1 前言

我国钨的储量及产量均居世界首位, 冶炼工厂50年代开始筹建, 但兴盛于80年代。各冶炼厂的工艺设计、设备选型及科技进步方面, 差距较大, 国内50个仲钨酸、钨酸等制品厂，采用先进磨矿、浸矿、萃取、结晶、干燥、煅烧工艺者只有少数, 多数工艺流程和设备布置不尽合理。金属回收率长期在80~90%之间徘徊, 不少匆忙建的工厂, 工艺设备、生产环境很差, 属粗放型生产。为促进APT生产和其它钨制品的开发和出口, 加速重点企业引进改造, 普及推广新技术、新设备, 开拓新的研究领域, 创造出工艺流程短、机械化自动化程度高、金属收率高的封闭式生产线, 是当务之急。

钨矿石的细碎设备大体分为:

a黑钨精矿回转式干式磨矿、风力收集磨矿系统(50年代苏联设计)

b单筒振动球磨供矿系统

c悬辊式干式磨矿风力收集供矿系统(雷蒙磨)

d回转球磨-三筒振动球磨湿式磨矿系统。

e三筒连续振动球磨湿式磨矿系统。

过去磨矿工艺设计及设备选型, 对如何提高设备寿命、研磨效率以及对工艺的适应性, 考虑很少。株州、自贡、南昌、旅顺、江阴、温州等能生产振动球磨的厂家, 对球磨的改进、耐磨件选材、易损件更换、球磨与浸出工艺的综合研究, 注意不够。中南工大碱热球磨工艺的开发与研究, 将球磨和热压浸出二道工序合拼, 对钨湿法冶炼贡献很大。本文推荐ZM系列连续振动球磨机, 目的在于不改变现行工艺设备, 通过改变球磨和浸出工艺条件, 获得碱热球磨的效果。

2 矿石性质与磨矿设备

根据黑白钨矿物理机械性质, 矿石粉碎可按撞击和碾磨工艺原理, 选用磨矿设备。

兹将表列主要机型简介于后:

a φ1200×12O0回转球磨机。矿石的细磨靠随转动的筒体转动和落下球的撞击, 以及球与球、球与衬板的研磨作用。粉料经风选、旋风吸尘器收集、布袋吸尘完成磨矿作业。主机功率大, 附属设备多, 占地面积和维修量都大。

b旋辊式雷蒙磨。矿石的细磨靠转动的悬辊与立式筒壁的挤压作用。风选分级, 粗的落入研磨室重磨, 矿粉细度可以控制, 磨矿效果好, 超过320目的有98%;但整机容量大, 占地面积大, 要求厂房高, 矿粉供给不能实现管道化。

c单筒振动球磨机。靠上下振动球的撞击将矿石粉碎。干磨粉尘浓度高劳动条件差; 振动力矩较小故产量偏低。现已被ZM系列取代。

d ZM系列三筒连续振动球磨机。是在单双筒球磨机基础上发展起来的新型机型, 磨矿原理是在高速旋转偏心轴和偏心轮的作用下, 机架中的筒体产生高频振动, 钢球和物料随之上下旋转振动, 撞击矿砂研磨成矿浆, 分别从下筒排出。该系列球磨机生产厂较多, 专业厂二家, 江阴振动机械厂生产的双筒, 主轴、偏心轴、联轴节设计较理想, 筒体水冷隔音, 噪音小于85分贝。温州生产三筒振动球磨机, 采用国外衬胶机型, 噪声85-90分贝。但上述二家生产的球磨机筒体不耐磨, 寿命低, 价高。株洲、自贡、南昌等钨业冶炼厂, 自制的球磨机除上述弱点外, 轴承易坏, 噪声大90-98分贝。有些厂已采取房式消声装置, 噪声虽降至国家环境保护要求以下, 但造价比制作一台球磨机的价格还高。

3 KZM三筒连续振动球磨机

沈阳有色设计研究院与株洲硬质合金厂旅顺分厂, 在株州机型的基础上, 经过改进后生产的KZM机型, 以磨矿量大，磨矿粒度细, 装机功率低，耐磨部件易于更换且耐磨, 矿砂供给、料浆输送均布置紧凑, 而进入球磨设备技术市场, 并促进了球磨、碱压煮浸出工艺的变革。黑钨精矿碱热球磨新工艺, 将在拥有KZM机型和普通常压压釜的厂家应用, 并进而发展与提高。

KZM三筒振动球磨机经动力学计算, 振幅、加速度设计为可调式(通过增减偏心轮的偏心配重块数量来实现), 因而偏心力矩大, 为灵活调节设备性能和增产提供了方便。采用迷宫式密封高温滑脂和双列调心滚子轴承, 从而加大了轴承规格。主机选用16Si₂ Mn弹簧钢, 筒体由耐磨易更换的复合衬板组成, 可减少主弹簧个数, 加大尺寸。经调整重设计的KZM球磨机, 易损件更换容易, 各部件使用寿命长, 运转可靠, 球磨及其浸出效率, 将得到保证和提高。不足之处是设备大中修拆卸费时; 软振动胶管连接件设计不如江阴厂, 且噪音大。为此建议, 经调研、信息、反溃后再简化部件, 调整机型; 配备专用拆卸工具和易损另件, 以及采用新颖复合筒体或喷涂聚酰氨泡沫塑料, 消除噪音。