浅析立式磨在有色冶炼领域的应用

浅析立式磨在有色冶炼领域的应用

潘璐

中国恩菲工程技术有限公司北京100038

摘要：立式磨集细碎、烘干、粉磨、选粉为一身，简化了生产流程，具有粉磨效率高、电耗低、入料粒度大、产品细度易于调节、设备工艺流程简单、占地面积小、噪音低、扬尘小、使用维护简单、运行费用低、耐磨材料消耗少等优点。本文首先介绍了立式磨，然后对立式磨在铅锌冶炼领域、铜冶炼领域的应用进行了分析，以供参考。

关键词：立式磨；有色冶炼领域；应用

1.引言

在有色金属火法冶炼行业，许多工艺都会需要物料以气力输送的方式通过喷嘴喷入冶炼炉。为了保证物料迅速、不粘结的通过喷嘴，需要对原料进行预处理，使其粒径、含水量满足工艺要求。近年来，立式磨作为先进可靠的磨粉设备，凭借其优良的磨粉、烘干性能在有色冶炼领域原料预处理方面得到了广泛的应用。

2.立式磨

立式磨亦称辊式磨、中速磨，从发明至今已有半个多世纪的历史，随着材料科学、液压技术的发展和设计、加工的不断创新，使立式磨研磨体的耐磨性能得到显着改善和提高，液压系统更加先进可靠。磨辊辊套和磨盘衬板的结构形式不断改进、磨盘转速对应不同产品细度使其粉磨效率进一步提高，从而使立式磨的开发和应用得到进一步拓展。立式磨在长期运行中，表现出如下性能特点[1]：

a.粉磨效率高，粉磨能耗低。粉磨电耗与同规模产量的传统风扫球磨机相比，节电20～40％，特别在物料水分较大的情况下，节电幅度更大。

b．烘干能力大。立式磨采用风扫式操作，通过调节入磨风温和风量，可粉磨烘干水分高达20％的物料，采用风扫球磨机烘干能力有限，而采用立式煤磨则可以用大风量来解决其高水分烘干的要求。

c．入磨物料粒度大，可达磨辊直径的5％，入料粒度可达50～80㎜。

d．粉磨可控性能好。物料在立式磨内停留时间仅0.5～2分钟，磨内的合格产品能及时分离出来，避免了过粉磨现象。产品细度可通过调节动静态分离器转子转速来控制，转速越高，细度越细，且细度稳定，粒度均齐。

e．工艺流程简单、占地面积小、建筑面积小，可露天布置。立式磨集破碎、粉磨、烘干、选粉、输送五道工序于一体，工艺简单、布局紧凑、占地面积约为球磨系统的60～70％，建筑面积约为球磨系统的50～60％。

f．噪音低、扬尘少，操作环境清洁。立式磨的噪音仅为80～85dB（A声级），比球磨机低20～25dB（A声级），系统在负压下工作，无粉尘飞扬，操作环境清洁。

g．研磨体消耗少，寿命长，运转率高。由于立式磨设置了限位装置，立式磨辊套与衬板之间不会直接接触，磨机振动幅度小，研磨体寿命长，运转率高。

3.立式磨在铅锌冶炼领域的应用

3.1铅锌冶炼用立式磨制备煤粉

在铅冶炼的底吹还原炉和烟化炉，锌渣处理的烟化炉里，煤粉是火法冶炼工艺中重要的燃料及还原剂。由于采用的是煤粉喷吹，都需要加入磨细、烘干过的煤粉。

以某采用氧气底吹熔炼-底吹电热熔融还原法炼铅的工程为例，该工程年产电铅6万吨，还原炉和烟化炉使用煤粉为燃料，煤粉设计能力为10t/h。

该工程中，煤粉制备的工艺流程为：原煤从精矿仓经胶带输送机送至煤粉制备车间的原煤仓内，再经密闭式称重给煤机加入到立式磨中。立式磨烘干煤粉所需要的热风由热风炉产生的热烟气、煤粉引风机循环风、冷风三者混合提供。立式磨产出的煤粉由脉冲式布袋收尘器收集，经煤粉筛筛分后送至煤粉仓，再由螺旋泵送至各用点的储仓存储使用。整个系统由煤粉引风机微负压控制。

3.2立式磨制备煤粉设计要点

由于煤粉自身存在的易燃易爆特性[2]，在煤粉制备车间的设计中，防爆等安全防护系统的设计显得尤为重要。对于制粉系统的设计，以DT/L5203-2005《火力发电厂煤和制粉系统防爆设计技术规程》为设计依据；对于煤气管道的设计（热风炉燃料）以GB6222-2005《工业企业煤气安全规程》为依据。

在设计中，认真落实这些安全细则可以防范于未然，将安全事故发生率降到最低：煤粉仓应密封严密、减少开孔，内表面应平整、光滑、不积粉，仓壁与水平面夹角小于65°，应有测量粉位、温度的装置等；当煤粉仓内的煤粉发生燃烧时，会放出大量的气体及热量，安装防爆门可以将损失降到最低限度；在煤粉聚集区域要进行CO或温度的监测，且设置气体自动灭火措施，一旦煤粉自燃，立即启动灭火装置并报警[3]；煤气管道应配置冲刷气体，且其放散管口应高出设备、走台4米等。设计时，要逐条参考技术规程，做到有据可依[4]。

4.立式磨在铜冶炼领域的应用

4.1铜冶炼用立式磨制备铜锍

铜锍是铜熔炼工段的产物，被作为来料加入到吹炼工段。如果吹炼工段采用的是闪速炉或旋浮吹炼炉，则铜锍需经粒化、磨粉及干燥后方可入炉。因为炉子的喷嘴对入炉物料粒度和水分含量要求较高，对铜锍的粒度要求-325目占80%以上，含水<0.3%。

以某采用氧气底吹熔炼-旋浮吹炼工艺炼铜的工程为例，该工程年产阴极铜25万吨，旋浮吹炼炉接收铜锍以产出粗铜，铜锍需要用立式磨磨成铜锍粉，设计能力为铜锍80t/h。

该工程中，铜锍粉制备的工艺流程为：粒化后的铜锍颗粒经定量给料机计量、回转喂料器锁风后送立式磨制粉和干燥，粉料通过布袋收尘器收集，然后用埋刮板输送机送往吹炼炉顶料仓，配料计量后最终喷入旋浮吹炼炉中进行铜锍吹炼。磨碎过程中的热风由热风炉供给。立式磨设置自动回料系统，磨料产生的返料由斗式提升机返回磨机入口。整个系统由引风机微负压控制。

4.2立式磨制备铜锍设计要点

由于铜锍颗粒中可能会夹杂有抓斗等中间处理过程散落下来的铁屑，铁屑进入到立式磨中会影响磨辊的寿命，因此要在进料前，增加两道除铁装置，防止铁屑入磨。热风炉烘炉时，烘炉产生的热烟气应兑入一定量的冷风，保证进入布袋收尘器的热风温度小于150℃，以免把布袋烧穿。水淬的铜锍一般颗粒均匀，但是生产实践中，会混入溜槽末端的铜锍胡子，体积明显大于水淬后的铜锍颗粒，这些较大体积的铜锍会在锁风喂料器处卡住，对系统的连续性影响很大。因此在设计时需要增加检测拦截不符合体积要求的大块铜锍，以保证生产连续进行。

4.3铜冶炼用立式磨制备石英石、块烟尘

石英石作为熔剂参与反应以调整炉渣成分，块烟尘由于其有价金属含量很高需重新回到反应中来。因此如果是双闪工艺，除了铜锍磨粉系统外，还需要上一套石英石磨粉系统，用以在熔炼阶段造渣，以及一套块烟尘磨粉系统，用于把块烟尘中的有价金属回炉重炼。如果是底吹熔炼-旋浮（闪速）吹炼工艺，则块烟尘可以通过熔炼系统回炉，只需在吹炼阶段伴随铜锍一起加入少量的石英，不需另行增加立式磨。

5.结束语

立式磨作为有色冶炼工程中的关键设备，先进、可靠、性能优良，其制粉和烘干的作用，对于尤其闪速炉型、烟化炉型的工艺平稳运转，起到了至关重要的作用。

参考文献：

[1]邓小林.我国大型立式磨技术现状及选型应注意的问题[C].《装备制造产业发展论坛论文集（下）》.2009.

[2]赵玉明.浅谈煤粉特性及煤磨车间的安全设计[J].四川水泥.2008（3）.

[3]DL/T5203-2005.火力发电厂煤和制粉系统防爆设计技术规程[S].

[4]GB6222-2005.工业企业煤气安全规程[S].