招遠某金礦選礦廠破碎系統技術改造及生產實踐

蔣琳

摘要：招遠某金礦選礦廠引進美卓礦機HP400多缸圓錐破碎機替代國產PYD1650短頭彈簧圓錐破碎機后，破碎系統存在破碎產品粒度及破碎能力達不到預期、生產材料消耗大等問題。經分析后實施二次技術改造，通過控制原礦最大給礦粒度小于500 mm，調整破碎篩分工藝流程為三段一閉路，更換雙層圓振動篩等，破碎系統生產能力提高至2 380 t/d，提高幅度達10.70 %;雙層圓振動篩負荷率下降至74.78 %;破碎產品粒級組成中-5 mm高達59.79 %，磨礦系統鋼球消耗量下降了0.16 kg/t礦，電耗下降了1.24 kW·h/t礦，實現了“多碎少磨”、節能降耗。

關鍵詞：破碎;篩分;圓錐破碎機;振動篩;多碎少磨;節能降耗

中圖分類號：TD921?文章編號：1001-1277（2020）06-0065-04

文獻標志碼：A?doi：10.11792/hj20200615

招遠某金礦為提高選礦廠生產能力，降低生產能耗，于2017年完成選礦廠破碎系統初次技術改造，引進美卓礦機有限公司（下稱“美卓礦機”）HP400多缸圓錐破碎機替代原有國產PYD1650短頭彈簧圓錐破碎機，以期達到“多碎少磨”[1-5]，降低破碎產品粒度，提高選礦廠處理能力的目的[6]。自技術改造后、投料生產以來，破碎系統存在生產材料消耗量大，生產成本偏高，先進設備優良性能未能有效發揮等問題，達不到預期效果。為進一步優化生產系統，對破碎系統生產情況進行了分析，查明了問題原因，并有針對性地再次實施了技術改造。本文對技術改造情況進行了分析總結，可為類似選礦廠工藝優化改造提供借鑒。

1?初次技術改造

1.1?改造方案

招遠某金礦礦石類型為含金石英脈型，礦石中主要金屬礦物有黃鐵礦、黃銅礦、銀金礦和自然金等，脈石礦物主要有石英、斜長石、絹云母等。該金礦選礦廠原設計規模為2 000 t/d，破碎系統采用三段兩閉路破碎篩分工藝流程，見圖1。設計有效破碎時間14 h，原設計主要設備參數見表1。

選礦廠投產后，破碎系統出現破碎效率低，破碎產品粒度偏粗，主體設備不協調等問題。破碎產品粒度篩析結果見表2。

經技術論證后，選礦廠將原有國產細碎設備PYD1650短頭彈簧圓錐破碎機更換為美卓礦機HP400多缸圓錐破碎機，2YAH2160雙層圓振動篩下層篩網篩孔尺寸由15 mm×30 mm調整為14 mm×28 mm，以期達到提高產能、降低能耗及成本的目的。初次技術改造后破碎系統主要設備參數見表3。

1.2?生產及存在問題

初次技術改造后，選礦廠破碎系統有效工作時間仍為14 h，生產能力約為2 120～2 150 t/d。破碎產品粒度篩析結果見表4。

初次技術改造后，破碎系統生產過程中主要存在以下幾個問題：

1）破碎系統生產能力提升幅度約為6.0 %～7.5 %，不足10 %，與技術改造設計的生產能力提升幅度15 %～20 %的預期存在一定差距。

2）2YAH2160雙層圓振動篩生產負荷過大，下層篩網較技術改造前損耗大，更換更為頻繁。

3）雖然破碎產品粒度相對變小，但變化有限，破碎作業的單位用電量及材料消耗均比改造前有所增加。綜合考慮磨礦作業成本，改造前后碎磨作業成本相差無幾。

1.3?流程考查

1.3.1?礦量計算

根據質量守恒定律，并結合《選礦設計手冊》計算公式，對初次技術改造后破碎流程礦量進行考查計算，結果見圖2。

1.3.2?設備處理能力

根據原礦性質及供礦條件，采用《選礦設計手冊》中相關公式及張旺等[7]提出的HP系列圓錐破碎機的選型計算方法，對初次技術改造后破碎系統主要設備處理能力進行計算，結果見表5。

1.3.3?分析結果

通過礦量計算及設備處理能力計算結果對比可知：

1）在設定的設備參數下，粗碎設備負荷率為93.75 %，中碎設備負荷率為78.17 %，細碎設備負荷率為72.44 %，粗碎設備負荷率遠高于中、細碎設備，破碎系統各破碎設備處理能力不盡協調，破碎系統生產能力受限于粗碎作業。

2）2YAH2160雙層圓振動篩上層篩的負荷率為90.35 %，下層篩的負荷率為94.23 %，其負荷率極高，遠超出振動篩合理負荷率（70 %～80 %）。因此，篩分作業出現篩網磨損嚴重、更換頻繁的問題。此外，因篩分負荷率高，篩分效率下降，導致細碎設備給礦中粒度小于排礦口尺寸的物料過多，降低了設備處理能力并影響其性能，出現生產作業成本高、先進設備發揮不出優良性能等問題。

3）HP系列多缸圓錐破碎機系利用獨特的“顆粒間層壓破碎”作用原理實現破碎，使得產品粒級更為均勻、產品粒度更為細小，設備給礦的基本要求為均勻擠滿給礦[8]。根據計算結果，設備處理能力與實際給礦能力嚴重不匹配，生產過程易出現“空腔”現象，難以維持層壓破碎。因此，產品粒級組成難以得到保障，達不到預期效果。

2?二次技術改造及效果

2.1?改造方案

針對初次技術改造后存在的問題，結合上述分析結果，本著“多碎少磨、節能降耗”的原則，對破碎系統進行了二次技術改造，具體如下：

1）進一步控制原礦最大給礦粒度，降低進入粗碎作業的最大塊度，提高粗碎設備處理能力。結合礦巖性質、礦體特征及采礦方法，要求原礦給礦粒度控制在-500 mm。

2）調整現有三段兩閉路破碎篩分工藝流程為三段一閉路破碎篩分工藝流程，并進一步優化各破碎設備排礦口參數，以均衡各段破碎作業負荷率。二次技術改造后破碎設備參數及處理能力見表6。

3）將原有2YAH2160雙層圓振動篩更換為2YKR2460（H）雙層圓振動篩，其工作篩網面積為14 m2，增大了篩分面積，降低了篩分設備負荷率，提高了篩分效率。二次技術改造后，2YKR2460（H）雙層圓振動篩作為單層篩使用，上層篩起保護下層篩網的作用，下層篩的篩下產物為最終破碎產品。二次技術改造后篩分設備參數及處理能力見表7。

2.2?改造效果

本次改造投資主要用于雙層圓振動篩的更換，包括新設備購置費、運雜費、安裝費及舊設備拆除費等。改造投資總金額為25.16萬元。改造效果主要有以下幾方面：

1）通過調整工藝流程，優化各設備參數，更換雙層圓振動篩，破碎系統生產能力得到進一步提升，在維持破碎時間14 h前提下，破碎系統生產能力由最大2 150 t/d提高至2 380 t/d，提高幅度達10.70 %。雙層圓振動篩負荷率下降至74.78 %，篩網平均使用壽命延長了6 d。二次技術改造后破碎系統數質量流程見圖3。

2）美卓礦機HP400多缸圓錐破碎機實現了“擠滿給礦”，有效發揮了顆粒間層壓破碎作用，破碎產品最大粒度大幅減小，粒級組成更為均勻細小，實現了“多碎少磨”。二次技術改造后破碎產品粒度篩析結果見表8。

3）選礦廠磨礦系統生產材料消耗及能耗明顯降低，鋼球消耗量下降了0.16 kg/t礦，電耗下降了1.24 kW·h/t礦;碎磨作業材料消耗及電耗下降了2.05元/t礦。

3?結?語

招遠某金礦選礦廠針對破碎系統運行過程中存在的問題，先后2次進行了技術改造，通過更換細碎設備為美卓礦機HP400多缸圓錐破碎機，更換篩分設備為2YKR2460（H）雙層圓振動篩，調整工藝流程，優化破碎設備參數，控制給礦粒度等措施，實現了破碎系統各設備效能最佳化，破碎能力提高至2 380 t/d。二次技術改造后，實現了新引進美卓礦機HP400多缸圓錐破碎機擠滿給礦、層間破碎，有效降低了破碎產品粒度，為選礦廠磨礦系統生產能力提升創造了條件。同時，篩分設備負荷率大幅下降，篩網平均壽命延長了6 d，磨礦系統鋼球消耗量下降了0.16 kg/t礦，磨礦電耗下降了1.24 kW·h/t礦，碎磨作業材料消耗及電耗下降了2.05元/t礦。此次改造取得了良好的效果，可為類似選礦廠工藝改造提供借鑒。

[參 考 文 獻]

[1]?《選礦設計手冊》編委會.選礦設計手冊[M].北京：冶金工業出版社，1988.

[2]?李啟衡.碎礦與磨礦[M].北京：冶金工業出版社，1983.

[3]?周忠尚.選礦廠設計[M].北京：冶金工業出版社，1983.

[4]?《選礦設計參考資料》編寫組.選礦設計參考資料[M].北京：冶金工業出版社，1972.

[5]?吳鵬，郭順磊，李家山，等.新疆某選礦廠破碎系統改造[J].現代礦業，2014（12）：204-205.

[6]?楊榮華，遲繼松，施俊麗.三山島金礦破碎系統工藝研究與技術改造[J].礦山機械，2010，38（4）：51-53.

[7]?張旺，郝兵，李澤理，等.HP系列圓錐破碎機的一種選型計算方法[J].礦山機械，2015，43（3）：79-81.

[8]?夏威，韓偉.銅山口礦破碎系統改造的生產實踐[J].銅業工程，2016（3）：48-51.