自北美及南非从20世纪50年代自磨机、半自磨机在金属矿山应用以来,经过60多年的生产实践表明:它与常规碎磨流程相比,取消了中碎以及细碎破碎机、胶带输送机、转运站及建筑厂房,不仅基建速度快,而且基建费用低;不用或少用钢球介质而减少磨矿介质消耗,降低磨矿费用;磨矿过程中产生游离铁少,产品解离度好,有利于后续浮选作业;操作人员少,对工资总额占成本比例较大的国外矿山,如布干维尔铜矿占25%以上,高原谷铜矿占32%,可降低成本;单系列处理能力大,可达2.5万t/d,大型矿山选矿厂采用自磨、半自磨系列少,设备配置紧凑,便于生产管理,如高原谷铜矿,处理量13.3万t/d仅用5个系列。美国Placer开发集团对其所属的澳大利亚Kidston金矿,采用半自磨-球磨流程和对其所属的美国GoldenSunlight金矿,采用三段一闭路破碎1-棒磨-球磨流程进行经济性对比表明:半自磨-球磨流程比破碎-棒磨-球磨流程基建投资低38%,单位矿石成本低7%。
在可行性研究设计中,对用半自磨-球磨流程与三段一闭路破碎-球磨流程进行对比,认为半自磨-球磨流程工艺配套简单,基建费用低,生产易管理,对含泥、含水量较高的冬瓜山高硫矿石更具有优越性。工程造价节省1129万元,生产成本每年减少172万元。随着自磨、半自磨技术的研究发展,工艺流程的完善和改进,许多早期应用自磨机的选厂进行技术改造,用新的工艺流程替代原有流程,使自磨技术的应用效果更加明显。美国希宾铁燧石公司选矿厂9个磨矿系列,采用10.97m×4.57m湿式自磨机的一段自磨工艺,为提高自磨机的生产能力,先将一个系列的工艺流程改为自磨-破碎-干选流程,将38~6.35mm的自磨机筒筛筛上物料进行干式磁选剔出废石后,进入Nordberg的WF-300型水冲击破碎机,给矿浓度55%,最小排矿口8mm,排料粒度为12.7~0mm的落入泵池中,并泵回自磨机,使自磨机产量提高15.5%,电耗降低10%。
改造后的带砾石提取和破碎全自磨回路,自磨机产量达到330~353t,约高于半自磨回路的10%,由于取消磨矿钢球介质,降低电耗和衬板的磨损。本钢歪头山铁矿属鞍山式磁铁矿床,f为12~16,原矿经1200mm旋回破碎机后,给入5.5m×1.8m湿式自磨机;自磨机与3000mm螺旋分级机构成闭路工作。分级机溢流产品经一段脱水槽预选后,进入下段球磨-分级作业。经二段磨矿后进行选别。根据生产实践,原自磨-球磨流程,自磨机产量60~80t/h,第二段球磨机负荷不足,由于难磨颗粒返入自磨机,使自磨机产量降低,若加大给矿量,则自磨机“胀肚”影响磨矿效果。该选厂为提高自磨机产量,进行了技术改造:将自磨机与分级机闭路,去掉分级机改成自返装置闭路;在自磨机中加入钢球介质,球荷为3%~5%,成为半自磨,形成半自磨-球磨流程,解决了原流程存在的问题,在保持最终磨矿粒度的条件下,半自磨机的产量提高10%。
随着自磨、半自磨机大型化的进展,结构不断创新,工艺流程不断改进,自动控制技术不断发展,自磨技术生产能力大、效率高、工艺简单、投资省、钢耗少、磨矿费用低等优越性更加明显,在国外老厂改造和新建的选矿厂越来越多的被采用,已使其成为常规的碎磨流程。面对世界各国自磨、半自磨机快速发展,应引起国内重视自磨技术的研究,尽早开发具有自主知识产权的高附加值产品,加快在我国金属矿山的应用步伐,以满足我国金属需求量日益增加和选矿厂规模不断扩大的需要。