鉬選廠破碎機(jī)試驗(yàn)和膠帶輸送機(jī)的技術(shù)研究

李 翔，晁彥德

（欒川龍宇鉬業(yè)有限公司，河南洛陽 471500）

0 引言

萬噸鉬選廠自2008 年9 月底運(yùn)行至今已有11 年多，配套礦石品位由0.1%以上變?yōu)?.08%以下，導(dǎo)致鉬精礦產(chǎn)量由日產(chǎn)20 t 以上降至16 t 以下，生產(chǎn)成本增加約25%，利潤降低約20%，為了節(jié)能降耗，提高利潤，唯一方法就是使各設(shè)備能夠高效運(yùn)行或進(jìn)行擴(kuò)能改造。在有色金屬礦山中，為了節(jié)能降耗，均采用多碎少磨，因此在有色金屬礦山中碎礦系統(tǒng)在鉬選廠占據(jù)至關(guān)重要的位置。為了使碎礦系統(tǒng)中設(shè)備高效運(yùn)行，達(dá)到節(jié)能降耗和提高利潤的目的，對(duì)碎礦系統(tǒng)能力試驗(yàn)和膠帶輸送機(jī)技術(shù)研究迫在眉睫，同時(shí)也可為擴(kuò)能改造提供有力的技術(shù)支持。

1 碎礦系統(tǒng)

（1）碎礦系統(tǒng):由原礦倉、倉下給料機(jī)（4 臺(tái)）、中碎圓錐（1臺(tái)）、細(xì)碎圓錐（2 臺(tái)）、1-13#膠帶輸送機(jī)、篩分料倉、篩分給料機(jī)（5 臺(tái)）、振動(dòng)篩（5 臺(tái)）、粉礦倉構(gòu)成。

（2）碎礦系統(tǒng)工藝流程:原礦倉最大粒度250 mm 的礦石經(jīng)過1#膠帶輸送機(jī)進(jìn)入中碎圓錐（1 臺(tái)），破碎至-75 mm，-12 mm物料約占38.7%，經(jīng)2#膠帶輸送機(jī)進(jìn)入篩分系統(tǒng)礦倉，再經(jīng)1-5#振動(dòng)篩，篩上物+12 mm 經(jīng)3#膠帶輸送機(jī)返回到中細(xì)碎礦倉，進(jìn)入細(xì)碎圓錐（2 臺(tái)），破碎至-50 mm，其中-12 mm 物料約占64%，再經(jīng)2#膠帶輸送機(jī)輸送至篩分系統(tǒng)礦倉，再次進(jìn)入振動(dòng)篩，篩上物經(jīng)3#膠帶輸送機(jī)機(jī)返回至中細(xì)碎礦倉，再進(jìn)入細(xì)碎破碎機(jī)，篩下物-12 mm 物料，經(jīng)過4-7#膠帶輸送機(jī)進(jìn)入粉礦倉，經(jīng)過8#、9#、12#膠帶輸送機(jī)進(jìn)入1#球磨機(jī)，經(jīng)過10#、11#、13#膠帶輸送機(jī)進(jìn)入2#球磨機(jī)。

2 圓錐破碎機(jī)能力試驗(yàn)

2.1 試驗(yàn)步驟

（1）調(diào)節(jié)設(shè)備各項(xiàng)參數(shù)，包括給料頻率、排礦口等，使設(shè)備處于較佳運(yùn)行狀態(tài)。待穩(wěn)定后，細(xì)碎停機(jī)，排料膠帶輸送機(jī)運(yùn)行幾分鐘，當(dāng)排料膠帶輸送機(jī)上僅有中碎產(chǎn)品時(shí)，中碎停機(jī)，停排料膠帶輸送機(jī)，取中碎產(chǎn)品礦樣2 m 左右，稱重，篩分。

（2）2 臺(tái)細(xì)碎同時(shí)開機(jī)，穩(wěn)定運(yùn)行10 min 左右，停機(jī)，取產(chǎn)品礦樣1 m，稱重、篩分。

（3）當(dāng)中碎停機(jī)時(shí)，取中碎給礦礦樣2 m，稱重，篩分。

（4）同時(shí)開啟一中碎和一細(xì)碎，穩(wěn)定運(yùn)行30 min，停機(jī)取細(xì)碎給礦礦樣，稱重、篩分。

2.2 試驗(yàn)結(jié)果（表1）

注:粒級(jí)和篩孔（mm）、質(zhì)量（kg）、差率和累積（%）、能力（t/h）

2.3 試驗(yàn)結(jié)果分析

（1）根據(jù)上述試驗(yàn)結(jié)果可知，當(dāng)3 臺(tái)破碎機(jī)同時(shí)運(yùn)行時(shí)，-12 mm 產(chǎn)量為962.67 t/h，此時(shí)2#膠帶輸送機(jī)通過能力達(dá)到2006.67 t/h。

（2）由中碎給礦篩析結(jié)果可知，給料中的細(xì)粒級(jí)含量較多，-12 mm 含量達(dá)到了19.7%，因此，中碎新產(chǎn)生的-12 mm 粒級(jí)含量為19%，即193.71 t/h。由此可知，中細(xì)碎設(shè)備全開的話，理論上新生成的-12 mm 粒級(jí)含量為768.96 t/h，如果1 d 運(yùn)行20 h，則新生成合格粒級(jí)產(chǎn)品產(chǎn)量為15379.2 t/d。

表1 試驗(yàn)結(jié)果

（3）在原礦性質(zhì)基本穩(wěn)定情況下，3 臺(tái)圓錐實(shí)際最大能力為759 t/h（-12 mm 篩下物），1 d 運(yùn)行20 h，則新生成合格粒級(jí)產(chǎn)品產(chǎn)量為15379.2 t/d；那么2#膠帶輸送機(jī)的通過能力至少要達(dá)到1797 t/h，3#膠帶輸送機(jī)（+12 mm 篩上物）通過能力至少要達(dá)1036 t/h。

3 膠帶輸送機(jī)的技術(shù)研究

在碎礦系統(tǒng)中由于2#膠帶輸送機(jī)傾角最大、寬度最寬1400 mm、處理能力最大1400 t/h，長度130.56 m 以上，因此下面僅對(duì)2#膠帶輸送機(jī)進(jìn)行校核，具體情況如下:

3.1 帶式輸送機(jī)電動(dòng)機(jī)功率

PM=1.2（P1+P2+P3）《運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用與標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用手冊(cè)》

其中PM電機(jī)功率，P1空載功率，P2重載功率，P3提升功率；空載功率∶重載功率∶提升功率≈1∶4∶20，即P1≈3.3% PM，P2≈13.3% PM，P3≈66.7% PM。

3.2 2#膠帶輸送機(jī)校核

3.2.1 膠帶輸送機(jī)參數(shù)

B=1400，L=130.56 m，α=16°，Q=1400 t/h，V=1.6 m/s，電動(dòng)機(jī):Y355M-4，P=220 kW，EP300 膠帶1400×6（6+2）。

3.2.2 膠帶輸送機(jī)圓周力

PA=FUV《運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用與標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用手冊(cè)》

式中:PA傳動(dòng)滾筒軸所需的功率（kW），F(xiàn)U圓周驅(qū)動(dòng)力（kN），V 帶速（m/s），經(jīng)計(jì)算:F2U=137.5 kN。

根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，2#膠帶輸送機(jī)處理量為1797 t/h，由于長度和提升高度一定，那么空載、重載、提升功率:P1≈3.3% PM，P2≈（1797÷1400）×13.3% PM≈17.1% PMP3≈（1797÷1400）×66.7%，PM≈85.6% PM，則P2M=1.2（3.3%+17.1%+85.6%），P2M≈1.27 P2M1.27×220=279.4 kW。

所以該設(shè)備超負(fù)荷，無法滿足，能耗高；可選YX3355L1-4-280 kW 高效電機(jī)替代，此時(shí)2 號(hào)膠帶輸送機(jī)圓周驅(qū)動(dòng)力:F2U=280÷1.6=175 kN。

3.2.3 膠帶接頭強(qiáng)度校核

織物芯膠帶接頭有機(jī)械接頭、冷粘接頭、硫化接頭三種，其中機(jī)械接頭強(qiáng)度為膠帶的40%左右，冷粘接頭為膠帶的60%左右，硫化接頭為膠帶的75%～95%，2#膠帶輸送機(jī)膠帶接頭采用硫化接頭。

（1）由《運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用與標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用手冊(cè)》表4-1-30 輸送帶有關(guān)參數(shù)查得:

EP300 膠帶1400×6（6+2）:σ=300 N/（mm·層）。

（2）由《運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用與標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用手冊(cè)》公式Z=Fn/Bσ，其中Z 是層數(shù)，F(xiàn) 是穩(wěn)定工況下輸送膠帶最大張力（N），n 是安全系數(shù)，B 是帶寬（mm），EP 膠帶安全系數(shù)n=10～12，取安全系數(shù)為10，計(jì)算出F2=252 kN 。那么F2min=F2×75%=189 kN，F(xiàn)2min/FU=1.08，F(xiàn)2max=F×95%=239.4 kN，F(xiàn)2max/FU≈1.37，安全系數(shù)1.08～1.15 之間；因此該膠帶接頭強(qiáng)度可滿足要求。

目前-12 mm 產(chǎn)品處理量600 t/h，如果三臺(tái)圓錐同時(shí)開機(jī)，-12 mm 產(chǎn)品處理量達(dá)759，t/h，那么產(chǎn)量提高約26.5%，碎礦系統(tǒng)膠帶輸送機(jī)均用YX3高效電動(dòng)機(jī)，除2#膠帶輸送機(jī)外，其余膠帶提高一個(gè)等級(jí)，EP150 膠帶改為EP200，EP200 膠帶改為EP300。

4 經(jīng)濟(jì)效益

當(dāng)3 臺(tái)圓錐同時(shí)高效運(yùn)行時(shí)，碎礦系統(tǒng)膠帶輸送機(jī)功率均需提高，篩分設(shè)備和篩分給料機(jī)只需增加數(shù)量即可，原礦倉下給料機(jī)、3 臺(tái)圓錐和原礦系統(tǒng)中原礦膠帶輸送機(jī)、顎破機(jī)、棒條篩等電機(jī)均不需變化，1-13#膠帶輸送機(jī)和圓錐膠帶給料機(jī)功率均按2 號(hào)膠帶輸送機(jī)提高27.3%，振動(dòng)篩和篩分給料機(jī)由3 臺(tái)變?yōu)? 臺(tái)運(yùn)行，1 年330 d、1 天20 h，電價(jià)0.7 元/kW·h，礦石品位0.08%，鉬精礦品位50%，鉬精礦噸度利潤500 元，年綜合效益達(dá)3895 萬元，具體情況如下:

4.1 碎礦系統(tǒng)設(shè)備年增加功率消耗費(fèi)用、設(shè)備改造費(fèi)用:

（1）膠帶輸送機(jī)797 kW:1-13#膠帶輸送機(jī)共782 kW,1-2#圓錐膠帶給料機(jī)共15 kW。

（2）篩分系統(tǒng)232.4 kW:XZG1230 給料機(jī)3 臺(tái)共9.6 kW，RZG1624 給料機(jī)2 臺(tái)共14.8 kW；2DYKB3060 振動(dòng)篩3 臺(tái)共120 kW，2DYK3060 振動(dòng)篩2 臺(tái)共88 kW。

（3）設(shè)備增加功率費(fèi)用:797×27.3%+2×30+3.2≈281 kW，那么330×20×281×0.7≈130 萬元。

（4）電機(jī)改造費(fèi)用:按200 元/kW 計(jì)算，那么（797+281）×200=21.56 萬元。

（5）減速機(jī)改造費(fèi)用:減速機(jī)按電機(jī)價(jià)格2 倍計(jì)算，21.56×2=43.12 萬元。

（6）液力耦合器改造費(fèi)用:1#膠帶輸送機(jī)耦合器價(jià)格0.78萬元；2#膠帶輸送機(jī)耦合器價(jià)格1.17 萬元；3#膠帶輸送機(jī)耦合器價(jià)格0.81 萬元；5#膠帶輸送機(jī)耦合器價(jià)格1.17 萬元；共計(jì)3.93 萬元，按增加27.3%計(jì)算，那么1.273×3.93≈5 萬元。

（7）膠帶改造費(fèi)用:膠帶均按2#膠帶輸送機(jī)EP300 膠帶價(jià)格635 元/m 計(jì)算，碎礦系統(tǒng)膠帶總長度1651.8 m，那么1651.8×635≈105 萬元。

4.2 年增加產(chǎn)品產(chǎn)量和效益

（1）年增加碎礦產(chǎn)品產(chǎn)量:（759-600）×20×330≈105 萬噸。

（2）年增加鉬精礦產(chǎn)量和效益:年增加鉬精礦產(chǎn)量:105×10 000×2×0.08%=1680 t。年增加鉬精礦效益:1680×50×500=4200 萬元。

4.3 綜合效益

4200-130-21.56-43.12-105-5≈3895 萬元。

5 結(jié)束語

通過對(duì)鉬選廠圓錐破碎機(jī)能力試驗(yàn)和膠帶輸送機(jī)的技術(shù)研究得出，當(dāng)3 臺(tái)圓錐破碎機(jī)同時(shí)高效運(yùn)行時(shí)，礦石產(chǎn)量增加約25.6%，年約增加礦石105 萬噸，鉬精礦產(chǎn)量增加1680 t，年綜合效益達(dá)3895 萬元。