給人半自磨機。

　　(2)投資和經(jīng)營費用低。

　　半自磨具有沖擊破碎和研磨兼有的磨礦特點，使其設備不斷大型化，為大型選礦廠的投資和經(jīng)營費降低提供了更大的空間。和常規(guī)的碎磨流程相比，在同比價格下，半自磨流程由于省去了中細碎廠房、篩分廠房和多條帶式輸送機及其相應的收塵設備、設施等，在基建投資、占地面積方面具有優(yōu)越性；在經(jīng)營費方面，和常規(guī)的碎磨流程相比，半自磨流程的單位能耗高，但其金屬消耗較低。美國的Pima選礦廠采用常規(guī)碎磨流程和半自磨流程處理同樣的礦石，從1974到1977年進行了4年的比較，結果表明，半自磨流程和常規(guī)流程相比，電力消耗高l5．5％，但襯板消耗低6．7％，球的消耗低l4．5％，平均鋼耗低l3．5％，總的生產(chǎn)費用低。

　　(3)改善了礦漿的電化學性質(zhì)，有利于礦物的選別。

　　與常規(guī)碎磨流程相比，采用礦石自身作為磨礦介質(zhì)，在處理復雜的硫化礦時，銅、鎳、鈷、金、鉬、鉛、鋅等礦物的浮選回收率都相應的提高，可能是采用鋼球作為介質(zhì)磨礦時，剝蝕下來的Fe 易在礦漿中形成Fe(0H)3，F(xiàn)e(OH)3吸附到礦物表面，使礦物表面的電化學性質(zhì)發(fā)生變化而受到抑制，影響可浮性。而采用半自磨工藝，特別是對多金屬礦石，可以減少磨礦介質(zhì)給礦物浮選帶來的不利影響。

　　(4)要求的自動控制水平高。

　　由于半自磨機主要靠礦石自身形成的介質(zhì)進行磨礦，回路的磨礦效率受所磨礦石性質(zhì)的影響很大，給人礦石的硬度、粒度、含泥量等的變化，都會導致磨機的處理能力波動，因此，要求給礦量和磨礦能力均能進行調(diào)節(jié)，以適應礦石性質(zhì)(硬度、粒度)的變化。生產(chǎn)實踐中為了更好地穩(wěn)定半自磨機的工作狀態(tài)，除半自磨機的給礦量可以靈活調(diào)節(jié)外，大多數(shù)的半自磨機采用了變速驅(qū)動裝置，可以根據(jù)給人礦石的硬度和粒度調(diào)節(jié)磨機轉(zhuǎn)速，保持磨礦產(chǎn)品的性質(zhì)穩(wěn)定。

　　3　　國外應用現(xiàn)狀

　　近20年來，隨著制造技術和控制水平的發(fā)展，在國外半自磨工藝已經(jīng)廣泛地應用于銅、鉛、鋅、金、鎳、鐵、鉬、鈾、鉑、釩、磷、石灰石、鋁土礦、爐渣等各種礦物的磨礦，已有400多臺自磨、半自磨機投人生產(chǎn)運行。

　　1998年下半年，當時世界上最大的半自磨機和球磨機在澳大利亞的Cadia Hill銅金礦選礦廠投入運行，該回路為半自磨一球磨一破碎(SABC)流程，由一臺l2．2mx6．7lm，裝機容量20000kW的半自磨機和2臺6．71m～11．1m，裝機容量8 600kW／臺的球磨機及2臺MPIO00破碎機構成，系統(tǒng)處理能力1700t／a。

　　目前世界上正在運行的處理不同礦石的選礦廠中，共有裝機容量15000HP以上的半自磨機24臺，全部是l987年以后投產(chǎn)的，磨機均采用包繞式電機驅(qū)動，主要處理銅、銅金、金、鎳、銅鋅、鋅礦石；其中裝機容量在20O00HP以上的l0臺半自磨機，都是1996年以后投產(chǎn)的。

　　目前世界上最大的半自磨機規(guī)格為l2．2rex7．3lm，裝機容量為2l000kW，與之配套的為兩臺7．92m~II．6m，每臺裝機容量為15500kW的球磨機，安裝于智利的Collahuasi銅礦，系統(tǒng)處理能力可達60O00tM。

　　4　　國內(nèi)應用現(xiàn)狀

　　國內(nèi)的自磨機試驗研究始于20世紀50年代，主要用于鐵礦石。

　　最初是干式自磨機，60年代初在鞍山燒結總廠試驗成功。

　　60年代中期開始研制濕式自磨機。1969年末， 5．5mx1．65m濕式自磨機在大冶鐵礦開始試驗，并取得成功。此后我國又相繼在首鋼礦山公司、司家營鐵礦、西昌410廠、德興銅礦、武鋼礦山公司等建立了多個半工業(yè)性自磨試驗車間。

　　1970年，密云鐵礦建成了我國第一個采用干式自磨機的選礦廠，共采用~b4mx1．4m干式自磨機2臺，~b6mx2m干式自磨機l臺，年處理能力100萬t。

　　1972年，本鋼歪頭山鐵礦建成了我國第一座采用濕式自磨機生產(chǎn)的大型選礦廠，整個選廠采用9臺5．5mx1．8m濕式自磨機，年處理能力500萬t。

　　到90年代，先后有南京吉山鐵礦、新余良山鐵礦、安徽黃梅山鐵礦、浙江漓渚鐵礦、唐山石人溝鐵礦、南山鐵礦、福建潘洛鐵礦、銅礦峪銅礦、德興銅礦、武山銅礦、岫巖金礦、阿西金礦等礦山選礦廠采用了濕式自磨工藝。

　　1978年，歪頭山選礦廠為了提高磨機處理能力和磨礦效率，將原來的一段自磨開路流程改為半開路流程，并在磨機中添加容積為3％～5％的 l20～150mm的鋼球，將其改造成了半自磨流程。采用干式自磨流程的密云鐵礦投產(chǎn)后，由于生產(chǎn)技術指標差，粉塵大，環(huán)境污染嚴重，設備磨損快，1983年將干式自磨改為濕式自磨，1984年又將流程改為半自磨一球磨流程。

　　良山鐵礦選礦廠也于1982年將自磨流程改為半自磨流程，添加的鋼球量為6％。到20世紀末，國內(nèi)生產(chǎn)中采用的最大自磨機規(guī)格為 7．5m~2．8m，用于德興銅礦泗洲選礦廠，生產(chǎn)流程為ABC流程，日處理礦石5 O00t；最大的半自磨機為密云鐵礦的d~6mx3m半自磨機，臺時能力為lOOt。國內(nèi)生產(chǎn)中采用的半自磨機有以下特點：

　　①設備均是國內(nèi)制造，基本是原有的自磨機改用的，鋼球添加量3％～6％。

　?、诓捎枚ㄋ衮?qū)動，受礦石性質(zhì)影響大，系統(tǒng)穩(wěn)定性差。

　　③設備規(guī)格小，系統(tǒng)處理能力小，規(guī)模效益上沒有優(yōu)越性。

　?、芟到y(tǒng)控制水平差，設備運轉(zhuǎn)率低，一般為55％～75％。

　　由于受設備制造能力、自動控制水平及電力供應等各種綜合因素的影響，在國外半自磨工藝應用發(fā)展的同時，國內(nèi)在半自磨工藝的應用上一直處于低谷狀態(tài)。

　　2000年中國有色工程設計研究總院在銅陵冬瓜山工程中，經(jīng)過方案比較，第一次在國內(nèi)礦山工程設計中采用了半自磨一球磨工藝。

　　半自磨機規(guī)格為 8．53m~3．96m，裝機容量為4 850kW，變速驅(qū)動，球磨機規(guī)格為 5．03m x8．3m，裝機容量為3 300kW／臺，系統(tǒng)能力為13 O00t／d，除半自磨機的電機及控制部分由外商供給外，半自磨機機械部分及球磨機整套均由國內(nèi)制造，這也是我國制造的最大的磨礦設備。選礦廠將于2004年四季度投入運行。目前正在建設的貴州錦豐金礦和貴溪冶煉廠的爐渣選礦擴建工程也采用了半自磨一球磨工藝，錦豐金礦擬采用一臺 4．8m~7m半自磨機，一臺4．8m~7m球磨機，裝機容量均為2 300kW／臺；貴溪冶煉廠的爐渣選礦擴建工程則采用了奧托昆普制造的一臺 5．2m~5．2m半自磨機和二臺國內(nèi)制造的與冬瓜山工程同規(guī)格的 5．03m~8．3m球磨機。金川選礦廠改擴建工程經(jīng)武山銅礦改擴建工程擬繼續(xù)采用半自磨一球磨工藝。

　　5　　總結

　　半自磨工藝的適應性強，應用廣泛，已經(jīng)成為新建或改擴建選礦廠時的重要考慮方案。在國外，特別是多金屬硫化礦選礦廠，半自磨工藝已經(jīng)成為優(yōu)先選擇方案，且半自磨工藝的設備運轉(zhuǎn)率已與常規(guī)碎磨工藝相當，年運轉(zhuǎn)率為92％～95％。

　　但在我國，由于設備制造能力、自動控制水平、電力供應等各方面的原因，半自磨工藝的應用沒有得到發(fā)展。大型設備不能制造，如果引進，價格太高，投資太大，即使引進了國外的設備，備件均要依賴國外進口，生產(chǎn)運營成本也很高。這是半自磨工藝在我國一直沒有應用的主要原因。

　　隨著我國對外開放，國外的技術和資金進入我國的礦業(yè)領域。近年來，國內(nèi)的機械加工制造能力、儀表及控制系統(tǒng)的研發(fā)制造能力和能源供應都有了很大的發(fā)展，各種管理手段也不斷加強，這使選礦廠從設備到控制系統(tǒng)的整體價格大大降低，使采用新工藝、新技術成為可能。因此，隨著我國已有的半自磨工藝的應用，該工藝將越來越顯示出其優(yōu)越性。