耿希華 孫業(yè)長 劉建華

(安徽馬鋼工程技術(shù)集團(tuán)礦山設(shè)計(jì)研究院)

內(nèi)蒙古某磁鐵礦選礦高壓輥磨機(jī)試驗(yàn)

耿希華 孫業(yè)長 劉建華

(安徽馬鋼工程技術(shù)集團(tuán)礦山設(shè)計(jì)研究院)

對(duì)內(nèi)蒙古某選廠貧磁鐵礦石進(jìn)行了高壓輥磨超細(xì)粉碎試驗(yàn)，分析了不同壓力下的高壓輥磨產(chǎn)品特性，并進(jìn)行了閉路試驗(yàn)及相對(duì)可磨度分析。試驗(yàn)結(jié)果表明:高壓輥磨機(jī)能夠有效降低物料粒度；輥面壓力的增加可使粉碎產(chǎn)品的破碎比增大，粒度分布更加均勻；采用閉路磨碎篩分輥面壓力相同時(shí)，篩孔尺寸越小，輥磨機(jī)排礦中細(xì)粒級(jí)含量越高；輥磨能夠大幅度的提高相對(duì)可磨度系數(shù)，顯著提高1段磨礦的效率。

貧磁鐵礦 高壓輥磨機(jī) 粒度特性

在選礦廠投資中，碎磨流程投資高、消耗能量大，碎磨設(shè)備投資占選礦廠全部設(shè)備投資的50%以上，碎磨能耗則占選礦廠總能耗的60%～70%。所以，在做新建選廠的設(shè)計(jì)時(shí)，降低碎磨流程的投資和能耗是必須重視的問題[1]。

內(nèi)蒙古某礦山礦石是以條帶狀結(jié)構(gòu)為主的鞍山式沉積變質(zhì)鐵礦石，該選廠現(xiàn)有工藝中破碎系統(tǒng)采用粗粒干拋，3段破碎工藝，存在拋廢損失的磁性鐵較多，流程較復(fù)雜的問題。為此，試驗(yàn)擬采用高壓輥磨機(jī)簡(jiǎn)化破碎系統(tǒng)[2-4]，提高破碎效率。

1 試驗(yàn)礦樣與試驗(yàn)條件

1.1 礦樣性質(zhì)

礦石是以條帶狀結(jié)構(gòu)為主的鞍山式沉積變質(zhì)鐵礦石，礦石品位在15%左右，磁性鐵含量在8%左右，主要含鐵礦物為磁鐵礦，主要脈石礦物為石英；礦石普氏硬度系數(shù)為13～15，密度為3.1 t/m3，松散系數(shù)為1.76。試樣中全鐵品位為15.49%，試樣篩析結(jié)果見表1。

由表1可知，原礦細(xì)粒級(jí)含量不高，-3,-5 mm粒級(jí)含量分別為10.93%和15.43%。

1.2 試驗(yàn)條件

試驗(yàn)所用高壓輥設(shè)備為馬鞍山市天工科技有限公司的GLGY0825型高壓輥磨機(jī)，該輥磨機(jī)由給礦斗、給礦閘板(電動(dòng))、輥磨機(jī)、排料膠帶機(jī)等組成，物料可通過電動(dòng)葫蘆吊裝卸入給料斗中，輥徑為800 mm，輥寬為250 mm，轉(zhuǎn)速為26 r/min，柱釘輥面，壓力可變，裝機(jī)功率為55 kW×2。

表1 試驗(yàn)樣品粒度組成測(cè)定結(jié)果

2 試驗(yàn)內(nèi)容與結(jié)果分析

2.1 開路粉碎試驗(yàn)

輥面壓力是高壓輥磨機(jī)粉碎物料最主要的工作參數(shù)，試驗(yàn)選擇在輥面壓力分別為3.0，4.0，4.5，5.0 MPa的條件下進(jìn)行開路粉碎試驗(yàn)，物料含水量在6%左右。確定高壓輥的工作參數(shù)后啟動(dòng)設(shè)備，使物料堆滿料倉，加壓后迅速打開下料口使物料落入兩輥之間，輥壓完成后對(duì)粉碎產(chǎn)品進(jìn)行打散和粒度篩析。不同壓力開路試驗(yàn)結(jié)果見表2，產(chǎn)品粒度分析結(jié)果見表3。

表2 高壓輥磨不同壓力開路試驗(yàn)結(jié)果

由表2、表3可知：①高壓輥磨機(jī)輥壓產(chǎn)品粗粒級(jí)產(chǎn)率明顯增大、細(xì)粒級(jí)產(chǎn)率明顯減少；②隨著輥面壓力的增大，產(chǎn)品細(xì)粒級(jí)產(chǎn)率增大、 粗粒級(jí)產(chǎn)率減少；③隨著輥面壓力增大，料餅的厚度減小，密度增大，說明顆粒間的相互作用力增大，料層破碎的效果更好；④輥面壓力為 3.0 ～5.0 MPa時(shí)，輥壓產(chǎn)品 -3 mm 粒級(jí)產(chǎn)率由輥壓前的10.93%提高至47%左右，-5 mm粒級(jí)產(chǎn)率由輥壓前的15.43%增加到60%左右。

表3 高壓輥磨不同壓力下開路試驗(yàn)產(chǎn)品粒度分析結(jié)果

2.2 閉路粉碎試驗(yàn)

目前，應(yīng)用于鐵礦石粉碎的輥磨機(jī)大多采用大輥徑小輥寬的壓輥結(jié)構(gòu)，這種設(shè)備較適宜用來處理較大粒度的硬質(zhì)物料，但由于邊緣效應(yīng)( 輥面壓力在輥面軸向上的分布不均而造成的輥面兩端的物料被粉碎的程度較輕) 比較嚴(yán)重，導(dǎo)致碎磨產(chǎn)品中邊料的比例偏高。試驗(yàn)證明，碎磨產(chǎn)品中的大顆?；旧隙际菑妮亙啥颂右莸?，故生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的高壓輥磨流程一般采用閉路流程，主要包括邊料循環(huán)閉路流程和分級(jí)全閉路循環(huán)流程。試驗(yàn)在壓力為4.5 MPa，含水量為6%的條件下分別采用3、5 mm分級(jí)全閉路循環(huán)流程進(jìn)行閉路試驗(yàn)，然后對(duì)輥磨粉碎產(chǎn)品進(jìn)行分析。試驗(yàn)流程見圖1。

圖1 輥磨閉路試驗(yàn)流程

對(duì)循環(huán)輥磨后的整個(gè)產(chǎn)品(篩上+篩下)進(jìn)行粒度分析，分析結(jié)果見表4。

由表4可知，①在高壓輥磨給礦粒度-3 mm粒級(jí)含量為10.93%，-5 mm粒級(jí)含量為15.43%的條件下，樣品經(jīng)過篩分粒度為3 mm和5 mm的閉路高壓輥磨試驗(yàn)后， -3 mm粒級(jí)含量分別增加到了51.36%和49.44%；-5 mm粒級(jí)含量分別增加到了66.87%和63.87%；②在相同的輥面壓力條件下，閉路輥壓破碎篩孔孔徑減小，產(chǎn)品中細(xì)粒級(jí)含量越高。

表4 閉路試驗(yàn)產(chǎn)品粒度分析結(jié)果

2.3 輥壓前、后物料可磨度研究

對(duì)輥壓前、后物料的可磨度進(jìn)行測(cè)定，測(cè)定結(jié)果見圖2、圖3。

圖2 磨礦產(chǎn)品中-0.075 mm粒級(jí)含量與磨礦時(shí)間之間的相互關(guān)系

由圖2可見:①高壓輥磨機(jī)輥壓過的物料較未輥壓的物料相對(duì)易磨，相同磨礦時(shí)間內(nèi)磨礦產(chǎn)品新生成-0.075 mm粒級(jí)產(chǎn)率明顯高于未輥壓試樣；②縮小閉路篩分的篩孔尺寸，閉路輥壓產(chǎn)品越易磨，相同磨礦時(shí)間內(nèi)磨礦產(chǎn)品新生的-0.075 mm粒級(jí)的產(chǎn)率越高。

圖3 磨礦產(chǎn)品與原礦的相對(duì)可磨度對(duì)比

由圖3可知:①降低閉路輥壓篩分的篩孔尺寸有利于提高其磨礦的相對(duì)可磨度，粗磨時(shí)相對(duì)可磨度提高的幅度較大，細(xì)磨時(shí)相對(duì)可磨度提高的幅度較小；②相對(duì)可磨度系數(shù)都大于1，最高值達(dá)1.4，表明該試樣經(jīng)過高壓輥磨機(jī)輥壓，礦石的相對(duì)可磨度明顯提高，從而顯著提高1段磨礦效率。

3 結(jié) 語

(1)對(duì)于內(nèi)蒙古某選廠的磁鐵礦在原礦30～ 0 mm時(shí)采用高壓輥磨機(jī)較該選廠現(xiàn)有的粗粒干拋、3段破碎工藝能夠簡(jiǎn)化破碎系統(tǒng)，提高破碎效率。

(2)物料通過高壓輥磨機(jī)能夠使粗粒級(jí)的產(chǎn)率顯著減少、細(xì)粒級(jí)產(chǎn)率顯著增加，隨著輥面壓力的增大，輥壓產(chǎn)品細(xì)粒級(jí)含量增加，破碎比增大。

(3)輥面壓力相同時(shí)，閉路篩分時(shí)的篩孔尺寸越小，高壓輥磨機(jī)排礦中的細(xì)粒級(jí)含量越高。

(4)高壓輥磨作業(yè)可顯著提高入磨礦石的相對(duì)可磨度，篩孔尺寸越小，閉路破碎產(chǎn)品越易磨。

(5)輥壓產(chǎn)品在粗磨情況下相對(duì)可磨度提高的幅度較大，能夠顯著提高1段磨礦的磨礦效率。

[1] 葛新建.高壓輥磨工藝在我國冶金礦山的應(yīng)用現(xiàn)狀[J].現(xiàn)代礦業(yè)，2009(9)：1-5.

[2] Torres M，Casali A. A novel approach for the modelling of high-pressure grinding rolls [J].Minerals Engineering，2009，22(6): 1137-1146.

[3] Namik A A，Levent E，Hakan B. High pressure grinding rolls (HPGR) applications in the cement indusrty[J]. Minerals Engineering, 2006，19(10):130-139.

[4] 劉建遠(yuǎn)，黃瑛彩.高壓輥磨機(jī)在礦物加工領(lǐng)域的應(yīng)用[J].金屬礦山，2010(6):1-8.

2015-05-18)

耿希華(1985—)，女，工程師，243000 安徽省馬鞍山市太白大道3號(hào)。