锡矿选矿厂降低20%能耗是完全可以实现的。抓手就三个,磨矿段换设备、重选段去掉多余动力、全厂换高效电机加变频控制。磨矿占了全厂六成以上的电耗,把球磨机换成节能型或者加装变频器,这部分的电耗就能砍下来百分之十五到二十。重选段把螺旋溜槽用起来,一台电机不用,处理量还大。全厂电机能效等级从三级换到一级,再加上变频控制,综合节电率做到百分之二十不是问题。

我跟你讲,很多选厂的能耗高不是设备太老,是设计的时候就没把节能当回事。设备选型偏大、电机常年低负荷运行、磨机给矿浓度不稳导致频繁空转、重选段该用螺旋溜槽的地方全上了摇床。解决这些问题根本不用花大钱,属于调一调就能见效。

Q1:锡矿选厂的能耗主要花在哪里?

先搞清楚钱都花在哪了,才好从哪省。

锡矿选矿厂的电耗大头在磨矿和分级工段。不管是岩锡矿的破碎磨矿还是砂锡矿的筛分脱泥,整个流程里最费电的环节就是磨机。

典型数据是这样的,全厂总电耗里磨矿分级占百分之五十五到六十五,破碎筛分占百分之十到十五,重选设备占百分之十到十五,泵类和输送设备占百分之八到十二,辅助系统照明通风仪表等占百分之五到八。

看到这个数据就清楚了,要降能耗,第一刀必须砍在磨矿上。磨矿的能耗砍下来十个点,全厂能耗就掉了六个点以上。

云南某锡选厂吨矿电耗约二十八度,其中球磨机就占了十六度。他们后来做了改造,磨机电耗降了百分之二十二,全厂吨矿电耗降到了二十二点五度。

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Q2:磨矿工段怎么降能耗?换设备还是改参数?

磨矿降能耗有几个办法,我按见效快慢排个序。

第一个是换节能型衬板和钢球。传统高锰钢衬板改成橡胶衬板或者磁性衬板,磨机运行电流能降百分之五到八。钢球改用高铬合金铸造球,磨耗降低百分之三十以上,补球次数少了,停机时间也少了。橡胶衬板价格比锰钢贵,但寿命长一倍还多,综合算下来每吨矿的衬板成本反而更低。

第二个是磨机加装变频器。变频调速能让磨机转速跟着给矿量走,给矿少的时候转速降下来,空转损耗就省了。一般加装变频之后节电率在百分之十到十五。云南某锡矿的球磨机加了变频器,转速从额定值下调了百分之十二,磨机电流降了百分之十八,产品细度反而更均匀了。

第三个是旋流器分级效率优化。分级效率不高的时候,大量合格粒级返回磨机再磨,等于白费工。通过调整旋流器给矿浓度和压力,把分级效率提上去,返砂比降下来,磨机循环负荷减小,电耗自然下降。有矿厂把分级效率从百分之五十五提到百分之六十八,磨机台时处理量提高了百分之十二。

还有一个省钱的路子——能用棒磨机就不用球磨机。棒磨机的单位能耗比球磨机低百分之十五到二十,而且对锡石晶体的破坏小、过粉碎少。新建岩锡矿选厂优先考虑棒磨加球磨的两段磨矿,棒磨负责粗磨,球磨负责细磨,比单用球磨机省电。

Q3:重选设备怎么节能?螺旋溜槽能省多少?

重选设备本身能耗不高,但全厂摇床数量多的时候加起来也是不小的数字。一台摇床一点一千瓦,一个日处理五百吨的岩锡矿选厂摇床数量超过六十台,总功率就是六七十千瓦,一年电费二三十万。

怎么省?在粗选和中选环节用螺旋溜槽替代摇床。螺旋溜槽不用电,一台处理量二到六吨每小时,同样处理量下电耗为零。日处理五百吨的选厂,粗选段用二三十台螺旋溜槽替代部分摇床,每年省下的电费就是十几万。

但螺旋溜槽不能完全替代摇床。螺旋溜槽的富集比不如摇床,精矿品位上不去,所以它适合做粗选和扫选,把大量尾矿提前甩掉,减少进入摇床的矿量。摇床数量减少了,电耗就下来了。

另外跳汰机的能耗也比摇床低。锯齿波跳汰机处理十到十五吨每小时的物料,功率只有七点五千瓦,同样处理量的摇床需要十几台。在粒度合适的粗粒级段,优先用跳汰机而不是摇床。

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Q4:泵类和风机怎么降电耗?

泵类设备全厂数量多、运行时间长,加起来也是不小的电耗。

第一个措施是加变频器。砂泵和渣浆泵的流量和扬程需求是变化的,加变频调速之后能根据实际需求调节转速,节电率一般在百分之十五到二十五。特别是旋流器给矿泵,流量波动大的时候变频效果最明显。

第二个措施是换高效叶轮。老式泵的叶轮效率低,换成高效水力模型的高铬合金叶轮,泵效率能从百分之六十提高到百分之七十五以上,同样的流量和扬程省电百分之十五左右。

第三个措施是优化管道布局。管道弯头多、管径偏小、阀门节流严重,都会增加泵的扬程需求。把管道走顺了、管径换大了、不必要的阀门拆掉,泵的扬程需求降下来,电耗就跟着降。

风机主要是除尘系统和浮选机的充气风机。浮选机的充气量不需要恒定,可以根据矿浆液位和泡沫状态自动调节。加装变频器和自动控制系统之后,浮选风机节电率通常在百分之十五到二十。

Q5:电机升级和变频改造值不值得做?

非常值得。这是节能改造里投入产出比最高的项目之一。

先说电机升级。老式电机能效等级大多是三级甚至更低,新国标一级能效电机的效率比三级高百分之四到六。一台一百千瓦的电机一年运行八千小时,效率差百分之五,一年就多耗四万度电,按七毛一度算就是两万八。全厂大大小小几十上百台电机,换一级能效电机增加的投资一两年就能从电费里省回来。

再说变频改造。磨机、泵类、风机加变频器,平均节电率在百分之十五左右。变频器的投资回收期通常一到两年。但要注意一个问题,变频器不是所有场合都适用。负荷恒定不需要调速的场合,比如皮带输送机,加变频器反而增加损耗。只在负荷变化大的设备上装变频器。

如果预算有限,优先给这几类设备装变频器,球磨机、旋流器给矿泵、浮选机充气风机、尾矿输送泵。这几项做下来,全厂电耗降百分之十五以上没问题。

Q6:节能改造投进去的钱多久能省回来?

直接给你算一笔账。

假设日处理五百吨的砂锡矿选厂,改造前吨矿电耗二十五度、年运行三百天,年耗电三百七十五万度,按电价零点七元每度算,年电费约二百六十三万元。

改造内容及投资:橡胶衬板两套约二十万,磨机变频两台约十八万,旋流器优化约三万,高效节能电机更换五十台约三十万,泵类变频五台约二十万,螺旋溜槽替换部分摇床约十二万,总投入约一百零三万。

改造效果按各项叠加但有一定重复计算,综合节电率百分之十八,年节电六十七点五万度,年省电费约四十七万元。回收期约二十六个月。如果算上政府节能补贴,回收期还能再短一些。

云南有个案例,磨矿段改造加上全厂电机变频升级,总投资约一百二十万,吨矿电耗从二十六点三度降到二十点五度,年省电费约六十万,两年回本。设备寿命期内净省电费超过三百万。

还有一类改造投资更小见效更快。比如调整磨机充填率、优化旋流器操作参数、关停不用的照明和设备,这些几乎零成本的措施就能省三到五个点的电耗。

追问环节:客户最常追问的三个细节

追问一,螺旋溜槽真的不用电吗?效率行不行?

真的不用电,靠重力分选。单台处理量二到六吨每小时,对于细粒锡矿粗选来说回收率能到百分之七十以上。但它只能做粗选,富集比一般在二到四倍,做不到摇床十几倍的富集效果。所以合理的用法是螺旋溜槽粗选抛尾,摇床精选提质。

追问二,节能改造会不会影响回收率?

正确做的节能改造不会影响回收率,反而可能提高。比如磨机加变频之后转速更稳、磨矿细度更均匀,分级效率提高了,回收率反而涨了一两个点。螺旋溜槽替代摇床只用在粗选段,粗选抛尾不影响最终精矿品位。磨机改成橡胶衬板后研磨效率提高,产品粒度分布更集中,对后续重选也有利。

追问三,小选厂有没有必要做节能改造?

更有必要。小选厂的吨矿成本本来就高,电费在成本里占比更大。但小选厂不用一次投太多钱,先做几个几乎零成本的措施,调整操作参数、提高分级效率、关停不用设备,再投几万块把主磨机改成变频控制,节电率就能做到百分之十以上。

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总结

一句话记住,磨机衬板换橡胶、加变频,重选能用螺旋不用摇床,泵类风机加变频,电机换成一级能效,几个动作做下来能耗降百分之二十、回收期两年左右,这笔账怎么算都不亏。