提高效率并最大程度减少停机时间：Martabe矿区28英尺半自磨机排料系统升级

本文已提交至印度尼西亚万隆理工学院ITB国际矿物加工会议IPMC。

PT. Agincourt Resources（简称PTAR）是印度尼西亚一家杰出的矿山企业，专注于贵金属勘探与开采，尤其是黄金和白银。该企业的主要经营场所在Martabe金矿，位于印度尼西亚北苏门答腊岛Batangtoru村。截至2023年9月30日，Martabe拥有丰富的矿产资源，包括620万盎司黄金和5900万盎司白银。该矿于2011年开始投产，处理能力为300-400万吨/年，通过战略性工厂优化与升级，当前处理能力已提升至700多万吨/年，年产黄金超20万盎司、白银100-200万盎司。

PTAR推进多项举措，以持续提升运营效率，着重提高处理量和实现最优碎磨产品粒度。关键项目包括排料系统升级，2017年增加中碎破碎回路，2021年安装Vertimill® VTM4500立式磨机。PTAR始终致力于探索新策略，以优化现场效率并最大化生产效益。美卓开展的排料系统升级体现了PTAR对持续改进运营和保持高标准选矿作业的承诺。

自2015年首次试验橡胶材质半自磨机排料装置以来，PTAR与美卓紧密合作，不断优化设计。过去八年中已实施四次重大设计改进（如图1），每次改进均对运营产生了积极影响。

排料装置从金属到橡胶的转变

2015年第一代改进旨在减少衬板组件数量并降低重量。试验的主要目标是在不增加磨机额外重量的情况下，优化升级磨损严重的进料端衬板和筒体衬板。美卓通过设计新型的橡胶排料装置实现了这一目标，利用橡胶密度低于金属的优势减轻了重量。

为了显著缩短磨机衬板的更换时间，新型排料装置设计的尺寸更大，减少了衬板数量。但由于进料端中空轴开口尺寸限制，最大的橡胶排料装置单件重量仅为756公斤，低于现场衬板处理设备的1.5吨承载能力。排料装置组件数量从64件减少至42件，使衬板更换时间缩短约9小时。

排料装置从金属改为橡胶后，重量减轻56吨，节省的重量用于升级磨损严重的进料端外圈和筒体衬板。这一措施将衬板更换频率从每年5次降至3次，节省了96小时停机时间，相当于每年可增加潜在收入500万美元。

从对称排料改为弧形排料

排料系统的核心功能是确保矿浆和碎磨物料快速排除。该系统由格子板、排料系统和排料锥组成，所有部件的尺寸设计需协同优化，以确保物料完全排出。若排料系统设计不当，如排料通道狭窄或排料槽过深，或格子板开孔面积不足，将导致物料流动不畅，引发处理量下降、回流和循环负荷增加等问题，进而加剧磨损、形成矿浆池积、增加维护成本和停机时间。

磨机直径越大，物料排出前需要移动的距离越长。弧形排料系统设计通过更早引导物料向磨机中心移动，加速排料槽的清空和再填充，从而减少回流，充分利用能量去研磨新矿石，提升衬板寿命，还有可能在提高处理量的同时降低功耗。使用对称式排料系统时，内圈排料槽的高磨损区域位于料浆提升槽端部。改为弧形排料系统后，高磨损区域转移至料浆提升槽提升侧，这表明自磨机排料速度加快。

陶瓷衬板提升磨损寿命

2016年安装的首套橡胶排料系统中，所有磨损表面均覆盖橡胶。随着回流问题消除和弧形排料系统寿命延长，内圈料浆提升槽的磨损成为更换排料组件的主要原因。基于前两次安装的磨损数据，2017年第三次升级时，在料浆提升槽侧面磨损最严重的区域添加了陶瓷层强化。

陶瓷作为一种硬度高且耐磨的材料，被应用于主要由滑动磨损造成的料浆提升槽侧面。陶瓷层的应用使整个排料装置的使用寿命从13.5个月延长至约22个月，处理总量显著增加。下表为Martabe半自磨机排料系统各套组件的处理量和寿命历史记录。

陶瓷升级至HD64

第三代橡胶排料装置中使用的陶瓷面板是经典的轻质中负荷面板，实践证明可有效延长排料装置内部的磨损寿命。然而，当陶瓷珠因磨损导致厚度损失超过50%时，其从橡胶提升槽上脱落的可能性增加。为解决此问题，经典的陶瓷面板被替换为更耐用的HD64陶瓷面板，它具有更厚的耐磨表面，并通过T形陶瓷轮廓产生的互锁效果，显著提升抗陶瓷脱落的能力。

总结

通过PTAR与美卓的紧密合作，持续优化半自磨排料系统设计，实现了以下运营目标并产生积极影响：

• 过去八年，共进行四次重大设计改进，每次均提升了设计性能
• 工厂年度运行率从92%提高至93%
• 排料组件数量从64个减至42个，排料衬板更换时间缩短约9小时
• 排料装置从金属改为橡胶，减重56吨，减轻的重量用于升级易磨损的给料端外圈和筒体衬板。衬板升级后，衬板更换频率从每年5次降至3次，节省了总计96小时的停机时间，相当于每年增加500万美元的收入。
• 整套排料装置的使用寿命从13.5个月延长至约22个月，总处理量随之增加。

运营数据

排料装置从金属对称设计改为橡胶对称设计，实现了减重。随后将橡胶对称设计改为弧形设计，进一步提升了半自磨机的效率。根据半自磨机排料装置安装期间的数据，Martabe的半自磨机回路在两个阶段均保持425 - 600吨/小时的典型处理量。功率消耗、磨机重量和磨机速率的频率分布如图2所示。在两个阶段磨机速率相似的情况下，金属对称阶段的半自磨机功率消耗通常在5,500 - 6,250 kW之间波动，而橡胶弧形阶段则更低，通常在5,000 - 5,750 kW之间。磨机重量也从金属对称阶段的250 - 300吨降至橡胶弧形阶段的225 - 275吨。这表明，使用橡胶弧形设计排料装置的半自磨机在单位能耗方面更高效，以相似的磨机速率实现了更低的功耗。