□唐新民铜陵有色集团孙维明铜陵金威铜业有限公司铜陵有色集团冬瓜山铜矿采用半自磨加球磨生产系统。半自磨机产品过粉碎，粒度<0.01mm的微粒过多，影响选矿经济技术指标。将现用8.53X3.96m格子型半自磨机，改造为新型溢流半自磨机。并加大钢球和停用配套球磨机；磨矿产品粒度更佳，节能降耗效果显著。
半自磨加球磨生产系统设计和生产实践生产系统设备的设计铜陵有色集团冬瓜山选矿厂为400万t/a生产规模。粗碎在井下，提运到地表粗矿仓的矿石硬度系数为13左右，粒度<粒度<150mm的占60%以上，粒度<0.01mm的微粒占3°%，其平均粒度为125mm左右。选用1台美国进口的4850kW电机拖动的转速n=0 ~11.6r/min的格子型半自磨机，等量装130、110、90mm钢球120t，装球率为12%；按0.6kg/t单耗每天补加130mm钢球，实际充填率21%左右。半自磨产品粒度<占100%，<4mm的占60%以上，平均粒度为4.4mm；单耗为8.8kW.h/t，破碎和粉磨碎效果比值按平均粒度计算流球磨机，均选用3300kW电机拖动和等厚磁性筒体衬板；等量装80、65、50mm钢球，装球率为30%，按0.6kg/t单耗每天补加80mm钢球。配用600mm旋流器组分级，磨矿产品粒度<上，平均粒度为0.07mm，磨矿单耗为12kW'h/t，破粉碎效果比值为5.2t/kW'h.研磨生产系统实践按设计投入试生产情况月，按上述设计要求投入试生产，半自磨机钢球砸衬板的响声大频率高；处理量只有270t/h左右，50%达产。产品粒度<14mm的占2%左右，接近达标；粒度<0.2mm的占60%以上且<0.01mm的微粒占15%以上，平均粒度为1.54mm；半自磨单耗为16.5kW.h/t，破碎效果比值为5t/kW.h左右。
配开1台球磨机系统，磨矿产品粒度<0.073mm的占63%左右，没有达标。配开2台球磨机系统，磨矿产品粒度<0.073mm的占68%左右，而<0.01mm的微粒占22%，平均粒度为0.075mm左右；磨矿单耗21.8kW.h/t，破粉碎效果比值0.94t/kW.h，只有半自磨机的20%左右<半自磨达产的生产实践为12%左右，并且全速运转不变，负荷逐步由4400kW左右增加到4800kW左右，实际混合充填率由21%增加到35%左右，钢球砸衬板的响声消失；钢球逐步由130mm加大到180mm，处理量翻一番达产，但产品过粉碎仍很严重。
加到540t/h左右达产，产品平均粒度由1.54mm减小到0.73mm，<0.01mm的微粒含量由16%减少到12%左右。半自磨钢球和用电单耗分别为0.7kg/t和8.9kW.h/t，破粉碎效果比值由5t/kW'h增加到19t/kW.h左右。球磨机的实际充填率30%和磨矿浓度50%左右等工况基本没变，且筒体内矿粒很少，磨矿产品平均粒度均为0.07mm左右，破粉碎效果比值只有1t/kW.h左右，其磨矿效果都很差。
半自磨机产品过粉碎原因型半自磨机出料端结构包括出料端衬板（由出料格子板、出料端盲衬板和橡胶端衬板组成；其出料格子板筛孔宽25mm，弧长40mm，出料圆筒筛筛孔宽12.5mm，弧长20mm）、大小提升斗组、出料端盖和圆筒筛。
出料端结构造成产品过粉碎出料端衬板组成内锥面和其上的突包半自磨机出料端结构有32块出料格子板、16块出料端盲衬板和16块橡胶衬板，它们中央都有一块高160mm、宽100mm左右的突包；它们组成150的内锥面，具有很强的搅拌分级作用。由内锥承托的钢球和矿石（浆），随筒体旋转作滑滚动中，自重质量大的钢球和矿石，向内锥面靠近，下沉到锥面，沿锥面滑溜入筒体。靠近锥面的钢球和矿石（浆），被端衬板上的突包搅拌提升到动态安息角（取P=25）后，作垂直于内锥面的抛落运动，把钢球和粒度大的矿石又推入筒体内。内锥面和其上突包，把粒度大的矿粒自溜并推入筒体再破磨粉碎，使粒度<0.3mm的矿粒含量增多。
出料格子板筛孔面积太小出料格子板只在R3.875m和R2.86m之间的圆锥面上布筛孔，用以排矿；筛孔总面积占出料格子板面积的14.3%，只有小于筛孔且紧贴筛孔的矿石（浆），才从筛孔中随矿浆流入提升斗内，绝大多数粒度< 12.5mm的矿粒仍留在筒体内破磨粉碎，使粒度<0.3mm的矿粒大量增加。
格子型强制排矿，造成难选微粒大量增加矿粒随矿浆由筛孔流入转到最低位置的提升斗，在提升斗内沉淀，粒度小的矿粒浮在上层。筒体旋转，提升斗内矿浆面逐步提升到高于筒体内矿浆面时，在斗内上层矿浆，粒度<0.073mm的矿粒大部分流回筒体内破磨粉碎，使筒体内粒度<0.01m的难选微粒大量增加；斗内只有小部分粒度<0.073mm的矿粒（浆），与小于筛孔的矿粒和碎钢球，随筒体旋转被强制灌入出料口。再经出料圆筒筛（筛孔12.5X20mm）分级，粗粒由胶带机送回筒体再破磨粉碎，<12.5mm的矿粒为半自磨产品。
半自磨产品过粉碎改进措施综上述知，出料端衬板组成150锥角的内锥面和其上突包及格子板筛孔总面积太小，它们对钢球和矿石（浆）产生搅拌、推送、沉淀和分级作用，其出料端衬板的形状结构，有利于破粉碎矿石，使半自磨产品粒度<0.3mm的占60%以上，<0.073mm的占32%以上，平均粒度为0.7mm左右。任何破碎生产流程和破碎机都无法实现，实际替代球磨机完成破粉碎比为10.3的磨矿任务。若强化其破粉碎和分级作用，停用配套的球磨机系统设备，半自磨机的产品粒度<0.073mm含量就可达到65%以上。
格子型强制排矿，由出料格子板筛孔流入提升斗内的矿粒沉淀，大部分粒度<0.073mm的矿粒返回筒体内再破磨粉碎，造成<0.01mm微粒大量增加。既减少处理量又影响选矿经济技术指标的提高，这是格子型磨机的弊端；将其改为溢流型，就可圆满解决其产品微粒过多的难题。
冬瓜山矿格子型半自磨机节能改造改造方案首先，把1台球磨机改为新型溢流球磨机，进行单台完成磨矿任务的工业试验。制作进料器专利件，焊固在球磨机的进料口内锥面内；确保实际充填率增加到55%以上，进料端不吐料和不渗漏，制作出料器专利件，替代出料圆筒筛，套装在球磨机出料口内，相当于出料口增设了一台高效螺旋溢流分级机；确保磨矿产品粒度<0.073mm的占65%以上达标。然后钢球加大到90mm（设计说明书最大可允许装100mm钢球）和装球率28%左右不变。停用配套的600mm旋流器分级系统设备。磨矿产品粒度更佳，单台完成磨矿任务，用电单耗下降5kW.h/t以上，全年可节电2000万kW.h以上。试验基本成功后，改造半自磨机。
半自磨机进料端改造的内锥面上，焊固全推送螺旋器，对筒体实施全封闭，确保进料口不吐矿（浆）和不渗漏。自重质量增加8t.现用给矿胶带输送系统基本不变，只去掉返砂胶带运输机。
改造出料端，将其改为溢流型与出料端盖的配装尺寸，制作螺旋溢流分级出料器的专利件，替代现用出料口，去掉出料圆筒筛、出料格子板、高锰钢盲衬板、橡胶衬板和中心衬板；保留角衬板和大提升斗，去掉提升斗和小提升斗，用40mm钢板焊封出料端盖的暴露面；出料端盖筋隔板割掉高于焊封钢板130mm部分，并用12mm钢板在出料端盖外部焊封衬板联结螺钉孔。相当于溢流磨机的出料口增加了1台高效螺旋溢流分级机。自重质量减少58t.停用配套的球磨机系统到250mm，破磨粉碎能力提高50%，就可停用配套的2台5.03X8.3m溢流球磨机。等量装250、225、200mm钢球，装球率12%，按0.5kg/t单耗每天补加250mm钢球；长期运转，筒体内各种钢球的个数基本相同，平球消耗与球径成反比（钢球内外材质相似）。
磨矿产品粒度更佳实施上述改造，出料大提升斗和焊固在出料端盖上钢板组成的内锥面和其上“突包”与现用出料端衬板基本相同；产生的搅拌、推送和分级的作用也基本相同；出料端没有筛孔可排矿，其分级沉淀效果更佳。粒度小的碎钢球和矿石，随矿浆流入出料器内，流出过程中，自重（大）到轻（小）沉淀，下沉的碎钢球和粒度较大的矿粒，由出料器内的螺旋叶片，及时全部推送回筒体破磨粉碎。并在出料器内加水，矿浆浓度由75%减少为30%左右，粒度小的矿粒随矿浆流入出料器圆锥沉淀区再沉淀分级，粒度0.073mm的矿粒，随矿浆全部从出料器端筛板中流出；圆满解决了格子型半自磨机出料提升斗内，大部分粒度<0.073mm矿粒返回筒体再破磨粉碎，造成粒度<0.01mm微粒过多的难题。由半自磨机出料器端筛板筛孔排出的矿浆，为磨矿产品，粒度0.073mm的含量确保在65%以上，粒度<0.01mm的含量由目前的20%左右减少到10%以下。
确保达产的措施态安息角P=25、转速n=11.6r/min、动态充填率nc=45%、钢球加大到250mm和相关数据推算出实际充填率n=55.8%，下落冲击合力矩力臂L合=0.58m.按装球率n球= 12%、钢球密度r钢=7.7t/m3和r球=4.6t/m3、矿石（浆）混合密度r矿=2.3t/m3、计算钢球和矿石（浆）的混合密度为r=3.0t/m3、Ni=4780kW，处理量Ai=578t/h，用电单耗8.3kW.h/t以下。确保完成400万t/a破磨生产任务。
全年可创节能降耗经济效益6 000万元以上实施上述改造后，磨矿产品粒度<0.073mm的含量增加5%以上，<0.01mm难选微粒含量成倍减少。选铜回收率提高1%以上，年创收2000万元。半自磨加球磨单耗20.2kW.h/t左右，改造后半自磨机平均单耗8.6kW.h/t以下，全年可节电4640万kW.h以上。
钢球消耗基本上与球径成反比，钢球一般经过热处理、表面耐磨后单耗0.6kg/t.改造只用250mm大钢球，钢球单耗下降到0.6kg/t.全年节省钢停用1台1.2m的半自磨机的返砂胶带运输机、2台溢流球磨机、2组旋流器和配套的渣浆泵组及管道，全年可减少材料备件消耗和维修费用共计1000万元以上。
确保安全环保运转按上所述，半自磨机全速运转，负荷为4780kW，才接近额定负荷；若转速11r/min左右和给矿量550t/h左右操作，电机负荷为4负荷率不到96%.按设备使用说明书，筒体回转自重质量G0=610t，油膜主轴承的极限油压为120MPa，工作油压为100MPa.自投产以来，装120t钢球不变，实际充填率由21%增加到35%左右。因钢球和矿石下落冲击破碎力系数大幅度减小，油膜主轴承的工作油压均为90MPa左右。按实际充填率32%计算，筒体内钢球和矿石（浆）总量G=230t.改造后筒体自重质量为Gq=560t，装球率12%不变，钢球和矿石（浆）的实际混合充填率增加到56%，则筒体内钢球和矿石（浆）总量G=350t.则油膜主轴承的实际工作油压，由90MPa增加到90X（G0+G）+（G0+G）=97.5MPa，略小于额定工作油压。
综上所述，用给送料器和出料器的两专利件，改为实际充填率为55%以上的溢流半自磨机，钢球加大到250mm，停用2台球磨机和旋流器分级系统，不仅可确保安全环保运转，圆满解决产品过粉碎问题，而且全年可创节能降耗经济效益6000万元以上。