選廠破碎流程方案及破碎設備選擇探討

郝全明 楊永軍

(1.內(nèi)蒙古科技大學,內(nèi)蒙古包頭 014080;2.包鋼鋼聯(lián)股份有限公司巴潤礦業(yè)分公司,內(nèi)蒙古包頭 014080)

選廠破碎流程方案及破碎設備選擇探討

郝全明1楊永軍2

(1.內(nèi)蒙古科技大學,內(nèi)蒙古包頭 014080;2.包鋼鋼聯(lián)股份有限公司巴潤礦業(yè)分公司,內(nèi)蒙古包頭 014080)

隨著物料破碎理論的深入研究和新設備的研制與應用，出現(xiàn)了大破碎比與超細碎設備。在破碎工藝流程的確定與破碎設備的選擇方面逐步打開了人們的新思維，國內(nèi)許多選礦廠已取得了成功的實踐經(jīng)驗。通過對目前破碎新設備及新流程的探討，旨在為選廠流程改進有所裨益。

選礦廠設計 破碎流程 破碎設備

1 前言

在選廠生產(chǎn)中，破碎是礦石準備的必要工作，在常規(guī)的破碎磨礦流程中，破碎為磨礦能耗的12%～25%，選礦廠的規(guī)模愈大，縮小磨礦給礦粒度的經(jīng)濟效益也愈顯著.據(jù)研究表明，對于規(guī)模為1000萬t的選礦廠，當碎礦的最終產(chǎn)品粒度由一20mm降低至一12mm時，雖然破碎的生產(chǎn)能力降低了1／3，但球磨機的處理能力可以提高16%［1］。可見，在碎磨系統(tǒng)中，盡量降低碎礦產(chǎn)品粒度，充分發(fā)揮破碎的作用來提高磨礦的處理能力，“多碎少磨”是選礦廠節(jié)能降耗、降低成本、提高企業(yè)經(jīng)濟效益行之有效的措施之一。故選礦廠設計中，破碎流程的確定和設備的選擇是否合理，直接影響了選礦廠的經(jīng)濟技術(shù)指標。

圖1

圖2

2 選廠破碎發(fā)展現(xiàn)狀

選廠常用的破碎流程分為兩段破碎流程和三段破碎流程。兩段破碎流程分為兩段開路和兩段一閉路兩種形式。兩段開路破碎流程所得的破碎產(chǎn)物粒度粗，只在簡易小型選廠使用，第一段可不設預先篩分。當原礦粒度不大，且第二段采用破碎比較大的破碎機時，采用兩段一閉路破碎流程。

三段破碎流程的基本型式有：三段開路和三段一閉路兩種。三段一閉路破碎流程，作為磨礦的準備作業(yè)，獲得了較廣泛的應用。不論是井下開采還是露天開采的礦石，只要是原礦含泥量不高，都能有效地適應。因此，規(guī)模不同的選礦廠都可以采用。

三段開路破碎流程與三段一閉路流程相比，所得破碎產(chǎn)物粒度較粗，但它可以簡化破碎車間的設備配置，節(jié)省基建投資。因此，當磨礦的給礦粒度要求不嚴和磨礦段的粗磨采用棒磨時，以及處理含水分較高的泥質(zhì)礦石和受地形限制等情況下，可以采用這種流程［2］。

目前選礦廠最常采用的破碎設備，粗碎一般為旋回破碎機或顎式破碎機，中碎一般為標準型圓錐破碎機和中型圓錐破碎機，細碎一般為短頭型圓錐破碎機和雙輥破碎機，也有采用反擊式或錘式破碎機。后三種破碎機只適用于破碎中硬偏軟或易碎性礦石，而且缺點較為明顯，雙輥破碎機輥筒襯板易磨損，需要經(jīng)常維修，生產(chǎn)能力低；反擊式破碎機錘頭和反擊板易磨損，需常更換。

3 選廠破碎流程設計的難題

目前選礦廠破碎設備生產(chǎn)實踐中存在的主要問題：一是粗、中、細碎破碎設備處理量不配套；二是采礦供礦粒度較大，與粗碎設備允許的最大給礦粒度不相適應。一般采礦原礦粒度較大，在設計中，很難廉顧處理量，總破碎比及前段與后段設備選型之 問的統(tǒng)一協(xié)調(diào)，增大了設計難度［3］。在選礦廠設計中，很難協(xié)調(diào)各段之間處理量、破碎比的關(guān)系。往往會出現(xiàn)這樣的狀況：破碎比分配好了，但選擇的設備處理量不相匹配，唯一解決的辦法就是增加設備配置，但這樣一來不但增加了設備投資于基建投資，還增加了選礦運營成本。而大破碎比與超細碎設備的研制與應用較好的解決了這一問題。

4 新型破碎設備簡介

4.1 超級耐磨外動顎顎式破碎機

超級耐磨外動顎顎式破碎機是由北礦院研制的新一代高效、節(jié)能、低磨損破碎設備。該產(chǎn)品從根本上改變了100多年來傳統(tǒng)復擺顎式破碎機以四連桿機構(gòu)中的連桿作為動顎的傳統(tǒng)設計，通過邊板將偏心軸的運動傳送到外側(cè)的動顎上。新的設計結(jié)構(gòu)使設備運動學和動力學性能得到改善，從而提高了設備性能。該設備目前已形成PA低矮和PD大破碎比兩個系列。

PA低矮系列超級耐磨外動顎顎式破碎機是一種廣泛使用的中碎、粗碎設備，尤其適用于井下、移動式破碎機組等空間受限制的場合，其特點如下：外形低矮，喂料高度比傳統(tǒng)機型低25%～30%，節(jié)省了安裝空間，減少了硐室等的施工量；襯板壽命長，動顎運動軌跡理想，磨損方向的分量很小，襯板磨損顯著降低，壽命至少提高3～5倍以上，與同規(guī)格的傳統(tǒng)復擺顎式破碎機相比，用較小的偏心距可獲得較大的破碎行程，主軸轉(zhuǎn)速高，設備節(jié)能，單機節(jié)能15%～30%，系統(tǒng)節(jié)能一倍以上；排礦口調(diào)整范圍大，破碎比變化范圍大，可滿足不同用戶的需要。

PD大破碎比系列超極耐磨外動動顎顎式破碎機是一種廣泛使用的粗、中、細碎設備，尤其適用于破碎堅硬物料和要求大破碎比等場合，特點如下：破碎比大，最大可達15，在某些場合可用兩端破碎代替?zhèn)鹘y(tǒng)的三段破碎或一段破碎代替?zhèn)鹘y(tǒng)的兩段破碎，其他特點與PA型顎式破碎機相同。

4.2 雙動顎式破碎機

沈陽黃金學院研制出了雙動顎式破碎機，它采用了雙動顎、負傾角、深破碎腔、變嚙角、低懸掛、高轉(zhuǎn)速、綜合性可調(diào)整的過載保護及各種新型襯板等先進技術(shù)措施，經(jīng)過不斷的開發(fā)與完善，現(xiàn)已形成系列產(chǎn)品，有SEP250×400，SX 300×500，SXA300×400，SXI 50×500。SX400×700。其中遼寧、山東、甘肅等地的金礦首先采用了S X A 300×400雙動顎式破碎機［4］，生產(chǎn)實踐證明，該機比相似單動顎式破碎機節(jié)能25%，動顎襯板壽命提高2-3倍，破碎比可達10一25，與單動顎式破碎機相比能力增加60%-130%。并可用一段破碎代替兩段閉路破碎，使破碎工藝流程簡化。

4.3 輥式篩分破碎機

蒂森克虜伯采礦物料搬運技術(shù)公司是礦物加工行業(yè)中處于世界領先地位的單機和成套設備供應商。該公司生產(chǎn)的輥式篩分破碎機的生產(chǎn)能力從50t/小時直到5000t/小時，被破碎物料的最大進料尺寸約為1700mm。輥式篩分破碎機可以破碎中等硬度的巖石以及黏性和軟性物料，例如褐煤、礦物、粘土、泥灰?guī)r、石灰石和類似的原材料。

輥式篩分破碎機的破碎比可以達到4：1甚至6：1，經(jīng)輥式篩分破碎機破碎后的產(chǎn)品尺寸明確，超標率低，適合于初級或二級破碎，最終的產(chǎn)品尺寸可小于50mm。該型破碎機耗電率、磨損率和成品的細粒含量等指標與其他破碎機比相對要低，能夠處理較大的入料尺寸，產(chǎn)生較少的灰塵，運行成本低，效率高。

4.4 PSH型雙腔回轉(zhuǎn)破碎機

北京市海鷹礦山工程設備公司生產(chǎn)的PSH型雙腔回轉(zhuǎn)破碎機的特點是：中間的破碎輪是偏心回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，對兩側(cè)的兩個破碎腔中的物料可借助于偏心回轉(zhuǎn)輥的懸擺運動而分段，依次在壓縮、磨剝、劈裂的綜合作用下使之破碎。破碎工作在兩個腔內(nèi)交替進行，產(chǎn)品從兩條排料口不斷排出。兩個高效破碎腔是用新的動態(tài)嚙角概念設計的，腔底有大傾角非阻塞式排料口，因而破碎效率高，提高了整機生產(chǎn)能力。該型號設備先進，破碎比為12-50，可實現(xiàn)多碎少磨的目標；生產(chǎn)效率是同等能力圓錐破碎機的2-3倍；能耗較傳統(tǒng)機型降低50%以上，同時提高破碎效率10%-20%，同時結(jié)實耐用，操作維護方便。

4.5 PP型旋盤式破碎機

該機由沈陽重型機器廠仿照美國Rexord機的特點，在PYD600，PYD900彈簧圓錐破碎機的：基礎上改制而成的，φ600，φ900超細碎旋盤破碎機，由沈陽重型機器廠、招遠黃金機器總廠制造，主要是破碎機壁與軋掐之間形成了平行的破碎帶，實現(xiàn)了粒間破碎，從而大大降低了排礦粒度，提高了破碎比［5］。由于進料部設立了單獨傳動的旋轉(zhuǎn)給料斗，保證均勻給料，防止了瞬間荷載沖擊，降低了電耗。該設備在以蠶莊為代表的中小型選礦廠中得到了較為廣泛的應用，能耗約降低25%。

5 破碎流程優(yōu)化實踐

由于新設備的研制與應用，在破碎工藝流程的確定與破碎設備的選擇方面逐步改變了人們傳統(tǒng)的思維模式，一些新的設計及老舊流程的改造便成了現(xiàn)實，這些改造往往投資少、見效快，為企業(yè)帶來了社會效益與經(jīng)濟效益。

5.1 內(nèi)蒙古包頭某小選廠破碎技術(shù)改造實踐

第一選礦廠原處理能力為100t／d。該廠對原傳統(tǒng)的破碎工藝流程進行了改造，應用新型細碎型顎式破碎機和超細碎旋盤破碎機，采用兩段開路，預先破碎篩分流程，詳見圖1。一段選用PEX250×750顎式破碎機，排礦口為12-14mm時，二段選用φ600超細旋盤破碎機，其中流程中選用SZZ：900×1800自定中心振動篩作預先篩分，以防止f600超細旋盤破碎機排礦口堵塞。生產(chǎn)實踐證明，這種破碎工藝，產(chǎn)品粒度小，設備負荷均勻，處理能力可達150-200t／d。

第二選礦廠原處理能力為100t／d，為了進一步降低破碎產(chǎn)品粒度，該廠對破碎流程進行了改造，詳見圖2。一段選用普通PEF400×600顎式破碎機，產(chǎn)品粒度為一68mm，粗碎產(chǎn)品給入預先檢查篩分，流程中選用2YA1200×3600雙層振動篩作為預先檢查篩分，第一層篩孔直徑為38mm，第二層為1mm，產(chǎn)生粗、中、細三個產(chǎn)品，粗粒給人KUE—KEN(12×24)顎式深腔型破碎機，將過大顆粒破碎后與中粒產(chǎn)品合并進入中φ900超細碎旋盤破碎機，破碎后返回振動篩構(gòu)成閉路。生產(chǎn)實踐證明，這種破碎流程產(chǎn)品粒度細，并且可減少過粉碎，節(jié)約能耗，處理能力大，可達400t／d。

5.2 其它較典型的破碎流程

一段開路破碎流程一般選用雙動顎式破碎機，該機的最大優(yōu)點是破碎比大，破碎比可達10～25，因此，可用一段破碎代替兩段～閉路破碎。使破碎工藝流程簡化，大大節(jié)省了基建投資，牟平石墨礦和遼寧清源縣金礦等選礦廠都采用了這一破碎工藝。

6 結(jié)語

破碎工藝流程的確定與破碎設備的選擇要充分處理好以下三方面的關(guān)系：一是應解決好各段破碎設備之間處理量、破碎比的協(xié)調(diào)問題，最大限度地滿足工藝要求；二是要盡量簡化工藝流程結(jié)構(gòu)，節(jié)省基建投資；三是要體現(xiàn)“多碎少磨”的原則，為磨礦創(chuàng)造良好的外部條件，減少能耗，提高企業(yè)經(jīng)濟效益。大破碎比和超細碎型破碎設備的研制與應用，以及國外先進設備的引進使破碎工藝流程結(jié)構(gòu)日趨合理，呈多樣化發(fā)展。在選廠流程改造實踐中取得了顯著的效果。

[1]選礦設計手冊.1988年7月.冶金工業(yè)出版社,66～72.

[2]李啟衡.碎礦與磨礦.1979年8月.冶金工業(yè)出版社,209～212.

[3]小型有色金屬選礦廠設計參考資料.1975年8月.冶金工業(yè)出版社,22～23.

[4]最新中國選礦設備手冊.2006年5月.冶金工業(yè)出版社,239～243.

[5]破碎設備.2006年8月.冶金工業(yè)出版社,139～142.

郝全明(1957—)，男，教授，碩士生導師。

楊永軍(1984—)，男，助理工程師。