高壓輥磨機(jī)在選礦廠的應(yīng)用與探討

劉殿閣

(黑龍江省冶金設(shè)計(jì)規(guī)劃院，哈爾濱150040)

我國(guó)金屬礦石資源種類(lèi)繁多，但大多數(shù)礦種品質(zhì)屬貧、雜、細(xì)。國(guó)內(nèi)金屬礦山企業(yè)為了解決自身在礦業(yè)開(kāi)發(fā)上存在的經(jīng)濟(jì)、技術(shù)和環(huán)保等方面面臨的突出問(wèn)題，積極引進(jìn)、消化、吸收國(guó)外新型、高效的礦山生產(chǎn)工藝設(shè)備。世界公認(rèn)的“多碎少磨”預(yù)破碎工藝，能夠降低礦石粉磨生產(chǎn)過(guò)程中的能量消耗，在該工藝的帶動(dòng)下，出現(xiàn)了一系列用于細(xì)碎和超細(xì)碎的破碎粉磨設(shè)備，其中以利用層壓破碎的高壓輥磨機(jī)最為典型。發(fā)揮高壓輥磨機(jī)大生產(chǎn)能力、高能量轉(zhuǎn)化率、大破碎比、充分的選擇性破碎和豐富的顆粒內(nèi)部微裂紋等優(yōu)勢(shì)，盡可能多地承擔(dān)球磨機(jī)的工作量、易化磨礦作業(yè)，從而全面實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗、簡(jiǎn)化工藝，走低消耗、低成本、高效率、高產(chǎn)出的集約經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)之路。

1 高壓輥磨機(jī)作用機(jī)理

高壓輥磨技術(shù)的理論基礎(chǔ)是層壓粉碎理論，層壓粉碎是指大量顆粒受到高度的空間約束而集聚在一起，在強(qiáng)大外力作用下互相接觸、擠壓所形成的群體粉碎。層壓粉碎的關(guān)鍵在于:在有限的空間內(nèi)，壓力不斷增加使顆粒間間隙越來(lái)越小，直至顆粒之間可以互相傳遞應(yīng)力，當(dāng)應(yīng)力強(qiáng)度達(dá)到顆粒壓碎強(qiáng)度時(shí)，顆粒即開(kāi)始粉碎。因此，高壓輥磨機(jī)工作時(shí)，即使兩輥間間距明顯大于給礦最大粒度，但輥壓過(guò)程中各粒級(jí)都得到了粉碎，產(chǎn)生大量的細(xì)粒、微細(xì)粒及顆粒內(nèi)微裂紋。

2 高壓輥磨機(jī)在礦石碎磨系統(tǒng)中的幾種應(yīng)用

2.1 取代第三段破碎設(shè)備［1］

在大型金屬礦山，用高壓輥磨機(jī)取代細(xì)碎圓錐破碎機(jī)，是一項(xiàng)相當(dāng)成熟的工藝。以某鐵礦山為例，研究表明，選用RP17－1800高壓輥磨機(jī)，將70～0mm物料碎至8～0mm，單位能耗僅為2.17kWh/(t·新給礦);磨礦功指數(shù)下降25%～40%，后續(xù)磨礦處理能力將增加約30%;同樣的處理能力，碎、磨系統(tǒng)的總裝機(jī)率將下降10%～15%。因此，應(yīng)用高壓輥磨機(jī)，擴(kuò)能降耗效果顯著。

2.2 用于第四段破碎

國(guó)外應(yīng)用也最為廣泛，典型工藝配置方式同樣分開(kāi)路和閉路兩種。代表性的礦山有馬鋼凹山選廠用魁珀恩公司RP630/RP17－1400高壓輥磨機(jī)，將細(xì)碎30～0mm的礦石閉路破碎至3～0mm，再進(jìn)行高效提前拋尾［2］。

(1)產(chǎn)能提高幅度大。四段閉路破碎工藝，實(shí)際上可以稱(chēng)為準(zhǔn)磨礦工藝，程度上接近粗磨效果，能滿足常規(guī)粗磨后提前拋尾作業(yè)對(duì)物料粒度、解離度等特性的要求，與濕式粗粒拋尾聯(lián)合使用，顯著減少了磨礦量、降低了磨礦粒度、簡(jiǎn)化了入磨物料的可磨性，因此，產(chǎn)能提升的幅度高達(dá)37.84%。

(2)降本增效顯著。高壓輥磨機(jī)及其輔助系統(tǒng)運(yùn)行后，與2000年比較，選廠電力單耗下降了29.71%、鋼球單耗下降了24.49%、整體效益增加了10 741.82萬(wàn)元。

2.3 完善自磨流程

從20世紀(jì)末開(kāi)始，隨著自磨機(jī)及其驅(qū)動(dòng)、軸承技術(shù)的進(jìn)步，直徑10m以上的大型自磨機(jī)在世界各地的金屬礦山得到廣泛的應(yīng)用，與常規(guī)的三段一閉路破碎－球磨磨礦相比，工藝流程簡(jiǎn)單、處理能力大、適宜處理易泥化或易碎比例較高礦石處理。但自磨流程無(wú)法回避的高硬度頑石的循環(huán)問(wèn)題。隨著高壓輥磨機(jī)輥面耐磨術(shù)的突破，解決了自磨機(jī)頑石破碎的問(wèn)題。將自磨機(jī)的頑石(約80mm以下)給入高壓輥磨機(jī)，或粉碎或產(chǎn)生了大量微裂紋，易碎性大幅度提高，再返回自磨機(jī)閉路磨礦，該工藝最早在美國(guó)EmipireIronOreMine公司得到應(yīng)用。

3 使用高壓輥磨機(jī)的幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)

(1)高壓輥磨機(jī)試驗(yàn)的選擇及試驗(yàn)結(jié)果的判斷和參考是否合適，對(duì)高壓輥磨機(jī)應(yīng)用工藝流程的設(shè)計(jì)以及投產(chǎn)后高壓輥磨機(jī)應(yīng)用效果，都起著非常重要的作用［3］。

(2)高壓輥磨機(jī)的維護(hù)，主要集中在輥面的耐磨性能、磨損的修復(fù)方面。對(duì)于不同的物料應(yīng)該選擇相應(yīng)的耐磨輥面，輥面的硬度應(yīng)該高于礦石的硬度較多，否則磨損會(huì)非常快。

(3)高壓輥磨機(jī)的應(yīng)用，在優(yōu)化流程、降本增效等多方面具有誘人的前景。在世界礦業(yè)市場(chǎng)回歸理性的今天，將給瀕臨困境的礦山企業(yè)帶來(lái)生機(jī)。

［1］楊松榮，蔣仲亞.碎磨工藝及應(yīng)用［J］.冶金工業(yè)出版社，2013，1.

［2］曹月林，孫業(yè)長(zhǎng)，劉建華.凹山選礦廠入選高村鐵礦石的工藝適應(yīng)性研究［J］.現(xiàn)代礦業(yè)，2009，9.

［3］朱菱，徐海陽(yáng)，宋曉剛.高壓輥磨機(jī)的選型應(yīng)用試驗(yàn)［J］.現(xiàn)代礦業(yè)，2012，11.