淺談低溫礦存儲輸送存在的問題及解決措施

姚元元

（國家電投集團(tuán)鋁電投資有限公司,廣西 北海 536000）

1 進(jìn)口鋁土礦使用現(xiàn)狀

國內(nèi)氧化鋁企業(yè)使用的進(jìn)口鋁土礦以幾內(nèi)亞礦、澳大利亞礦、印尼礦為主，其中幾內(nèi)亞礦占比58%、澳大利亞礦占比30%、印尼礦占比11%。進(jìn)口鋁土礦主要被位于山東、廣西等沿海地區(qū)的氧化鋁企業(yè)消納，成本競爭優(yōu)勢明顯。截止2021年5月，國內(nèi)氧化鋁運行產(chǎn)能7750萬噸/年，使用進(jìn)口鋁土礦的氧化鋁產(chǎn)能占比50%，其中，山東地區(qū)占比高達(dá)100%，河南、廣西、山西地區(qū)占比分別為33%、26%、20%。

2 進(jìn)口低溫礦的主要特性

進(jìn)口低溫礦一般以三水鋁石形態(tài)存在，與國內(nèi)一水鋁石形態(tài)的高溫礦石相比較，具有溶出溫度低、溶出時間短等優(yōu)點，同時也存在有機(jī)物含量高、灼減高、活性硅低等特點。受進(jìn)口低溫礦產(chǎn)地氣候條件和礦石結(jié)構(gòu)等因素的影響，進(jìn)口低溫礦普遍存在含水率高、礦石粘度大等缺點。根據(jù)國內(nèi)氧化鋁企業(yè)對低溫進(jìn)口礦的應(yīng)用經(jīng)驗來看，其含水率普通在7%～15%，特別是印尼礦含水率高達(dá)15%，大幅高于國內(nèi)高溫礦石。

3 進(jìn)口低溫礦的儲存

3.1 進(jìn)口低溫礦存儲存在的主要問題

氧化鋁生產(chǎn)過程中，礦石的存儲主要分為兩部分：一部分是進(jìn)入流程前的堆存，根據(jù)南北氣候條件的差異，有露天堆存、也有室內(nèi)堆存，但在北方地區(qū)多采用露天堆存；另一部分是進(jìn)入生產(chǎn)流程后的存儲，通常采用礦石倉封閉存儲。進(jìn)口低溫礦由于含水率高、粘度大，易黏結(jié)，料倉容易出現(xiàn)堵料現(xiàn)象，特別是在北方地區(qū)的冬季，由于凍結(jié)成塊造成堵料的現(xiàn)象非常普遍。根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗，主要表現(xiàn)的堵料部位為下料口、料倉以及料倉下部給料機(jī)入口等處。

3.2 優(yōu)化改進(jìn)措施

3.2.1 下料口堵料的改進(jìn)措施

一是嚴(yán)格控制料倉倉位（以半倉為宜），防止物料過高超出下料口大篦造成料倉堵料；二是采用挖機(jī)代替裝載機(jī)進(jìn)行下料口清料作業(yè)，避免與卸礦車輛交叉作業(yè)，且能對凍結(jié)料塊進(jìn)行碾碎。三是使用挖機(jī)進(jìn)行堆場挖料，可在冬季時有效碾碎凍層凍塊，減少凍塊量及因凍塊對下料口篦子上堆積料的影響,同時避免凍層過硬時裝車效率降低而出現(xiàn)斷料現(xiàn)象。

3.2.2 料倉積料的改進(jìn)措施

在料倉和容積較大的錐型料斗上安裝空氣炮和振打裝置，實時進(jìn)行清堵，保持料倉內(nèi)部不積料。

3.2.3 料倉下部給料機(jī)入口堵料的改進(jìn)措施

一是選用帶裙板的定量給料機(jī)，給料機(jī)的進(jìn)料溜槽設(shè)計成接近直角給料，這樣不易堵塞；二是給料皮帶高料面給料，降低物料排出難度，并較大物料下料過程對給料皮帶的沖擊。

3.2.4 南方多雨地區(qū)改進(jìn)措施

對于我國南方的氧化鋁企業(yè)而言，本身降雨量較大，進(jìn)口低溫礦由于礦石特性，其吸水性較國內(nèi)高溫礦石要高，為了降低存儲者過程中礦石的水分增加，需要建設(shè)干礦棚來存儲礦石，避免因為大量的降雨，進(jìn)一步增加水份。我國廣西、山東等沿海地區(qū)的氧化鋁企業(yè)，均采用封閉的礦石倉庫進(jìn)行礦石的存儲，可以較好地降低進(jìn)入流程的礦石含水率，從而降低對生產(chǎn)過程的影響。

4 進(jìn)口低溫礦的輸送

4.1 進(jìn)口低溫礦輸送存在的主要問題

氧化鋁生產(chǎn)過程中，從堆場經(jīng)破碎、均化，到入磨，需要使經(jīng)過多次轉(zhuǎn)送，低溫礦的物料輸送的主要設(shè)備有皮帶輸送機(jī)、定量給料機(jī)、溜槽、振動篩及取料機(jī)等。然而，進(jìn)口低溫礦由于粘度大，輸送過程中易出現(xiàn)翻板夾料、料筒積料、皮帶帶料、托輥料料等問題，從而導(dǎo)致輸送中斷。嚴(yán)重時，由于礦石供應(yīng)不足，甚至導(dǎo)致整個氧化鋁生產(chǎn)中斷，直接影響氧化鋁產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)。

4.2 優(yōu)化改進(jìn)措施

4.2.1 翻板夾料問題的改進(jìn)措施

選用兩片插板替代皮帶料筒三通的電動翻板閥，提高操作靈活性，并增強(qiáng)物料的通過能力。同時要考慮增加自刮料裝置和冬季加熱裝置等措施。

4.2.2 料筒積料問題的改進(jìn)措施

一是對料筒進(jìn)行改造，增加容積，將角度增大至70度以上；二是角度較小的料筒在下料表面上鋪皮帶，利用皮帶的光滑特性減緩積料速度；三是夏季物料較濕時，通過皮帶上表面適當(dāng)淋水的措施清理料筒積料；四是安裝振打電機(jī)，定期對料筒內(nèi)積料進(jìn)行清除。

4.2.3 皮帶帶料、托輥粘料問題的改進(jìn)措施

一是滾筒處安裝角鐵刮料器；二是環(huán)境溫度下降至-10℃以下后，定期在皮帶尾部對工作面撒鹽，緩解皮帶工作面或滾筒粘料，減少輸送帶異常跳動。

5 設(shè)備選型及改進(jìn)措施

5.1 料筒或料倉

料筒的落料孔角度應(yīng)大于70度，不能有緩沖臺階，且料筒根據(jù)空間及皮帶寬度情況，截面積盡量大，防止料筒積料孔徑變小造成堵料。

5.2 皮帶機(jī)附件

機(jī)頭刮料器、下行皮帶清掃器在低溫法生產(chǎn)時要求對皮帶粘料的處理達(dá)到較好的效果，綜合考慮刮料效果和皮帶磨損嚴(yán)重程度，選擇合適材質(zhì)的刮料器。

5.3 振動篩與破碎機(jī)

對粘度較大的礦石進(jìn)行破碎時，宜選用輥式破碎機(jī)。輥式破碎機(jī)具有強(qiáng)制卸料功能，對水分大、黏濕物料不易堵塞且一次性破碎至粒度25mm。目前，大規(guī)格國產(chǎn)輥式破碎設(shè)備技術(shù)已成熟，能滿足粘濕物料的破碎生產(chǎn)需求。

低溫礦目前不需要經(jīng)過圓錐破碎機(jī)破碎，只需要將礦石中大于150mm的大塊去除即可，振動篩盡量選擇適應(yīng)濕料生產(chǎn)的篩子。在實際生產(chǎn)過程中，直線振動篩不太適應(yīng)低溫礦的篩分，物料在振動篩上流動性較差，容易造成堵料。近幾年新出現(xiàn)的滾軸篩或交叉篩比較適合處理濕料的情況，在貴州某氧化鋁廠已有試用，效果良好。

6 結(jié)論與展望

氧化鋁生產(chǎn)中粘濕物料的存儲和輸送過程中出現(xiàn)的問題在行業(yè)中較為普遍，根據(jù)物料的特性，在堆存、破碎、篩分、輸送等生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，采取針對性的技術(shù)措施，能夠有效解決當(dāng)前生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的各類問題，實現(xiàn)高效益低成本的穩(wěn)定生產(chǎn)。

中國鋁土礦資源占全球鋁土礦資源總量的比重僅4%左右，但氧化鋁產(chǎn)能卻達(dá)到全球氧化鋁產(chǎn)能的50%～60%。因此，隨著行業(yè)的發(fā)展和國內(nèi)氧化鋁資源的進(jìn)一步枯竭，進(jìn)口低溫礦的應(yīng)用必將日益廣泛，最終成為氧化鋁生產(chǎn)用礦的主流。進(jìn)口低溫礦的應(yīng)用必將進(jìn)一步受到行業(yè)內(nèi)外的關(guān)注和重視，隨著經(jīng)驗和積累和技術(shù)的進(jìn)步，工藝流程和制造裝備將持續(xù)改進(jìn)，更好適用于進(jìn)口低溫礦石的應(yīng)用。