论文部分内容阅读
摘要：经过对硫化矿流程设备选型、配置的问题查找，根据问题制定相应的防范措施的研究，保证设计上最大限度地不产生失误、损失和缺陷，为硫化矿流程的设计、设备选型、设备配置、动能的配套以及自动化的配置提供借鉴，为相应的设计人员和业主提供参考。
关键词：硫化铜矿；浮选流程；机电设备；配置与选型；提供参考
现行的硫化矿选矿流程生产线多分为四部分：碎矿、磨矿、浮选、脱水。中标的设计院根据科研院所的选矿试验、小型流程实验所确定的工艺流程图，业主拟定的生产能力指标，市场现有矿山机械设备，原矿性质，海拔高度，结合设计规范对这几部分进行设计，并进行设备配置和选型。由于设计人员对设备的认识、喜好、对机械生产厂家的熟悉程度、工艺流程的理解等因人而异会设计出能达到工艺要求和生产要求的配置和选型很多。如果再加上经济成本这一项，那符合流程的设备配置就更多、更复杂。原因是机械设备分进口的和国产的，进口的有高端的中端和低端的，国产的更是五花八门，应有尽有。怎样设计出配置合理，投资成本适度又符合生产要求，同时，又要符合安全、环保、清洁生产、节能要求的生产线是一个复杂过程和艰苦的工作。如果设计人员调研不够，设计单项比较肤浅，又加上不到工业现场核实，就有可能出现设计缺陷和设计偏差。
1.现行设计中设备配置和选型存在的问题
1.1碎矿系统问题
1.1.1碎矿工艺配置老套，不因地制宜，皮带廊太长，漏斗太高。以前设计的碎矿工艺规模小一点的采用两段碎或三段碎，多采用颚式破碎机，没有筛分机，皮带运输机少且短，矿石粒度不均匀，但成本低，采用较多；规模大一点的采用三段一闭路，一般是粗碎用颚式破碎机，中碎和细碎采用圆锥破碎机，中间加筛分，矿石粒度基本能保证。但对矿石水分的要求较高，不然就堵塞细碎、筛分和漏斗，影响整个流程的正常运行。另一个就是运输机较多，场地不好就会制约流程设计，就会出现皮带廊较长，高漏斗的现象。从工艺指标的设计上是达到了要求，但这样就增加了建设成本和运行成本，缺陷显而易见。
1.1.2设备种类繁多，主要设备又不来自一个厂家，维护难，配件难以组织。碎矿主要机械设备分为粗碎设备、中细碎设备、运输设备、筛分设备、除尘设备、吊装设备等，这些设备在一个矿山设备生产厂是没法买到的，因为有的是特种机械设备，只有特种厂才能生产。如果是国有企业通过招标采购那厂家更多，国产的、进口的、合资的让你不知所措。设计人员没有主见无法设计，业主在事前不把握好招标方法实现招标困难，就是招标和设计成功，安装好了运行比较好，维护也困难，运行成本高，采购成本高。
1.2磨矿系统问题
1.2.1磨矿设备的选型和配置不符合清洁生产，设备运行噪音大。球磨机的运行噪音主要来至承载运行噪音、大小齿轮运行咬合的噪音、研磨体钢球撞击噪音等。现行的磨矿设备从形状上看有立式的、有卧式的，一般采用卧式球磨机。卧式球磨机分为湿式球磨机和干式球磨机，硫化矿磨矿中一般采用湿式球磨机且采用単仓的，不采用多仓的。单仓的的分为溢流型和格子型球磨机，一般易磨易选的矿石采用格子型球磨机（强行排矿类）；难选矿，细度要求大的矿采用溢流型球磨机，但往往设计的时候把这个搞反或混为一谈。球磨机的承载方式分两种，一种是采用巴氏合金瓦承载，另一种是轴承承载。轴承承载运行的噪音较小运行阻力相对均匀，巴氏合金的运行阻力不均匀且噪音大，现多采用轴承承载球磨机。球磨衬板有锰钢和橡胶衬板两种，性能各有千秋。锰钢衬板耐磨成本低，现采用的较多，但噪音大，不利于清洁生产，危害职业健康；橡胶衬板运行噪音相对较小，不耐磨，成本高，但橡胶衬板密封效果较好，不遗漏矿浆，对清洁生产，员工职业健康有有帮助。
1.2.2球磨机和浮选工艺不配套，和分级设备不配套，和矿石性质不相符合。球磨机如果是格子型的，意味着矿石易磨易选，排出的矿浆较粗。配套分级设备应是螺旋分级机，浮选机应是搅拌能力较强，充气能力好的浮选机，例如SF型浮选机；球磨机如果是溢流型的，意味着矿石难选，细度要求较高，配套分级设备应是旋流器，浮选机就要考虑搅拌能力适中，浮选液面平稳的浮选机，例如BF，XJK型浮选机，但在设计上，没有经验的设计师，只考虑实现功能，没有考虑完全最佳状态，往往配置不好，配置相反，运行效果没有实验室的好，不能充分实现理论指标。
1.2.3磨矿设备和分级设备能力不匹配；磨矿设备的处理能力和分级设备的处理能力理论上是确定的，但由于设计人员的经验和设计能力导致两台设备的能力不匹配。一是球磨机的类型和分级设备不配套，导致不匹配，主要是相同处理能力的设备对处理不同细度的矿浆的能力不一样，相同处理能力不同处理设备由于处理方式变化也会造成处理能力下降；二是设计人员本身设计就不匹配，分级设备无法完成分级处理任务。
1.2.4球磨机富裕系数太大，不经济。球磨机的处理能力选择是设备厂家早就确定好的，有部分设计人员，为了保证处理能力的绝对性，人为加大取值系数。实际上厂家生产的球磨机在确定的处理能力的时候本身就放大了保证系数，如果设计人员再放大一次，那富裕系数太大，不经济，且不利于组织生产，采选能力不配套。
1.3浮选系统问题
1.3.1浮选机台数设计富余量不大就小，影响投资成本和流程指标。浮选机的选择除了和球磨机配套以外，还要考虑矿浆中有效金属元素被浮选的时间，即浮选机的容积和选别时间的配套，有很多的设计人员对试验实验的数据不充分消化盲目设计，计算数据不准确，导致浮选机台数不多就少，致使选矿指标难以实现。
1.4脱水系统问题
1.4.1脱水设备的选型和配置过滤效果差，不符合矿浆性质，没有完全选对设备；过滤机的选择需通过大量的试验，反复论证，最终确定过滤机的类型，不是盲目追求高科技，而是要选择适合的。往往试验实验都对这部分不是太重视，草草了事，设计也草草了事，业主使用的时候就大大的出事，不是过滤不起来就是过滤效果差，影响上游生产和增加运输难度，总的来说就是设计的过滤机没有符合矿浆性质导致的结果。 1.4.2设计能力不大就小，过滤不完影响上游生产，不够过滤，等待来料影响过滤质量。设计人员认真分析矿浆性质，选对了过滤机，但大多数人员都会保证处理能力的问题，人为的加大过滤机的处理面积，导致过滤机容量大而不能均衡生产。大了上面来料不够加工，员工等来料休息，效率不高；小了处理不完，被迫停止上游生产，影响整个流程均衡生产。
2.解决问题的办法
2.1正确把握国家政策和法律法规
设计人员设计的流程设备无论是机械还是电气必须符合清洁生产，节能减排规定，那怕是现有相似生产流程惯用的设备，只要在国家明文规定的淘汰设备目录中就不能进行流程设备设计，尽量采用国家倡导的节约环保型新产品，尽量采用适合的新工艺、新技术产品，这样才能在今后的生产中不被淘汰，引起不必要的企业损失。
2.2选矿工艺论证要深，矿石、矿浆性质了解要透
首先业主要对本企业硫化矿矿石的取样要有代表性保证；其次业主要求科研单位必须把矿石的物理性质、化学性质搞准；三是选矿工艺流程必须做大样流程试验，况且要基本符合实际流程。四是选矿设计人员要认真研究科研资料，初步选出适合工艺流程的主机设备和配套设备。
2.3现场调研必须做扎实
2.3.1设计人员必须亲自踏勘现场。踏勘现场的目的就是了解工艺线上的场坪基础是否符合工艺要求，相关设备是否能在现有的基础上完成安装和布置。配合场坪设计人员做好基础设计，避免导致闭门造车形成的流程长、高漏斗现象。
2.3.2机械设计人员必须配合电气设计人员、自动化设计人员、吊装设计人员充分研究整个工艺情况，让所有相关设计人员共同研究工艺，懂得相关机电设备的运行原理，机电一体化控制过程，自动化的实现的机理等等。要到现场做调研，研究设备、电器、自动化在当地实现的可行性。包括员工素质、技术人员能力、地质地貌、环境的温度湿度、霜降期长度、雨季周期等。经过论证，选出来的设备、电器才能适应当地气候。不至于实现不了工艺要求而导致设计失败。
2.4机电设备对照调研必须充分
2.4.1机电设备在实现工艺指标的基础上必须对照调研质量和经济性。机电设备设计的五大目的：一是实现工艺要求的功能；二是选择设备质量可靠，皮实耐用，备件、配件便于采购的参考设备；三是尽量采用先进技术和先进工艺；四是考虑运行成本和建设成本的合理性；五是为土建建设提供尺寸依据和建设的全部资金预算提供条件。根据要实现的目标设计人员对国内外市场生产的设备进行比对，选择质量可靠，运行成本低、建设成本低的设备为参考进行初步设计，待使用情况调研之后进行施工图设计，通过这样的调研就不会造成因设计人员喜好因素，设计院追求设计利润，个别厂家勾兑设计人员而造成设计缺陷和设计损失。
2.4.2机电设备在实现工艺指标的基础上必须对照调研实现配套功能。对于设备配套在设计中也是一个最重要的问题，即使上一道工序对质量，可行性、经济性、工艺的实现做了大量的工作，如果没有进行设备配套研究同样无法正常实现理论目标，甚至导致工艺不畅通，难以组织生产，要能很好完成设计目标，必须研究设备配套，特别对球磨机和分级机的配套研究对比要认真仔细，方案要有相当的把握，如果一旦建成实现不了目标，要改造都不好实现，要么工艺要求不了，要么建设场地局限改建不了。球磨和浮选机也要研究配套，不配套会导致产能达不到要求，技术指标达不了产，不能出合格产品。工艺上的的所有设备在最后都要统一计算配套问题，大的要调小，小的要调大，实现匹配效能。设备的配套完成后，最后的环节是电气配套和自动化配套，这也是一个设计薄弱环节。很多时候认为自动化不重要，动力配置也无所谓，这实际上是设计人员和业主的舒服大意，没有充分的意识到设备配套再好，也需要动能和先进的程序来实现目标，通过动能推动和自动化控制功能来体现先进性和科学性，所以，在设备配置设计中动能配置和制动化配置同样重要。
2.4.3机电设备在实现工艺指标的基础上必须对照调研使用情况。设计人员、业主对初步设计出来的工艺流程、设备配套、主机设备、电气配置、自动化设置要做使用情况调研。主要的方法是参观现有相似企业使用这些设备的情况，相同工艺使用同样设备的情况，这些设备相同工艺采用动能的情况和采用自动化的情况，用以对初步设计进行修改和调整，这样对涉及的工艺流程，设备配套、动能配置、自动化配置才有十分的把握，避免造成设计损失和设计缺陷。
2.4.4机电设备在实现工艺指标的基础上，不管是设计人员还是业主都要尽量考虑机电设备的厂家越少越好，如果能一家提供所有的机电设备，那这样更好，但愿望不可能。在不可能的基础上，设计人员业主都要尽可能的减少机电设备供应厂家。这样才能保证机电设备运行成本低；备品备件采购成本低，供货及时，组织快捷；设备维修维检方便。
3.结论
经过对硫化矿流程设备选型、配置的问题查找，根据问题制定相应的防范措施，设计上可以最大限度地不产生失误、损失和缺陷，为硫化矿流程的设计、设备选型、设备配置、动能的配套以及自动化的配置提供借鉴，为相应的设计人员和业主提供参考。
参考文献：
[1]孙时元主编.《中国选矿设备手册》.科学出版社
[2]章定民.《机械设计基础》.广西教育出版社
作者简介：滕龙鱼：男，（1965.1.19-），汉族，重庆南川人；四川电大机电一体化大专毕业，重庆大学电气工程本科毕业，西南财大工商硕士毕业，机电高级工程师，研究方向：实用机电技术；四川里伍铜业股份有限公司工作，公司副总经理，雅砻江矿业董事长。
关键词：硫化铜矿；浮选流程；机电设备；配置与选型；提供参考
现行的硫化矿选矿流程生产线多分为四部分：碎矿、磨矿、浮选、脱水。中标的设计院根据科研院所的选矿试验、小型流程实验所确定的工艺流程图，业主拟定的生产能力指标，市场现有矿山机械设备，原矿性质，海拔高度，结合设计规范对这几部分进行设计，并进行设备配置和选型。由于设计人员对设备的认识、喜好、对机械生产厂家的熟悉程度、工艺流程的理解等因人而异会设计出能达到工艺要求和生产要求的配置和选型很多。如果再加上经济成本这一项，那符合流程的设备配置就更多、更复杂。原因是机械设备分进口的和国产的，进口的有高端的中端和低端的，国产的更是五花八门，应有尽有。怎样设计出配置合理，投资成本适度又符合生产要求，同时，又要符合安全、环保、清洁生产、节能要求的生产线是一个复杂过程和艰苦的工作。如果设计人员调研不够，设计单项比较肤浅，又加上不到工业现场核实，就有可能出现设计缺陷和设计偏差。
1.现行设计中设备配置和选型存在的问题
1.1碎矿系统问题
1.1.1碎矿工艺配置老套，不因地制宜，皮带廊太长，漏斗太高。以前设计的碎矿工艺规模小一点的采用两段碎或三段碎，多采用颚式破碎机，没有筛分机，皮带运输机少且短，矿石粒度不均匀，但成本低，采用较多；规模大一点的采用三段一闭路，一般是粗碎用颚式破碎机，中碎和细碎采用圆锥破碎机，中间加筛分，矿石粒度基本能保证。但对矿石水分的要求较高，不然就堵塞细碎、筛分和漏斗，影响整个流程的正常运行。另一个就是运输机较多，场地不好就会制约流程设计，就会出现皮带廊较长，高漏斗的现象。从工艺指标的设计上是达到了要求，但这样就增加了建设成本和运行成本，缺陷显而易见。
1.1.2设备种类繁多，主要设备又不来自一个厂家，维护难，配件难以组织。碎矿主要机械设备分为粗碎设备、中细碎设备、运输设备、筛分设备、除尘设备、吊装设备等，这些设备在一个矿山设备生产厂是没法买到的，因为有的是特种机械设备，只有特种厂才能生产。如果是国有企业通过招标采购那厂家更多，国产的、进口的、合资的让你不知所措。设计人员没有主见无法设计，业主在事前不把握好招标方法实现招标困难，就是招标和设计成功，安装好了运行比较好，维护也困难，运行成本高，采购成本高。
1.2磨矿系统问题
1.2.1磨矿设备的选型和配置不符合清洁生产，设备运行噪音大。球磨机的运行噪音主要来至承载运行噪音、大小齿轮运行咬合的噪音、研磨体钢球撞击噪音等。现行的磨矿设备从形状上看有立式的、有卧式的，一般采用卧式球磨机。卧式球磨机分为湿式球磨机和干式球磨机，硫化矿磨矿中一般采用湿式球磨机且采用単仓的，不采用多仓的。单仓的的分为溢流型和格子型球磨机，一般易磨易选的矿石采用格子型球磨机（强行排矿类）；难选矿，细度要求大的矿采用溢流型球磨机，但往往设计的时候把这个搞反或混为一谈。球磨机的承载方式分两种，一种是采用巴氏合金瓦承载，另一种是轴承承载。轴承承载运行的噪音较小运行阻力相对均匀，巴氏合金的运行阻力不均匀且噪音大，现多采用轴承承载球磨机。球磨衬板有锰钢和橡胶衬板两种，性能各有千秋。锰钢衬板耐磨成本低，现采用的较多，但噪音大，不利于清洁生产，危害职业健康；橡胶衬板运行噪音相对较小，不耐磨，成本高，但橡胶衬板密封效果较好，不遗漏矿浆，对清洁生产，员工职业健康有有帮助。
1.2.2球磨机和浮选工艺不配套，和分级设备不配套，和矿石性质不相符合。球磨机如果是格子型的，意味着矿石易磨易选，排出的矿浆较粗。配套分级设备应是螺旋分级机，浮选机应是搅拌能力较强，充气能力好的浮选机，例如SF型浮选机；球磨机如果是溢流型的，意味着矿石难选，细度要求较高，配套分级设备应是旋流器，浮选机就要考虑搅拌能力适中，浮选液面平稳的浮选机，例如BF，XJK型浮选机，但在设计上，没有经验的设计师，只考虑实现功能，没有考虑完全最佳状态，往往配置不好，配置相反，运行效果没有实验室的好，不能充分实现理论指标。
1.2.3磨矿设备和分级设备能力不匹配；磨矿设备的处理能力和分级设备的处理能力理论上是确定的，但由于设计人员的经验和设计能力导致两台设备的能力不匹配。一是球磨机的类型和分级设备不配套，导致不匹配，主要是相同处理能力的设备对处理不同细度的矿浆的能力不一样，相同处理能力不同处理设备由于处理方式变化也会造成处理能力下降；二是设计人员本身设计就不匹配，分级设备无法完成分级处理任务。
1.2.4球磨机富裕系数太大，不经济。球磨机的处理能力选择是设备厂家早就确定好的，有部分设计人员，为了保证处理能力的绝对性，人为加大取值系数。实际上厂家生产的球磨机在确定的处理能力的时候本身就放大了保证系数，如果设计人员再放大一次，那富裕系数太大，不经济，且不利于组织生产，采选能力不配套。
1.3浮选系统问题
1.3.1浮选机台数设计富余量不大就小，影响投资成本和流程指标。浮选机的选择除了和球磨机配套以外，还要考虑矿浆中有效金属元素被浮选的时间，即浮选机的容积和选别时间的配套，有很多的设计人员对试验实验的数据不充分消化盲目设计，计算数据不准确，导致浮选机台数不多就少，致使选矿指标难以实现。
1.4脱水系统问题
1.4.1脱水设备的选型和配置过滤效果差，不符合矿浆性质，没有完全选对设备；过滤机的选择需通过大量的试验，反复论证，最终确定过滤机的类型，不是盲目追求高科技，而是要选择适合的。往往试验实验都对这部分不是太重视，草草了事，设计也草草了事，业主使用的时候就大大的出事，不是过滤不起来就是过滤效果差，影响上游生产和增加运输难度，总的来说就是设计的过滤机没有符合矿浆性质导致的结果。 1.4.2设计能力不大就小，过滤不完影响上游生产，不够过滤，等待来料影响过滤质量。设计人员认真分析矿浆性质，选对了过滤机，但大多数人员都会保证处理能力的问题，人为的加大过滤机的处理面积，导致过滤机容量大而不能均衡生产。大了上面来料不够加工，员工等来料休息，效率不高；小了处理不完，被迫停止上游生产，影响整个流程均衡生产。
2.解决问题的办法
2.1正确把握国家政策和法律法规
设计人员设计的流程设备无论是机械还是电气必须符合清洁生产，节能减排规定，那怕是现有相似生产流程惯用的设备，只要在国家明文规定的淘汰设备目录中就不能进行流程设备设计，尽量采用国家倡导的节约环保型新产品，尽量采用适合的新工艺、新技术产品，这样才能在今后的生产中不被淘汰，引起不必要的企业损失。
2.2选矿工艺论证要深，矿石、矿浆性质了解要透
首先业主要对本企业硫化矿矿石的取样要有代表性保证；其次业主要求科研单位必须把矿石的物理性质、化学性质搞准；三是选矿工艺流程必须做大样流程试验，况且要基本符合实际流程。四是选矿设计人员要认真研究科研资料，初步选出适合工艺流程的主机设备和配套设备。
2.3现场调研必须做扎实
2.3.1设计人员必须亲自踏勘现场。踏勘现场的目的就是了解工艺线上的场坪基础是否符合工艺要求，相关设备是否能在现有的基础上完成安装和布置。配合场坪设计人员做好基础设计，避免导致闭门造车形成的流程长、高漏斗现象。
2.3.2机械设计人员必须配合电气设计人员、自动化设计人员、吊装设计人员充分研究整个工艺情况，让所有相关设计人员共同研究工艺，懂得相关机电设备的运行原理，机电一体化控制过程，自动化的实现的机理等等。要到现场做调研，研究设备、电器、自动化在当地实现的可行性。包括员工素质、技术人员能力、地质地貌、环境的温度湿度、霜降期长度、雨季周期等。经过论证，选出来的设备、电器才能适应当地气候。不至于实现不了工艺要求而导致设计失败。
2.4机电设备对照调研必须充分
2.4.1机电设备在实现工艺指标的基础上必须对照调研质量和经济性。机电设备设计的五大目的：一是实现工艺要求的功能；二是选择设备质量可靠，皮实耐用，备件、配件便于采购的参考设备；三是尽量采用先进技术和先进工艺；四是考虑运行成本和建设成本的合理性；五是为土建建设提供尺寸依据和建设的全部资金预算提供条件。根据要实现的目标设计人员对国内外市场生产的设备进行比对，选择质量可靠，运行成本低、建设成本低的设备为参考进行初步设计，待使用情况调研之后进行施工图设计，通过这样的调研就不会造成因设计人员喜好因素，设计院追求设计利润，个别厂家勾兑设计人员而造成设计缺陷和设计损失。
2.4.2机电设备在实现工艺指标的基础上必须对照调研实现配套功能。对于设备配套在设计中也是一个最重要的问题，即使上一道工序对质量，可行性、经济性、工艺的实现做了大量的工作，如果没有进行设备配套研究同样无法正常实现理论目标，甚至导致工艺不畅通，难以组织生产，要能很好完成设计目标，必须研究设备配套，特别对球磨机和分级机的配套研究对比要认真仔细，方案要有相当的把握，如果一旦建成实现不了目标，要改造都不好实现，要么工艺要求不了，要么建设场地局限改建不了。球磨和浮选机也要研究配套，不配套会导致产能达不到要求，技术指标达不了产，不能出合格产品。工艺上的的所有设备在最后都要统一计算配套问题，大的要调小，小的要调大，实现匹配效能。设备的配套完成后，最后的环节是电气配套和自动化配套，这也是一个设计薄弱环节。很多时候认为自动化不重要，动力配置也无所谓，这实际上是设计人员和业主的舒服大意，没有充分的意识到设备配套再好，也需要动能和先进的程序来实现目标，通过动能推动和自动化控制功能来体现先进性和科学性，所以，在设备配置设计中动能配置和制动化配置同样重要。
2.4.3机电设备在实现工艺指标的基础上必须对照调研使用情况。设计人员、业主对初步设计出来的工艺流程、设备配套、主机设备、电气配置、自动化设置要做使用情况调研。主要的方法是参观现有相似企业使用这些设备的情况，相同工艺使用同样设备的情况，这些设备相同工艺采用动能的情况和采用自动化的情况，用以对初步设计进行修改和调整，这样对涉及的工艺流程，设备配套、动能配置、自动化配置才有十分的把握，避免造成设计损失和设计缺陷。
2.4.4机电设备在实现工艺指标的基础上，不管是设计人员还是业主都要尽量考虑机电设备的厂家越少越好，如果能一家提供所有的机电设备，那这样更好，但愿望不可能。在不可能的基础上，设计人员业主都要尽可能的减少机电设备供应厂家。这样才能保证机电设备运行成本低；备品备件采购成本低，供货及时，组织快捷；设备维修维检方便。
3.结论
经过对硫化矿流程设备选型、配置的问题查找，根据问题制定相应的防范措施，设计上可以最大限度地不产生失误、损失和缺陷，为硫化矿流程的设计、设备选型、设备配置、动能的配套以及自动化的配置提供借鉴，为相应的设计人员和业主提供参考。
参考文献：
[1]孙时元主编.《中国选矿设备手册》.科学出版社
[2]章定民.《机械设计基础》.广西教育出版社
作者简介：滕龙鱼：男，（1965.1.19-），汉族，重庆南川人；四川电大机电一体化大专毕业，重庆大学电气工程本科毕业，西南财大工商硕士毕业，机电高级工程师，研究方向：实用机电技术；四川里伍铜业股份有限公司工作，公司副总经理，雅砻江矿业董事长。