鐵礦石采選破碎系統節能策略

摘 要：目前我國已進入了節能型社會，而且能源成本愈來愈高，這就要求礦山企業根據自身不同條件，從細微處入手，找出節能降耗的關鍵點，實施相應節能技術和措施，降本增效。

關鍵詞：鐵礦石;采選破碎系統;主要因素;措施

一、 引言

據統計，現階段，礦產資源開發利用的能量消耗占全圍總能耗的15%左右，僅冶金礦山的采選能耗就超過了其能耗的40%。經過多年的高強度開發，優質的礦產資源越來越少，我國未來礦山的生產形勢嚴峻。冶金礦山主要以硬巖為工作對象，礦物的產出過程就是礦巖的破碎過程，主要包括爆破、破碎和磨礦三個環節，是礦石不同粒度下的三個破碎階段，耗能巨大。因此，研究礦石的破碎過程，尋求科學高效的破碎途徑，降低礦山破碎能耗，是關系到我國整個礦山行業安全的重大戰略問題，對當今社會的發展具有極為重要的意義。

二、 采選破碎系統

在鐵礦開采過程中，壓氣、排水及通風三大作業占采礦系統能耗的75%以上，而鑿巖爆破只占7%左右，占采選總能耗的比例更低。國內鐵礦山采礦主體工序能耗分布的不合理，導致了設備能量利用率較低而能耗過高的現象。

低能高效采選碎礦技術，不是單純的降低采礦、選礦工序的能耗，而是通過能耗的合理分布來達到節能減耗的效果，其中最有效的途徑就是將礦石破碎的能耗前移。能耗前移的主要途徑有以下兩個方面：一方面，眾所周知的碎磨過程中實現“多碎少磨”;另一方面，被人忽視的就是將能耗再次前移到采礦的爆破過程中，更徹底的降低進入碎磨的礦石粒度，即“以爆代碎”。爆破—碎礦—磨礦是礦石破碎的不同階段，粒度從粗到細，效率從高到低，能耗從低到高。如在采掘爆破中增加一些炸藥用量及優化爆破參數，可使出礦粒度降低，并且增加礦塊中的裂紋，這在選礦破碎段的破碎比不變的情況下，能顯著降低磨礦的能耗。此外，減小爆破粒度，這對采礦的裝載、運輸也有利。少量增加爆破的能耗而在磨礦中大幅度節能，這是一個得大于失的節能方案。

采選階段降低鐵礦石破碎能耗，要以礦山采掘、加工過程中鐵礦石破碎粒度的控制為主線，把采、選工序視為一個連續的碎礦系統，研究鐵礦石的破碎。根據鐵礦石破碎能耗分布規律，構建鐵礦石破碎能耗合理分布模型，量化各工藝環節能耗比例。通過合理優化采礦過程中的爆破程度，適當提高前段工序能耗，從而降低整個采掘和礦石加工系統能耗，是實現低能耗資源利用技術的關鍵所在。

三、 影響鐵礦石采選破碎系統的主要因素

（一）影響采場巖石爆破的主要因素

爆破是采場破碎巖石最主要的手段，實際生產中，采場地質條件復雜，作業環境多變，導致影響采場爆破的因素繁多。其主要影響因素，其研究成果對工程實踐起到了良好的指導作用。

（二）影響選廠礦石破碎能耗的主要因素

1. 礦石的入磨粒度，一般情況下，入磨粒度越細，磨礦效率越高，耗能越少。破碎是低能效能高，而磨礦卻相反，若適當增加破碎的任務，減少磨礦的任務，即“多碎少磨”，對選礦是十分有利的。

2. 磨礦的分級效率，分級效率低會導致磨礦過程中產生過磨，是能量損失的主要因素之一。

3. 選礦設備及工藝流程，國內部分礦山因多年的生產導致設備老化，損壞嚴重。若傳統破碎生產工藝不能適應現有的生產，會造成礦石破碎能量的大量浪費，嚴重制約了礦山的發展。

四、 鐵礦石采選破碎系統節能的有效措施

（一）礦巖爆破節能降耗的有效措施

礦體性質對礦巖爆破的影響主要表現為礦體構造特性（層理、節理、斷層、褶曲等）對爆破塊度的影響，如層理能控制爆破漏斗的大小和影響爆破面的形狀，露天采礦時影響坡的穩定性，礦體性質是不可控制的，但已有的理論和經驗可為爆破參數的合理選擇提供依據，孔網設計參數是工程爆破中可以控制和調整的參數，實踐證明，增加中深孔爆破自由面個數，采用小抵抗線、大孔底距的孔網參數，會提高每米崩礦量，降低炸藥單耗量。

（二）碎礦及磨礦節能降耗的有效措施

1. 降低破碎產品粒度，降低破碎產品粒度，可節省選廠碎磨綜合成本，“多碎少磨”是更有效的途徑。通過多碎少磨的途徑降低礦石破碎能耗，為企業帶來了十分可觀的收益，但碎礦產品的粒度并不足越小越好，生產實踐中要合理調整碎磨能耗比例，并且每一種設備都有獨特的工作方式，礦石的粒度與設備相適應時，破碎設備的效果才最好，才能獲得皺最好的碎磨效果和最佳的經濟效益。

2. 更新選礦設備，完善破碎工藝流程。破碎設備相對落后以及破碎流程的不完善，是造成選廠入磨粒度高，分級效率低的主要原因，而這兩者又是影響選礦過程中礦石破碎的重要因素，所以更新選礦設備，完善破碎工藝流程，也要從降低入磨粒度，提高磨礦分級效率兩方面入手，通過相關的改造措施，許多企業已取得了較好的收益。因此，選礦企業要大力推廣節能降耗的新設備、新工藝，加快技術改造步伐，提高礦山企業的經濟效益和競爭力。

五、 結語

綜上所述，對國內冶金礦山能耗過高的現狀，從采選兩個方面分析了影響礦山破碎的主要因素，對降低礦山破碎能耗的有效途徑進行了分析。希望可以使礦山企業的經濟效益與競爭力得到提升。

參考文獻：

[1]任賀旭，李占金，李力.鐵礦石采選破碎系統節能途徑研究[J].礦業研究與開發，2015，35（12）：97-100.

[2]王仁臻.面向市場行情的某礦山采選設計方案優化[J].現代礦業，2017（11）：91-94，97.

作者簡介：

滕宇，鞍鋼集團礦業弓長嶺有限公司選礦分公司。