淺析高壓輥磨機(jī)在有色礦山的適用工藝

常亮亮, 何榮權(quán)

(中國恩菲工程技術(shù)有限公司， 北京 100038)

1 前言

破磨工藝是選礦工藝中不可缺少的重要組成部分，是選礦廠基建投資和生產(chǎn)成本的重要組成部分，是提高選礦技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的前提條件。

近年來隨著高壓輥磨設(shè)備的興起，以高壓輥磨機(jī)為核心設(shè)備的碎礦工藝，與常規(guī)碎礦流程相比更深層次體現(xiàn)了“多碎少磨”的節(jié)能理念。該設(shè)備能有效提高物料的粉碎效率，進(jìn)而達(dá)到降低金屬礦業(yè)破碎和磨礦系統(tǒng)綜合能耗的目的[1-4]。但高壓輥磨機(jī)由于其設(shè)備特性在目前作為破碎段設(shè)備的應(yīng)用過程中存在邊緣效應(yīng)、閉路篩分、礦倉貯存及堵塞等問題，特別是對(duì)于含泥含水多的物料，適應(yīng)性差。

本文提出一種技術(shù)方案，通過將高壓輥磨機(jī)設(shè)置于常規(guī)碎礦工序產(chǎn)品礦倉后，與磨礦工序一同采用24h連續(xù)工作制，采用濕式閉路作業(yè)，可避免目前應(yīng)用過程中存在的邊緣效應(yīng)、閉路篩分、礦倉貯存及堵塞等問題，實(shí)現(xiàn)高壓輥磨機(jī)作為常規(guī)碎礦工序后的預(yù)磨礦設(shè)備的技術(shù)需要。

采用高壓輥磨機(jī)作為預(yù)磨礦設(shè)備，能夠降低后續(xù)磨礦工序的入磨粒度，可使P80=3～6mm，能夠有效降低后續(xù)作業(yè)的能耗。

2 高壓輥磨機(jī)現(xiàn)有應(yīng)用實(shí)例

2.1 現(xiàn)有工藝介紹

近年來隨著高壓輥磨設(shè)備的興起，以高壓輥磨機(jī)為核心設(shè)備的碎磨工藝獲得迅速發(fā)展，主要是高壓輥磨機(jī)作為細(xì)碎設(shè)備的三段破碎工藝(多為開路或半閉路)和高壓輥磨機(jī)作為超細(xì)碎設(shè)備的四段破碎工藝，例如三山島金礦和司家營鐵礦均采用高壓輥磨機(jī)作為細(xì)碎設(shè)備的三段半閉路工藝，其原則流程如圖1所示；金堆城鉬礦采用常規(guī)三段一閉路+高壓輥磨機(jī)(作為超細(xì)碎設(shè)備)開路的四段破碎工藝，其原則流程如圖2所示。

圖1 高壓輥磨機(jī)作為細(xì)碎設(shè)備的三段半閉路工藝

圖2 常規(guī)三段一閉路+高壓輥磨機(jī)(作為超細(xì)碎設(shè)備) 開路的四段破碎工藝

目前無論是高壓輥磨機(jī)的三段破碎或四段破碎工藝，高壓輥磨機(jī)多配置在碎礦最終產(chǎn)品礦倉前，為干式作業(yè)，工作制度與碎礦系統(tǒng)相同，非24h連續(xù)作業(yè)，其產(chǎn)品粒度多為P80=7mm。

2.2 現(xiàn)有工藝的主要缺點(diǎn)和問題

根據(jù)目前的生產(chǎn)應(yīng)用情況，高壓輥磨機(jī)作為細(xì)碎(或超細(xì)碎)設(shè)備的碎礦工藝(干式作業(yè))存在以下兩個(gè)方面的缺點(diǎn)和問題。

一是目前的碎礦最終產(chǎn)品粒度均為P80=7mm左右，沒有充分發(fā)揮設(shè)備的能力，實(shí)現(xiàn)節(jié)能最大化。

二是存在邊緣效應(yīng)、閉路篩分、礦倉貯存及堵塞等問題，特別是對(duì)于含泥含水多的物料，適應(yīng)性差。高壓輥磨機(jī)開路破碎會(huì)存在邊緣效應(yīng)，會(huì)影響最終入磨物料的產(chǎn)品粒度；閉路破碎，存在打散、堵塞、篩分效率低等問題，且干式篩分還存在粉塵量大及粉礦貯存不利等問題，這也是目前生產(chǎn)實(shí)踐中，較少采用高壓輥磨機(jī)閉路作業(yè)的原因；而半閉路流程中，雖然可使輥面端部破碎，效果較差的較大顆粒返回高壓輥磨機(jī)進(jìn)行再破碎，可一定程度減少邊緣效應(yīng)，但其碎礦效果與閉路仍有差距，不能實(shí)現(xiàn)充分的“多碎少磨”，且在半閉路流程中由于輥面磨損程度不同，影響高壓輥磨機(jī)整體破碎效果。

3 高壓輥磨機(jī)的推薦工藝

3.1 推薦技術(shù)方案

推薦的技術(shù)方案通過將高壓輥磨機(jī)設(shè)置于常規(guī)碎礦工序產(chǎn)品礦倉后，與磨礦工序一同采用24h連續(xù)工作制，采用濕式閉路作業(yè)，將高壓輥磨機(jī)作為常規(guī)碎礦工序后的預(yù)磨礦設(shè)備，降低球磨機(jī)入磨粒度，P80可達(dá)到3～6mm。本技術(shù)方案采用三段一閉路破碎+高壓輥磨機(jī)濕式閉路(預(yù)磨礦)+球磨流程，詳細(xì)工藝流程圖如圖3所示。

圖3 常規(guī)三段一閉路+高壓輥磨機(jī)濕式閉路 (預(yù)磨礦)+球磨流程

三段一閉路包括粗碎、中碎預(yù)先篩分、中碎、細(xì)碎、中細(xì)碎閉路篩分、粉礦倉(碎礦工序產(chǎn)品礦倉)貯存等主要工序。原礦經(jīng)粗碎后給入中碎前的的預(yù)先篩分作業(yè)，篩上產(chǎn)品去中碎破碎機(jī)進(jìn)一步破碎，篩下產(chǎn)品直接輸送至粉礦倉作為一部分碎礦工序最終合格產(chǎn)品。中碎排礦產(chǎn)品進(jìn)入中細(xì)碎閉路篩分作業(yè)，閉路篩篩上物給入細(xì)碎作業(yè)，細(xì)碎排礦產(chǎn)品同樣輸送至中細(xì)碎閉路篩分作業(yè)進(jìn)行檢查篩分，中細(xì)碎閉路篩篩下產(chǎn)品作為另一部分碎礦工序最終合格產(chǎn)品輸送至粉礦倉貯存。

粉礦倉有一般可貯存選礦廠處理24h的礦量，用于調(diào)節(jié)碎礦系統(tǒng)與磨礦系統(tǒng)的不均衡性(碎礦系統(tǒng)非24h連續(xù)工作，磨礦系統(tǒng)為連續(xù)工作制)。三段一閉路最終產(chǎn)品粒度約為P80=10mm。

磨礦系統(tǒng)包括預(yù)磨礦與球磨作業(yè)。高壓輥磨機(jī)設(shè)置在常規(guī)碎礦工序產(chǎn)品礦倉后，與磨礦工序一同采用24h連續(xù)工作制，采用濕式閉路作業(yè)，將高壓輥磨機(jī)作為常規(guī)碎礦工序后的預(yù)磨礦設(shè)備，降低球磨機(jī)入磨粒度，P80可達(dá)到3～6mm，較目前通用的以高壓輥磨機(jī)為核心設(shè)備的碎礦流程(較常規(guī)碎礦工藝節(jié)省能耗15%～30%)可進(jìn)一步有效降低球磨作業(yè)的能耗，進(jìn)而降低碎磨系統(tǒng)的綜合能耗。球磨系統(tǒng)包括球磨機(jī)和分級(jí)設(shè)備(主要為水力旋流器組)，一般條件下分級(jí)產(chǎn)品細(xì)度為-0.074mm占50%～65%。

3.2 推薦工藝的主要特點(diǎn)

(1)采用高壓輥磨機(jī)作為常規(guī)碎礦工序后的預(yù)磨礦設(shè)備，而非在目前工業(yè)生產(chǎn)中將其作為碎礦工序中的細(xì)碎設(shè)備或超細(xì)碎設(shè)備。

(2)礦石在碎礦工序后、球磨工序前加入預(yù)磨礦作業(yè)，大大降低球磨機(jī)入磨粒度，可達(dá)P80=3～6mm，而無論是目前有生產(chǎn)實(shí)踐的碎礦工藝的入磨粒度多為P80=7～10mm，甚至更高。

(3)將高壓輥磨機(jī)設(shè)置于常規(guī)碎礦工序產(chǎn)品礦倉后，與磨礦工序一同采用24h連續(xù)工作制。

(4)高壓輥磨機(jī)系統(tǒng)采用濕式閉路作業(yè)，有效避免目前高壓輥磨機(jī)應(yīng)用過程中存在的邊緣效應(yīng)、閉路篩分、礦倉貯存及堵塞等問題。

4 結(jié)論

本文提出一種常規(guī)三段一閉路+高壓輥磨機(jī)濕式閉路(預(yù)磨礦)+球磨流程的碎磨工藝技術(shù)；通過采用高壓輥磨機(jī)作為常規(guī)碎礦工序后的預(yù)磨礦設(shè)備，降低后續(xù)磨礦工序的入磨粒度，P80可達(dá)3～6mm，可有效降低后續(xù)作業(yè)的能耗。應(yīng)用情況表明：在相同P80條件下，經(jīng)高壓輥磨機(jī)破碎的產(chǎn)品與采用常規(guī)破碎機(jī)破碎的產(chǎn)品相比，能耗的降低約在15%～30%。采用高壓輥磨機(jī)作為預(yù)磨設(shè)備，更深層次實(shí)現(xiàn)了“多碎少磨”，由于可獲得更低的入磨細(xì)度，將進(jìn)一步降低碎磨系統(tǒng)的綜合能耗。

雖然在相同P80條件下，經(jīng)高壓輥磨機(jī)破碎的產(chǎn)品與采用常規(guī)破碎機(jī)破碎的產(chǎn)品相比，降低能耗效果明顯，但目前高壓輥磨機(jī)作為破碎工序細(xì)碎或超細(xì)碎設(shè)備的應(yīng)用中存在邊緣效應(yīng)、閉路篩分、礦倉貯存及堵塞等問題，影響了該設(shè)備的順利生產(chǎn)和推廣使用。該技術(shù)方案通過將高壓輥磨機(jī)設(shè)置于常規(guī)碎礦工序產(chǎn)品礦倉后，與磨礦工序一同采用24h連續(xù)工作制，采用濕式閉路作業(yè)，可避免目前應(yīng)用過程中存在的邊緣效應(yīng)、閉路篩分、礦倉貯存及堵塞等問題，可使整個(gè)碎礦系統(tǒng)運(yùn)行更加穩(wěn)定，利于工藝指標(biāo)控制和生產(chǎn)管理。

本工藝的提出很好的響應(yīng)了國家“節(jié)能降耗”的產(chǎn)業(yè)政策，特別是對(duì)于選礦相關(guān)系統(tǒng)綜合能耗有限制或準(zhǔn)許建設(shè)門檻的領(lǐng)域或地區(qū)，有重要的應(yīng)用意義。對(duì)于原礦特性非常硬的礦石，采用粗碎+半自磨工藝或常規(guī)碎磨工藝不適用或能耗較高時(shí)，有更大的推廣意義。