0、前 言
長期以來，百花嶺選礦廠一段磨礦的10臺
球磨機(jī)一直沿用高錳鋼襯板，雖然也曾試用過其它類型的襯板，但由于鋼球較大，沖擊磨損均很嚴(yán)重，最終都不甚理想。高錳鋼襯板的使用周期一般為4個半月，拆除與安裝均屬于高強(qiáng)度的勞動。伴隨材料科學(xué)的發(fā)展，新材料在磨機(jī)襯板上得到了廣泛應(yīng)用。如橡膠襯板、聚氨脂襯板、磁性襯板和鋼膠復(fù)合型襯板等。這些新型襯板均具有重量輕、安裝方便、更加耐磨和節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)。為了提高襯板的使用壽命，進(jìn)一步降低成本，在公司二段球磨機(jī)成功使用磁性襯板的基礎(chǔ)上，經(jīng)過多方考察論證，選用中國冶金礦業(yè)總公司研制的第三代金屬磁性襯板，在百花嶺選礦廠的0#系統(tǒng)MQY3600×6000球磨機(jī)排礦端進(jìn)行了取代錳鋼簡體襯板的嘗試，富通新能源銷售球磨機(jī)、
雷蒙磨粉機(jī)等磨機(jī)機(jī)械設(shè)備。
2003年12月29日磁性襯板安裝試用，至今己運(yùn)行一年多，運(yùn)行中多次檢查發(fā)現(xiàn)：襯板吸附層良好，磁性無太大的衰減，磨損程度在預(yù)料范圍以內(nèi)，礦粒無磁化現(xiàn)象。磁性襯板應(yīng)用在一段磨礦上，具有安裝方便，節(jié)省更換時間，運(yùn)行時間長，且節(jié)能等效果。根據(jù)現(xiàn)場長期隨機(jī)采樣結(jié)果分析，在選鉬一段磨機(jī)上應(yīng)用磁性襯板對磨礦產(chǎn)品質(zhì)量無影響。特別是襯板使用周期相當(dāng)于3套高錳鋼襯板，大大地節(jié)約了磨礦成本。
1、磁性襯板的國內(nèi)外概況和發(fā)展趨勢
20世紀(jì)70年代，挪威和美國就有人提出了用磁性襯板保護(hù)球磨機(jī)簡體的思想。1980年瑞典Skega公司橡膠襯板的創(chuàng)始人Bertil Brandt在其發(fā)明專利中提出了8種較實(shí)用的磁性襯板結(jié)構(gòu)，都是用橡膠、聚氨脂等高分子材料包裹永磁體，使襯板工作面依附1層保護(hù)層，而襯板與簡體之間用螺栓固定。
1981年，瑞典Trelleborg公司也推出了橡膠磁性襯板，在諾蘭達(dá)礦山有限公司Horne選礦廠中2.1m x3.6 m的二段煉銅熔渣磨機(jī)進(jìn)行了試驗(yàn)，取得了理想的效果。
20世紀(jì)80年代，前蘇聯(lián)黑色金屬選礦研究設(shè)計(jì)院研制了橡膠磁性襯板，在磨機(jī)介質(zhì)直徑≤40mm的球磨機(jī)上進(jìn)行了試驗(yàn)，結(jié)果襯板壽命延長1.7倍，節(jié)電1. 4%~4.4%，降低介質(zhì)消耗2.7%~4.0%。
90年代初期開始，北歐、非洲及美洲的加拿大、美國等一些國家相繼推廣應(yīng)用了磨機(jī)磁性襯板。
80年代中、后期，北京礦冶研究總院、沈陽光大科技研究院、長沙礦業(yè)研究院和鞍山黑色冶金礦山研究設(shè)計(jì)院等單位先后進(jìn)行了磁性襯板的研制工作。磁性襯板重量輕，是普通錳鋼襯板重量的70%，省球、節(jié)電、噪音小，不需要螺栓固結(jié)，安裝方便，運(yùn)行過程中不漏礦漿，并且可以降低工人的勞動強(qiáng)度。
國內(nèi)磁性襯板的應(yīng)用一般都在鐵礦山且在小介質(zhì)的磨機(jī)內(nèi)使用。一是鐵粉易在磁性襯板表面形成保護(hù)層；二是小介質(zhì)對襯板的沖擊相對較小。隨后在有色礦山上逐步推廣應(yīng)用。
磁性襯板在金堆城鉬業(yè)集團(tuán)有限公司的使用始于1995年，安裝于選鐵車間∮2 100 x4 500的再磨機(jī)上。該球磨介質(zhì)為∮40 mm鋼球，鐵礦粉和碎鋼球形成的吸附墊層厚度達(dá)30 mm，對襯板起到了良好的保護(hù)作用，運(yùn)行至今已有9年未曾更換。1998年以后在選鉬流程中的∮2.1 mx3 m的再磨機(jī)上也相繼換上了磁性襯板，碎鋼球亦能形成良好的吸附墊層，己運(yùn)行了3—5年，實(shí)現(xiàn)了簡體襯板零成本運(yùn)行。
2、磁性襯板在公司一段磨礦中使用的可行性研究
對國內(nèi)多個磁性襯板應(yīng)用廠家進(jìn)行了實(shí)地考察：酒泉鋼鐵公司在一段MQG3 200×3 100球磨機(jī)上使用∮100 mm鋼球，襯板壽命達(dá)2年；首鋼水廠鐵礦一段∮2 700 x3 600格子型球磨機(jī)使用~100mm鋼球。鞍鋼調(diào)軍臺選礦廠一臺∮5.5 m×8.8 m球磨機(jī)使用∮80 mm鋼球，磁性襯板已運(yùn)行近2年，狀況良好。幾家的使用情況均表明：應(yīng)用磁性襯板對球磨機(jī)的生產(chǎn)能力與磨礦產(chǎn)品細(xì)度無不良影響。
但以上都是在鐵礦山上使用，鐵礦石對磁性襯板有保護(hù)功能，且鋼球直徑都在∮100 mm以下。而金堆城鉬業(yè)公司處理的礦石為非鐵礦石，礦石中磁鐵礦的礦物含量僅有0.7%左右，使用的介質(zhì)直徑為∮120 mm，在金堆城鉬業(yè)公司一段磨機(jī)上能否使用磁性襯板還需進(jìn)行可行性研究分析。
國內(nèi)應(yīng)用∮120 mm的鋼球較為少見�？紤]到(∮120 mm與(∮100 mm鋼球在重量上的差別較大（∮120 mm鋼球單個重6.6 kg，∮100 mm鋼球單個重3.9 kg）將磨礦介質(zhì)改為∮100 mm鋼球后會降低磁性襯板被擊碎的風(fēng)險(xiǎn)。
首先本公司礦石普氏硬度10 -16，硬度屬中等，具有降低介質(zhì)直徑采用磁性襯板的可能性。但為了考查減小介質(zhì)直徑后對磨礦效果產(chǎn)生的影響，在改用磁性襯板前進(jìn)行了降低介質(zhì)直徑的試驗(yàn)。
2003年7月21日起先在0#球磨試添加∮100mm的鋼球，改變球徑前后0#球磨的生產(chǎn)指標(biāo)對比如表1所示。改變球徑前后0#球磨溢流粒度組成對比分析見表2。
由表1看出：使用~100 mm的鋼球，溢流細(xì)度比使用~120 mm的鋼球提高了3.98個百分點(diǎn)，新生粒級磨礦，效率提高了2.1 t/h；添加∮120 mm鍛鉚鋼球，2003年1至7月平均鋼球單耗0.77kg/t原礦；添加∮100 mm鑄鐵鋼球，2003年8至12月平均鋼球單耗0.80 kg/t原礦，鋼球單耗略有上升，這與鋼球的材質(zhì)有關(guān)。
由表2看出：使用~100 mm的鋼球，溢流中粗粒級+0.180 mm的含量降低3.11個百分點(diǎn)，可選性好的-0.076 mm含量增加3.98個百分點(diǎn)，這有利于浮選作業(yè)指標(biāo)的提高。從表1和表2可以看出：降低介質(zhì)直徑是可行的。
考慮到鉬礦石磁性礦物含量很少之特點(diǎn)，可采取預(yù)先添加鐵粉、小球、片球的措施。另外還考慮在運(yùn)轉(zhuǎn)期間定期補(bǔ)加一定碎球的措施。
3 磁性襯板的安裝與使用情況
3.1 磁性襯板的結(jié)構(gòu)
該磁性襯板使用硬質(zhì)條形永久磁鐵作為磁性單元，將數(shù)個磁性單元的N極和S極相對交錯排列，鑲嵌進(jìn)保護(hù)材料中，組成磁性襯板塊，并形成一系列的磁回路。磁回路的形成極其重要，它具有兩個功能：第一，將襯板牢固地吸附在磨機(jī)外殼上；第二：吸附磨機(jī)中易磁化的物料，如球磨機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)中磨剝下來的鋼球碎球、碎塊等，形成襯板保護(hù)層。
3.2磁性襯板的工作原理
在磁性襯板的磁場作用下，襯板表面吸附∮25mm左右的鋼球保護(hù)層，由于磁性襯板中磁性單元的N極和S極交錯排列，被吸附的保護(hù)層呈現(xiàn)波紋狀，對物料有提升作用，同時也連續(xù)不斷地補(bǔ)充磨損的保護(hù)層。保護(hù)層使礦料和磨礦介質(zhì)不直接作用于襯板表面，以減緩襯板表面的受力和磨損，延長襯板的使用壽命。
3.3 磁性襯板運(yùn)轉(zhuǎn)使用情況
2003年12月27日0#球磨停車，待球磨內(nèi)礦漿基本排凈后，開始原錳鋼襯板的拆除工作。28日安裝磁性襯板，12月29日早8:40 -次開車成功，運(yùn)行平穩(wěn)，簡體無漏礦漿現(xiàn)象。隨后，對0#球磨進(jìn)行長期的質(zhì)量跟蹤，生產(chǎn)考查結(jié)果見表3。使用磁性襯板后，0#球磨溢流粒度組成見表4。
表3與表1對比可以看出：
(1)使用磁性襯板后，與使用錳鋼襯板、∮100mm鋼球相比，球磨排礦細(xì)度提高了3.91個百分點(diǎn)，溢流細(xì)度提高了1. 52個百分點(diǎn)，球磨運(yùn)轉(zhuǎn)率提高了4. 57個百分點(diǎn)，按新生粒級（-200目）計(jì)磨礦效率提高了0.19t/h。
(2)使用磁性襯板后，與使用錳鋼襯板、∮120mm鋼球相比，溢流細(xì)度提高了5.5個百分點(diǎn)，球磨運(yùn)轉(zhuǎn)率提高了1.97個百分點(diǎn)，按新生粒級（- 200目）計(jì)磨礦效率提高了1.91 t/h。
表3中2003年12. 30至2004.3.31日的鋼球消耗較高，達(dá)到了0. 89kg/t原礦，是因?yàn)樵谑褂么判砸r板初期，對球磨機(jī)內(nèi)小球的消耗規(guī)律掌握不清，添加小球介質(zhì)偏多所致，而且使球磨機(jī)臺時效率受到一定影響。表3中的臺時效率較表1中有所下降，是因?yàn)楣局鄣V山的長遠(yuǎn)發(fā)展考慮，從2004年2月起對球磨機(jī)臺時效率進(jìn)行了限制。
表4與表2對比可以看出：使用磁性襯板后，0#球磨溢流中粗粒級+0.180mm的含量與使用錳鋼襯板的相當(dāng)，可選性好的-0.076 mm含量增加
1. 52個百分點(diǎn)，這有利于浮選作業(yè)指標(biāo)的提高。
由于磁性襯板的重量僅為錳鋼襯板的70%，使得電動機(jī)實(shí)際負(fù)荷減小，因此還具有節(jié)電效應(yīng)。
3.4經(jīng)濟(jì)效益分析
購置一套磁性襯板的費(fèi)用為75萬元；按照目前的使用情況，壽命為一年以上。而一套高錳鋼襯板的使用壽命為5個月，價(jià)格為32.5萬元，則年節(jié)約費(fèi)用6. 25萬元。
使用磁性襯板，保守估計(jì)運(yùn)轉(zhuǎn)率可增加1. 5%，年收入增加157. 06萬元。這還不包括由于磨礦細(xì)度上升所帶來的回收率提高、電耗減少、藥劑用量略減所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益，并且減輕了工人的勞動強(qiáng)度，加強(qiáng)了設(shè)備本體衛(wèi)生。
若在其余9臺球磨機(jī)上推廣應(yīng)用，則經(jīng)濟(jì)效益顯著。
4、結(jié) 論
(1)在更換磁性襯板前，先進(jìn)行了減小鋼球介質(zhì)直徑的試驗(yàn)研究，針對鉬礦石磁性鐵礦含量少的特點(diǎn)，采取了補(bǔ)加磁鐵礦粉、碎球等措施，首次在非鐵礦石大型球磨一段磨礦成功地用磁性襯板取代了錳鋼襯板。
(2)長時間穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)踐表明，磁性襯板具有使用周期加長、提高設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率、減輕工人的勞動強(qiáng)度、設(shè)備本體衛(wèi)生良好的特點(diǎn)，經(jīng)濟(jì)效益顯著。
