立式螺旋磨矿技术在选矿中的应用

随着富矿、易选矿资源的不断消耗，难选矿的比重越来越大，特别是在我国，要应对一系列共生关系复杂、嵌布粒度细微的矿产资源的开发利用，细粒分选成为一个亟待解决的技术问题。我国有大量金矿、弱磁性铁矿、锰矿、磷矿、铝土矿等因为矿物及伴生矿物嵌布粒度太细而无法有效分选，矿产资源的微细嵌布决定了必须对矿石细磨，使其单体解离，方能实现矿物的有效分选。有文献指出选矿厂破碎-磨矿作业的电耗占全厂总电耗的70%左右，其中磨矿约占60%以上。我国有色金属行业规模以上企业超过6800家，能耗约占全国能源消费量的3.5%。特别是碎磨作业的能耗比国外高30%~50%，效率低30%~40%。我国许多矿产资源复杂难选、有用矿物嵌布粒度粗细差别较大，一段磨矿很难达到多金属矿物充分解离，难以满足分选的要求，且造成磨矿能耗大幅度提高。为了实现资源的综合回收，宜优先采用阶段磨矿、阶段选别技术。

对于矿石的再磨和细磨传统的球磨机已不再满足要求，由此人们开始了各种新型节能高效细磨粉碎设备的研制和完善。1928年Klein和Szegvari最先提出了搅拌磨机概念，1952年河端重胜博士发明塔磨机（即立式搅拌球磨机）。第一台在矿物加工应用的立式搅拌球磨机是由日本制造的。该机已经被用来满足金属矿的高处理量需求，作为一种立式低速搅拌磨，它采用螺旋状的搅拌器来搅拌磨矿介质，这种磨矿机多应用于磨至P80（80%的颗粒通过粒度）为15~30μm的再磨回路中。

立式搅拌球磨机与普通球磨机相比能耗可降低40%~60%，这是因为使用的磨矿介质间的应力是重力的30~33倍，并且最终所需产品可以迅速地排出机体。同时，立式搅拌磨机噪音小、振动小，降低了额外的除噪设施费用，还可大大减少维护和修理费用。目前我国仅有部分厂家、科研单位可以生产干、湿式立式搅拌球磨机，并在黄金、冶金、化工等行业得到一定应用。我国第一台自制的500型塔式磨机就是在20世纪80年代初期由冶金部秦皇岛黑色冶金矿山设计院与地质矿产部南昌化验制样机厂联合设计制造的。然而，国内的立式搅拌磨矿机品种少、规格小，在结构、材质、磨矿介质等许多方面还有待改进，基础理论研究也远远落后国外，需要进一步加强。

立式搅拌球磨机结构与工作原理：

立式搅拌球磨机由筒体、机架、传动装置和搅拌器组成，它是一种垂直安装带有螺旋搅拌装置的细磨设备。筒体内部装有一定量的磨矿介质，如钢球、砾石及瓷球等。物料可由磨机上部或下部给入，在经减速后的螺旋搅拌器的带动下，物料和磨矿介质在磨机内部作整体的多循环运动和自转运动。利用磨矿介质重力和挤压力产生的摩擦、冲击和剪切作用力，物料能够被有效地粉碎。湿式塔式磨粉碎后的物料由机体溢流进入水力分级机，在分级机作用下，粗粒沉向下方，通过管道被泥浆泵吸入并返回机体再磨，水力分级机的溢流即为细粒级产品。立式搅拌球磨机除了有湿式型外，还有干式机型，其结构与湿式磨基本相同，只是用旋风分离器代替了水力分级机，用鼓风机代替了泥浆泵。立式搅拌球磨机属中低速运转，具有较高的介质充填高度，能量利用率高，但是该机筒体太高，维护和检修不太方便。