高壓輥磨機在某選礦廠碎磨系統(tǒng)升級改造中的應用

謝興中（長沙有色冶金設計研究院有限公司，湖南長沙 410011）

高壓輥磨機在某選礦廠碎磨系統(tǒng)升級改造中的應用

謝興中
（長沙有色冶金設計研究院有限公司，湖南長沙 410011）

為降低生產成本，某選礦廠通過引入高壓輥磨工藝，對現(xiàn)有碎磨系統(tǒng)進行了改造。改造后碎磨系統(tǒng)產能整體提升約32%，選礦成本下降2.88元／t，達到了“提質增效”、“節(jié)能降耗”的目的。文章介紹了碎磨工藝流程的設計與主要技術指標。

高壓輥磨機；碎磨流程；升級改造；節(jié)能降耗

近幾年有色金屬價格持續(xù)低迷，企業(yè)為在競爭激烈的市場中保持較強競爭力，紛紛提出“提質增效”、“節(jié)能降耗”的要求。被視作徹底貫徹“多碎少磨”原則的先鋒、一種高效的節(jié)能粉碎設備——高壓輥磨機得到越來越多的國內大、中型金屬礦山企業(yè)的認可和青睞［1，2］。本文根據(jù)某大型鉬礦企業(yè)的要求及生產現(xiàn)狀，結合高壓輥磨試驗及相關生產實踐，對其碎磨系統(tǒng)進行了技術升級改造，取得了滿意的成果。

1 選廠碎磨系統(tǒng)現(xiàn)狀概況

河南某大型鉬礦屬于斑巖－矽卡巖鎢鉬礦床，礦石密度為3.2 t／m3，松散密度2.0 t／m3，普式硬度f＝15～19。選礦廠目前生產規(guī)模為14 400 t／d，碎礦為常規(guī)三段一閉路工藝流程，粗碎設在采場，原礦經過粗碎后（粒度－280 mm）通過兩級溜礦井及皮帶輸送至選廠中細碎篩分車間，最終產品（粒度－12 mm）經膠帶輸送機輸送至粉礦倉。磨礦采用“原礦一段磨礦（細度－0.074 mm≥62%）＋粗精礦再磨”工藝。破碎工段工作制度為3班／d，7 h／每班，磨礦工作制度為3班／d，8 h／每班。

企業(yè)希望通過對碎磨系統(tǒng)進行技術升級改造，充分挖掘現(xiàn)有設備的產能，降低單位礦石的能耗，攤低人工成本來降低生產成本及固定費用，達到“提質增效”、“節(jié)能降耗”的目的。

2 工藝流程設計

2.1 碎磨系統(tǒng)改造路線及方案設計

2.1.1 改造路線

該選廠二段一閉路破碎系統(tǒng)主體設備為1臺山特維克CH870EC中碎破碎機，1臺山特維克CH895EF細碎破碎機，篩分設備為3臺3060圓振篩。一段磨礦為3臺球磨機（其中2臺為Φ4.8× 7.0 m球磨機，1臺Φ3.6×6.0 m球磨機，球磨機單位時間單位容積處理能力q＝1.114 t／h.m3）。破碎工段及磨礦工作制度保持現(xiàn)狀不變。

擴大碎磨能力可通過以下兩個方案實現(xiàn)：

1.按現(xiàn)有碎磨流程相應增加碎磨設備。

2.利用現(xiàn)有碎礦系統(tǒng)，另擇場地新建高壓輥磨系統(tǒng)，降低磨機給礦粒度，提高礦石的可磨性，提高現(xiàn)有磨機的生產能力。

本次改造根據(jù)現(xiàn)場總圖布置和廠房內部設備配置的實際情況，考慮利用現(xiàn)有兩段一閉路碎礦系統(tǒng)，另擇場地新建高壓輥磨系統(tǒng)，降低磨機給礦粒度，提高礦石的可磨性，提高現(xiàn)有磨機的生產能力。

2.1.2 改造方案

此次改造擬在磨礦作業(yè)前引入閉路高壓輥磨作業(yè)，形成三段兩閉路破碎＋一段閉路磨礦的碎磨工藝系統(tǒng)，即“中碎＋細碎篩分＋高壓輥磨篩分＋球磨”工藝。碎磨工藝原則流程如圖1所示。

2.1.3 改造方案的合理性及先進性

合理性：設計方案根據(jù)現(xiàn)場總圖布置和現(xiàn)有廠房的設備配置實際情況，從“多碎少磨”原則出發(fā)，充分貫徹了生產企業(yè)“節(jié)能降耗”的政策，同時充分挖掘了現(xiàn)有設備產能，盡可能減少新增設備投資及基建投資，新建系統(tǒng)與老系統(tǒng)搭接簡單易行，盡可能避免了對現(xiàn)有生產的影響，通過此次改造后，可攤低人工成本、生產成本及固定費用等。

圖1 碎磨工藝原則流程圖

先進性：設計方案引入了被視作徹底貫徹“多碎少磨”原則的先鋒——高壓輥磨機，高壓輥磨閉路篩選用了進口香蕉篩，設備故障率低，“等厚篩分”原理和篩子自帶的打散裝置保證了較高的篩分效率，減輕了高壓輥磨的負荷。

2.2 技術改造措施

對現(xiàn)有碎礦系統(tǒng)各破碎機排礦口和篩分機篩孔尺寸重新調整配套，使原來的兩段一閉路碎礦系統(tǒng)產品粒度達到25 mm以下，再根據(jù)現(xiàn)有磨機型號規(guī)格和生產能力，確定高壓輥磨產品粒度和生產能力。為保證高壓輥磨產品的粒度，采用干式篩分與高壓輥磨閉路的流程。碎磨系統(tǒng)工作制度保持不變。

對中細碎篩分車間破碎設備排礦口和篩分設備篩孔尺寸作如下調整：

1.中碎破碎機CH870EC排料口由現(xiàn)在的38 mm調整為55 mm，偏心距調整為68 mm，中碎產品最大排料粒度由現(xiàn)在的70 mm放大到82 mm，經核算其通過能力可達到1 360 t／h。

2.振動篩篩孔由現(xiàn)在的12 mm放大到30 mm。經核算，篩孔放大后篩上量變小，上篩礦量為1 950 t／h，循環(huán)負荷約66%，則返回到細碎的礦量為750 t／h，單臺振動篩通過能力為800 t／h。

3.細碎破碎機CH895EFX排料口由現(xiàn)在的21 mm調整為25 mm，偏心距調整為64mm。經核算其通過能力為870 t／h。

2.3 高壓輥磨試驗及生產實踐對技術改造的借鑒

2.3.1 高壓輥磨試驗

1.試驗1。試驗礦樣為三段破碎中細碎機出料皮帶物料（粒度為－26 mm），經過高壓輥磨閉路工藝，穩(wěn)定后產品中－5 mm含量在55%左右；中心料中－5 mm含量在86%左右，中心料中－125μm成品含量在22%左右，在－5 mm輥壓閉路產品中－125μm成品含量占25%左右。

2.試驗2。試驗分兩種方案：一是將礦樣破碎至30～0 mm的粒度進行高壓輥磨試驗，輥壓后干式篩分閉路返回，篩上大于5 mm物料返回高壓輥磨機；二是將礦樣破碎至20～0 mm粒度進行高壓輥磨邊料返回。

在給料粒度30～0 mm條件下，輥壓干篩閉路篩下產品中－5 mm占63%左右；給料粒度20～0 mm條件下，輥壓邊料返回閉路產品中－8 mm占近90%、－5 mm超過70%，且細粒級多。

上述試驗結果表明，該礦山礦石經過高壓輥磨后，礦物中粉料增加，礦石更易磨。

2.3.2 高壓輥磨機的生產實踐對技術改造的借鑒

1.內蒙古某大型鉬礦：該選廠破碎工藝采用粗碎＋圓錐中碎＋高壓輥＋邊料返回工藝。根據(jù)現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)，由于中碎為開路作業(yè)，高壓輥磨機入料粒度不均勻，且粒度較粗。在高壓輥入料最大粒度70 mm，＋25 mm含量36%的情況下，經過高壓輥后，－0.074 mm含量由1.8%增加到10%左右。－6 mm物料含量由25%提高到65%～70%。該公司選廠配置了Ф4.8×7.0球磨機2臺，在磨礦細度為－0.074 mm占63%條件下，總生產能力達到13 000 t／d，球磨機單位容積單位時間生產能力1.21 t／h·m3。

2.河北某大型鉬礦：該公司處理鉬礦石，總共四個選廠，目前二、三、四選廠正常生產，其中二、三選廠破碎工藝為常規(guī)三段一閉路，四選廠破碎工藝為三段開路＋高壓輥＋干式篩分閉路，選用了一臺2 100× 1 600 mm高壓輥磨機，干式篩分閉路循環(huán)負荷120%。二、三選廠分別配置了Ф3.6×4.5 m球磨機和Ф2.7 ×4.0 m球磨機各3臺，總生產能力達到12 000 t／d，入磨粒度－14 mm，－0.074 mm含量9%，磨礦細度為－0.074 mm占40%，即球磨機單位容積單位時間生產能力q1＝0.873 t／h·m3。四選廠配置了Ф4.5×7.0球磨機2臺，生產能力達到21 000 t／d，即臺時效率為437.5 t／臺·h，在原礦－0.074 mm含量10%時，磨礦細度為－0.074 mm占40%，即q2＝1.279 t／h·m3。

由此可看出，增加高壓輥后，球磨機產能得到了大幅提升，單位容積單位時間生產能力由0.873 t／h·m3提升到1.279 t／h·m3。

2.4 改造后能力核算

增加高壓輥作業(yè)后，入磨物料變細，－0.074 mm含量增多，同時物料經過高壓輥磨后礦石產生微裂紋，使得磨礦變得更容易，磨礦時間縮短。根據(jù)該選廠礦石的高壓輥試驗及相關選廠的生產實踐，對破碎各設備及球磨機產能進行核算，改造后碎礦系統(tǒng)處理能力達到24 000 t／d，提升幅度約66%，磨礦系統(tǒng)處理能力達到19 000 t／d，提升幅度約32%。

2.5 碎磨系統(tǒng)主要設備表

碎磨系統(tǒng)主要設備表見表1。

表1 碎磨系統(tǒng)主要設備表

2.6 投資及經濟效益分析

1.投資。項目改造建設投資為5 138.03萬元，其中：工程費用4 774.97萬元，工程建設其它費用175.18萬元，基本預備費187.89萬元。

2.經濟效益分析。項目為改擴建項目，依據(jù)相關規(guī)定，項目經濟效益估算采用“有無”對比法。（1）“有項目”、“無項目”生產規(guī)模。“有項目”即改造后原礦處理規(guī)模19 000 t／d、6 270 kt／a?！盁o項目”即改造前原礦處理規(guī)模14 400 t／d、4 752 kt／a。（2）選礦制造成本估算依據(jù)。“有項目”、“無項目”選礦制造成本估算依據(jù)為該選廠提供的工序成本明細。經計算，本次技術改造后每噸原礦成本將降低2.88元，按選廠規(guī)模為19 000 t／d計算，選廠每天可節(jié)約成本5.472萬元。

3 結 論

1.在不改變選廠碎磨設備配置現(xiàn)狀的情況下，引入高壓輥磨機工藝后，碎磨系統(tǒng)產能可提升約32%，以較經濟的方式達到“挖潛擴能”目的，可使碎磨系統(tǒng)實現(xiàn)“多碎少磨”，選廠生產成本大幅下降，達到企業(yè)要求的“增效”、“節(jié)能降耗”目的，為企業(yè)創(chuàng)造更多的效益。

2.選廠的技術升級改造，特別是經歷數(shù)次技術改造的選廠的升級改造，在場地受到限制的情況下，引入高壓輥磨工藝具有非常明顯的優(yōu)勢，值得有需要的選廠借鑒和應用。

［1］ 羅主平，劉建華.高壓輥磨機在我國金屬礦山的應用與前景展望［J］.現(xiàn)代礦業(yè)，2009，（2）：33－37.

［2］ Wang Y，F(xiàn)orssebrg E.Enhancement of energy efficiency for mechanical production of fine and ultra－fine particles in comminution［J］.China Particuology，2007，5（3）：193－201.

High－pressure Grinding Rolls（HPGR）Application in the Upgrates of Concentrating M ill Crushing＆Grinding System

XIE Xingzhong
（CINF Engineering Co.，Ltd.，Changsha 410011，China）

Via introducing the process of highpressure grinding rolls（HPGR），one of concentrating mills improves the existing crushing＆grinding system，so as to reduce the production costing.And after reformation，all capacity of crushing＆grinding system gets promoted by 32%，and the concentration costing gets reduced by 2.88 rmb per ton.Therefore the goal of quality and efficiency is improved，energysaving and cost－reducing achieved.The paper introduces the design of crushing＆grinding working process and main technical index.

highpressure grinding rolls（HPGR）；crushing and grinding process；upgrade；energy conservation

TD921＋.2

A

1003－5540（2017）03－0023－03

2017－04－02

謝興中（1985－），男，工程師，主要從事選礦工程咨詢設計工作。