半自磨流程應用過程中的預破碎工藝和頑石破碎工藝：
在半自磨流程應用過程中，隨著礦山的開采，部分礦山會出現(xiàn)礦石變硬導致半自磨機處理能力下降，或者原礦品位下降導致精礦產(chǎn)量降低等問題。此時需要對半自磨流程進行優(yōu)化改造，以增加半自磨流程的原礦處理量，從而保證精礦產(chǎn)量的穩(wěn)定。由于國內半自磨流程的應用時間較短，一些半自磨流程的優(yōu)化僅僅局限在操作工藝參數(shù)的優(yōu)化方面，尚沒有半自磨流程優(yōu)化改造的案例。國外礦山應用半自磨流程時間較長，一些礦山曾對半自磨流程進行過成功的流程改造，在礦石變硬或者是原礦品位下降的情況下達到了提產(chǎn)增效的目的。
增加預破碎工藝
1 預破碎工藝流程
現(xiàn)有的半自磨流程一般采用粗碎(采用顎式破碎機或者旋回破碎機) —半自磨—球磨的碎磨流程。增加預破碎工藝是指在半自磨機前、粗碎工藝后增加二段破碎工藝，破碎設備為圓錐破碎機。增加二段破碎的目的是將粗碎產(chǎn)品中的中間粒級物料進行破碎，從而降低半自磨機給礦的中間粒級物料含量，以降低半自磨機的破碎單位能耗，提高半自磨機的處理量。由于這部分中間粒級的物料在進入半自磨機前通過二段圓錐破碎機進行破碎，因此將這段破碎工藝稱為“預破碎工藝”。增加預破碎工藝的常見工藝流程如圖1 所示。
圖 1 增加預破碎工藝 (二段破碎) 的工藝流程
2 增加預破碎工藝的研究
增加預破碎工藝后對整個半自磨—球磨流程的影響較大。增加預破碎工藝，首先會增加半自磨機的處理量，降低半自磨機的單位能耗；半自磨機的產(chǎn)品粒度會變粗，振動篩篩下產(chǎn)品粒度P80 值變大，且篩下物料中細粒級含量也下降，同時，半自磨機的篩上物料量增加。采用預破碎工藝打破了原有半自磨機和球磨機的能量負荷平衡，球磨機的負荷增加較快，球磨機處理量的增加以及入料中粗顆粒的增加，使球磨機的循環(huán)負荷增大，進入選別工藝的物料粒度變粗。如果進一步增加半自磨機的處理量，則球磨機的處理能力也會成為瓶頸。
采用預破碎工藝后，能夠獲得較大的處理量，但是在非常高的鋼球充填率和比較低的總充填率下獲得的，這種充填率的組合很難控制，而且會導致提升條和襯板的消耗過大。因此，在增加預破碎工藝之前需要進行以下研究工作。
(1) 增加預破碎工藝后，整個系統(tǒng)處理量的確定需要考慮球磨機的能力、頑石破碎機的能力和浮選工藝的處理能力，而不是任意放大半自磨機的處理量；
(2) 對預破碎之前的篩機選型進行準確計算，包括篩面尺寸、上下篩孔尺寸；
(3) 對球磨機、頑石破碎機、預破碎的破碎機進行準確的計算和選型。
針對上述幾個方面的內容，可以先對礦石進行試驗，在掌握礦石的性質參數(shù)之后，通過軟件模擬，對新的工藝方案進行計算，以確定合理的改造工藝方案。
增加頑石破碎工藝
1 增加圓錐破碎機破碎頑石
在部分選廠，設計碎磨流程為半自磨—球磨流程 (即SAB 流程)，流程中沒有頑石破碎機。隨著礦石硬度的增加，某些選廠會選擇在原有的半自磨流程中，增加圓錐破碎機用以破碎頑石，將原有的 SAB 流程改造為 SABC 流程。這種改造方案對整個工藝流程的改變相對較小，但在流程改造中需要考慮以下問題：
(1) 需要改造半自磨機排料端格子孔和頑石孔的開孔方案，以保證頑石能夠及時排出半自磨機；
(2) 計算篩上輸送帶的輸送能力，在頑石量增加后，輸送帶上的輸送量增加，帶式輸送機的輸送能力要得到保證；
(3) 半自磨機排料端和頑石返料輸送帶上需要增加除鐵裝置，以免圓錐破碎機給礦中出現(xiàn)鐵塊，影響破碎機的正常運行；
(4) 頑石破碎機前需要增加頑石料倉，因為圓錐破碎機需要擠滿給礦才能保證破碎效果；
(5) 增加頑石破碎機后，破碎機基本連續(xù)運行，但是由于礦倉中的物料給入破碎機是間斷性的，因此，頑石破碎機的排礦也是間斷性的，這將會造成半自磨機給礦不穩(wěn)定，需要中控室操作人員適當調整半自磨機的新給礦量，以保證半自磨機的穩(wěn)定運行。有部分專家曾建議在頑石破碎機后增加料倉，以保證頑石破碎后的物料能夠連續(xù)返回半自磨機，保證半自磨機給礦的穩(wěn)定性；
(6) 頑石破碎機設計成1 工1 備，同時在頑石破碎機旁邊應有旁路設計，以增加碎磨工藝操作的靈活性；
(7) 由于頑石缺少棱角且含水量較大，因此，通過圓錐破碎機破碎后的效果較原礦石的破碎效果差，頑石破碎機的排礦口尺寸往往較大，在頑石破碎流程改造設計時，頑石破碎產(chǎn)品粒度不可過細；
(8) 增加頑石破碎機后，半自磨機排礦產(chǎn)品粒度變粗，磨礦系統(tǒng)中球磨機的負荷增加，因此，球磨機要有一定的富裕能力。
實踐表明，增加頑石破碎機后，半自磨機的處理能力增加10% ~ 20%，礦石的硬度不同，提高幅度亦不同。
2 增加高壓輥磨機破碎頑石
在部分選廠，原有碎磨流程設計為SAB 或者SABC 流程，在增加圓錐破碎機破碎頑石或者原有的頑石破碎機破碎頑石效果不理想時，需要在頑石破碎系統(tǒng)中增加高壓輥磨機，以強化頑石的破碎效果，因為高壓輥磨機的破碎成本更低，處理量更大。改造流程如圖2 所示。
圖 2 增加高壓輥磨機破碎頑石的工藝流程
帝國(Empire) 鐵礦采用此改造方案。該礦山隨著礦石硬度的增加和礦石品位的降低，需要通過提高磨礦系統(tǒng)原礦的處理量以獲得足夠的精礦量。流程改造的第一步是在磨礦流程中增加頑石破碎機，頑石破碎機可以將過多的頑石破碎后再返回到自磨機中，更細粒級的頑石返回自磨機后更容易被破碎成所要求的產(chǎn)品粒度，自磨機的功率降低，處理量提高。
帝國鐵礦首先引進了140/80 高壓輥磨機(輥徑1 400 mm，輥寬800 mm)，高壓輥磨機安裝在頑石破碎機之后，將圓錐破碎機破碎后的頑石通過高壓輥磨機進一步破碎后，以更細的粒級返回自磨機中。增加高壓輥磨機后，自磨機的處理量由原來的366.6 t/h 增加到429.3 t/h，提高了17%。
3 改造為SABC-B 流程
在一些采用SABC 碎磨流程的礦山，礦石硬度大幅增加后，半自磨機處理能力降低，從而造成整個磨礦系統(tǒng)處理量下降，而由于礦石的可磨性變化不大，造成球磨機的處理能力相對富裕。此時，可以將原有的SABC 流程(半自磨機排出的頑石經(jīng)過頑石破碎機破碎后再返回半自磨機進行破碎) 改造為SABC-B 流程，即頑石經(jīng)過頑石破碎機破碎后，不再返回半自磨機，而是先返回振動篩進行篩分，篩下物料進入礦漿池，而后給入球磨機中。這樣頑石破碎后返回了球磨機，使球磨機的負荷增加，而半自磨機由于不再處理返回的頑石，負荷降低，處理量大幅提高，從而提高了整個半自磨流程的處理量。SABC-B 流程如圖3 所示。
圖 3 SABC-B 工藝流程
采用SABC-B 流程的先決條件是球磨機能力較富裕，而且在改造前一定要先進行礦石性質試驗，并通過流程計算，選擇合適的篩孔尺寸，并對振動篩的篩分面積再次核算，合理分配半自磨機和球磨機的負荷，達到整個磨礦系統(tǒng)提產(chǎn)的目的。
