國產(chǎn)高壓輥磨機(jī)在有色礦山的應(yīng)用及分析*

柳曉明 張英軍 王 前 顧法禮 劉 帥 劉延慶 薛 鵬

(1 本溪東方三家子礦業(yè)有限公司 遼寧 本溪 117011)(2 山東華特磁電科技股份有限公司 山東 濰坊 262600)

前言

有色礦山開采中破磨工藝是重要的工藝組成形式，也是提升礦山技術(shù)能力和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的關(guān)鍵工藝技術(shù)。因此各國都在探索更高效的破磨技術(shù)形式，高壓輥磨機(jī)的興起相對于傳統(tǒng)輥磨技術(shù)來說節(jié)能性以及效率性更高。但是高壓輥磨機(jī)在應(yīng)用過程中也會存在閉路篩分等方面的問題，導(dǎo)致采礦中出現(xiàn)含水量以及含泥量高的問題。因此仍需要探究高壓輥磨機(jī)在有色礦山中的有效應(yīng)用策略。

1 高壓輥磨機(jī)的技術(shù)特點(diǎn)分析

隨著近年來礦業(yè)界對“多碎少磨”理念的認(rèn)識，國內(nèi)的很多大中型礦山完成了粗、中、細(xì)碎設(shè)備的更新?lián)Q代，而從目前國內(nèi)外選礦技術(shù)及設(shè)備的發(fā)展情況看，使用高壓輥磨機(jī)作為大型化選礦設(shè)備已成為業(yè)界的共識。高壓輥磨機(jī)有生產(chǎn)能力大、破碎比大的特點(diǎn)?？梢允惯M(jìn)入球磨機(jī)的物料粒度盡可能的小，以減少球磨機(jī)功耗，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗、低成本、高效率和高產(chǎn)出的集約化型經(jīng)濟(jì)增長。

我國從2004年馬鋼鐵礦引進(jìn)德國Koppern公司的第一臺高壓輥磨機(jī)并成功應(yīng)用開始，各地鐵礦、金礦、鉬礦業(yè)等也相繼引進(jìn)了該公司的設(shè)備。隨著國內(nèi)礦山對高壓輥磨機(jī)選礦流程的不斷認(rèn)可，對設(shè)備的需求也越來越多，但進(jìn)口設(shè)備存在著價(jià)格昂貴、不能解決現(xiàn)場實(shí)際問題及維修復(fù)雜等缺點(diǎn)。隨后，我國高壓輥磨機(jī)裝備技術(shù)的快速發(fā)展、耐磨技術(shù)的改進(jìn)大幅度提高，國內(nèi)的一些生產(chǎn)廠家已經(jīng)完全可以制造出滿足礦山使用的整機(jī)設(shè)備，而且有些生產(chǎn)廠家的設(shè)備性能達(dá)到甚至優(yōu)于進(jìn)口設(shè)備。自此，大量各種規(guī)格的國產(chǎn)輥磨機(jī)應(yīng)用于各種礦物的選礦。徹底改變了此類設(shè)備依賴進(jìn)口的局面。

相對于常規(guī)的破磨工藝來說，高壓輥磨機(jī)的特點(diǎn)表現(xiàn)在以下方面：

第一，破碎比比較大，這種設(shè)備能夠?qū)饘俚V進(jìn)行超細(xì)破碎，利用閉路篩分的方式將粒度控制在3 mm以內(nèi)。

第二，產(chǎn)品的細(xì)粒級度比較高，相對于其他的破碎設(shè)備破碎技術(shù)來說，在產(chǎn)品的粒度控制方面相同，但是高壓輥磨機(jī)的破碎效果能夠加大球磨機(jī)回路效果。

第三，產(chǎn)品的磨礦功能降低。在料團(tuán)粉碎的影響下，高壓輥磨機(jī)的細(xì)粒級數(shù)量提高，同時(shí)顆粒中會出現(xiàn)大量的微裂紋，可以降低磨礦效率，合理控制能耗。

第四，適應(yīng)能力比較強(qiáng)。高壓輥磨機(jī)不僅可以對硬度比較大的石灰石進(jìn)行破碎和處理，同時(shí)對脆性材料的處理能力也比較強(qiáng)。

第五，高壓輥磨機(jī)的維修量小，使用壽命長。

高壓輥磨機(jī)在有色金屬礦的應(yīng)用中相對于常規(guī)破碎機(jī)來說，在細(xì)粒級以及超細(xì)粒級方面的控制能力更強(qiáng)，同時(shí)破碎的顆粒中裂紋的數(shù)量比較多，裂紋對于后續(xù)的磨礦來說有利于節(jié)約能效，降低消耗[1]。高壓輥磨機(jī)應(yīng)用的范圍比較大，可以應(yīng)用到磨蝕性、脆性以及硬度較高的有色金屬礦中。同時(shí)高壓輥磨機(jī)也存在一定的缺點(diǎn)，有色金屬礦中的料餅打散難度大，對后期的干式篩分效果會產(chǎn)生嚴(yán)重影響。

2 國產(chǎn)高壓輥磨機(jī)在有色礦山中應(yīng)用

2.1 在鉬礦中的應(yīng)用

鉬礦選礦中在工程改造和擴(kuò)產(chǎn)中可以通過高壓輥磨機(jī)采取碎磨工藝進(jìn)行四段破碎，也就是在傳統(tǒng)三段破碎的基礎(chǔ)上進(jìn)行進(jìn)一步的超細(xì)破碎，具體破碎流程如下圖。通過與其他破碎工藝的對比研究發(fā)現(xiàn)，這種技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性更強(qiáng)。高壓輥磨機(jī)對常規(guī)細(xì)碎設(shè)備的取代，可以將碎礦產(chǎn)品的粒度降低到7.2 mm。通過高壓輥磨機(jī)的應(yīng)用有利于對礦石可磨性的改善，提升球磨機(jī)的處理效果，處理能力提升幅度可以達(dá)到15%。相對于三段一閉的碎磨方式來說，高壓輥磨機(jī)在碎磨方面的工藝投入更少，成本降低幅度比較大。高壓輥磨機(jī)排料，邊料以及中心粒料間基本相同，在礦粒度達(dá)到25 mm的情況下進(jìn)行開路破碎，有效預(yù)防高壓輥磨機(jī)破碎回路閉路篩分等問題，可以先進(jìn)行打散后再篩分。

2.2 在金礦中的應(yīng)用

高壓輥磨機(jī)如果過細(xì)的情況下會影響后期的粉礦存儲和干式篩分，因此需要綜合考慮濕式篩分以及球磨配套等方面的問題和場地限制等，結(jié)合試驗(yàn)開路對產(chǎn)品進(jìn)行細(xì)碎，細(xì)碎的程度需要與常規(guī)產(chǎn)品相符，因此需要在閉路篩分的情況下進(jìn)行強(qiáng)化中碎，實(shí)現(xiàn)對破碎流程的簡化，在細(xì)碎作業(yè)中利用高壓輥磨機(jī)進(jìn)行破碎，破碎的粒度可以達(dá)到-25 mm，同時(shí)顆粒直徑為7 mm，高壓輥磨機(jī)產(chǎn)品可以不通過閉路篩分，完成向粉礦倉的傳輸[2]。但是在破碎的過程中兩端的破碎效果差，很多產(chǎn)品的顆粒大，出現(xiàn)非常明顯的邊緣效果。此外，由于外部條件的限制，邊料返回的控制難度大，為了保證磨物料的粒度，可以適當(dāng)提升輥?zhàn)拥拈L度，使物料能夠分布在中間的位置，有效預(yù)防邊緣效應(yīng)。同時(shí)高壓輥模機(jī)在碎磨方案中的應(yīng)用，相對于傳統(tǒng)三段一閉路的方式來說，成本得到有效的控制。

2.3 高壓輥磨機(jī)在有色礦中的應(yīng)用流程

以上分析的兩種有色金屬礦山都是采用高壓輥磨機(jī)進(jìn)行開路，用于破碎篩分。根據(jù)開路和閉路的設(shè)置形式來看，高壓輥磨機(jī)可以采用全開以及閉路破碎工藝形式。根據(jù)高壓輥磨機(jī)的配置情況又可以分為高壓輥磨機(jī)設(shè)礦貯存設(shè)備前、后兩種模式。保證磨礦系統(tǒng)工作制度的統(tǒng)一性，提升高壓輥磨機(jī)的作業(yè)率。

2.3.1 高壓輥磨機(jī)的開路、閉路破碎流程

高壓輥磨機(jī)在開路、閉路的破碎中不同形式的流程也存在一定的差異。其中開路破碎流程相對來說比較簡單，不需要處理邊料的返回和后期的篩分與打散問題。但是會由于邊緣效應(yīng)導(dǎo)致破碎效果比較差，產(chǎn)品中的大顆粒比較多，使最終磨物料粒度受到影響。閉路破碎流程需要與篩分設(shè)備共同應(yīng)用，從破碎的粒度來看更精細(xì)，后續(xù)磨礦的能量要求小。高壓輥模在閉路流程中的應(yīng)用，會導(dǎo)致產(chǎn)品呈現(xiàn)餅狀的形態(tài)，需要在篩分前對餅狀結(jié)構(gòu)進(jìn)行打散，有效預(yù)防對篩分效率的影響。

2.3.2 高壓輥磨機(jī)的三段、四段破碎流程

高壓輥磨機(jī)的三段破碎流程中的配置更簡單，但是相對于四段破碎來說粒度更細(xì)，有利于為后續(xù)磨礦工作開展降低能耗。在三、四段輥模流程中與高壓輥磨機(jī)產(chǎn)品的細(xì)度具有直接的關(guān)系。如果高壓輥磨機(jī)的粒度與常規(guī)三段的閉路輥磨產(chǎn)品差別不大的情況下，需要采取三段破碎流程。如果比常規(guī)三段閉路產(chǎn)品的顆粒略小的情況下，需要采用中碎篩分的閉路形式，有利于降低磨礦損耗。四段破碎屬于超細(xì)碎的破碎流程，這個(gè)階段的高壓輥磨機(jī)可以看作是一段球磨的預(yù)磨設(shè)備，獲得的破碎產(chǎn)品更細(xì)致，而且降低總體能耗。

2.3.3 高壓輥磨機(jī)在含水多物料中的應(yīng)用

高壓輥磨機(jī)以及其配套設(shè)備的可靠性是保證破碎效果的關(guān)鍵，如果有色金屬礦的含泥含水量比較高的情況下，會出現(xiàn)流動性差、粘度大等方面的問題。在具體的應(yīng)用中容易出現(xiàn)給礦效果差，壓力倉利用效率低，無法進(jìn)行擠滿給料等問題，使干式篩分的效果受到影響，或者使粉礦貯存設(shè)備發(fā)生堵塞的情況。為了有效解決這些問題，可以嘗試通過粗碎后破碎篩分的方式進(jìn)行全濕作業(yè)，工作時(shí)間可以持續(xù)24 h。該流程中需要設(shè)置中碎和篩分設(shè)備備用，發(fā)揮高壓輥磨機(jī)的破碎作用，篩孔的尺寸設(shè)計(jì)在6 mm以下。

3 結(jié)語

綜上所述，高壓輥磨機(jī)是一種比較高效、節(jié)能的新型粉碎設(shè)備，破碎能力強(qiáng)，對于硬度以及脆性比較強(qiáng)的高礦物破碎具有較大的優(yōu)勢，破碎后的產(chǎn)品微細(xì)粒級含量高，同時(shí)顆粒上含有大量裂紋，降低后期的作業(yè)難度，節(jié)約能耗。因此需要結(jié)合礦質(zhì)情況合理采用高壓輥磨機(jī)，并優(yōu)化應(yīng)用流程。