國產高壓輥磨機在有色礦山的應用及分析*

柳曉明 張英軍 王 前 顧法禮 劉 帥 劉延慶 薛 鵬

(1 本溪東方三家子礦業有限公司 遼寧 本溪 117011)(2 山東華特磁電科技股份有限公司 山東 濰坊 262600)

前言

有色礦山開采中破磨工藝是重要的工藝組成形式，也是提升礦山技術能力和經濟指標的關鍵工藝技術。因此各國都在探索更高效的破磨技術形式，高壓輥磨機的興起相對于傳統輥磨技術來說節能性以及效率性更高。但是高壓輥磨機在應用過程中也會存在閉路篩分等方面的問題，導致采礦中出現含水量以及含泥量高的問題。因此仍需要探究高壓輥磨機在有色礦山中的有效應用策略。

1 高壓輥磨機的技術特點分析

隨著近年來礦業界對“多碎少磨”理念的認識，國內的很多大中型礦山完成了粗、中、細碎設備的更新換代，而從目前國內外選礦技術及設備的發展情況看，使用高壓輥磨機作為大型化選礦設備已成為業界的共識。高壓輥磨機有生產能力大、破碎比大的特點?？梢允惯M入球磨機的物料粒度盡可能的小，以減少球磨機功耗，從而實現節能降耗、低成本、高效率和高產出的集約化型經濟增長。

我國從2004年馬鋼鐵礦引進德國Koppern公司的第一臺高壓輥磨機并成功應用開始，各地鐵礦、金礦、鉬礦業等也相繼引進了該公司的設備。隨著國內礦山對高壓輥磨機選礦流程的不斷認可，對設備的需求也越來越多，但進口設備存在著價格昂貴、不能解決現場實際問題及維修復雜等缺點。隨后，我國高壓輥磨機裝備技術的快速發展、耐磨技術的改進大幅度提高，國內的一些生產廠家已經完全可以制造出滿足礦山使用的整機設備，而且有些生產廠家的設備性能達到甚至優于進口設備。自此，大量各種規格的國產輥磨機應用于各種礦物的選礦。徹底改變了此類設備依賴進口的局面。

相對于常規的破磨工藝來說，高壓輥磨機的特點表現在以下方面：

第一，破碎比比較大，這種設備能夠對金屬礦進行超細破碎，利用閉路篩分的方式將粒度控制在3 mm以內。

第二，產品的細粒級度比較高，相對于其他的破碎設備破碎技術來說，在產品的粒度控制方面相同，但是高壓輥磨機的破碎效果能夠加大球磨機回路效果。

第三，產品的磨礦功能降低。在料團粉碎的影響下，高壓輥磨機的細粒級數量提高，同時顆粒中會出現大量的微裂紋，可以降低磨礦效率，合理控制能耗。

第四，適應能力比較強。高壓輥磨機不僅可以對硬度比較大的石灰石進行破碎和處理，同時對脆性材料的處理能力也比較強。

第五，高壓輥磨機的維修量小，使用壽命長。

高壓輥磨機在有色金屬礦的應用中相對于常規破碎機來說，在細粒級以及超細粒級方面的控制能力更強，同時破碎的顆粒中裂紋的數量比較多，裂紋對于后續的磨礦來說有利于節約能效，降低消耗[1]。高壓輥磨機應用的范圍比較大，可以應用到磨蝕性、脆性以及硬度較高的有色金屬礦中。同時高壓輥磨機也存在一定的缺點，有色金屬礦中的料餅打散難度大，對后期的干式篩分效果會產生嚴重影響。

2 國產高壓輥磨機在有色礦山中應用

2.1 在鉬礦中的應用

鉬礦選礦中在工程改造和擴產中可以通過高壓輥磨機采取碎磨工藝進行四段破碎，也就是在傳統三段破碎的基礎上進行進一步的超細破碎，具體破碎流程如下圖。通過與其他破碎工藝的對比研究發現，這種技術的經濟性更強。高壓輥磨機對常規細碎設備的取代，可以將碎礦產品的粒度降低到7.2 mm。通過高壓輥磨機的應用有利于對礦石可磨性的改善，提升球磨機的處理效果，處理能力提升幅度可以達到15%。相對于三段一閉的碎磨方式來說，高壓輥磨機在碎磨方面的工藝投入更少，成本降低幅度比較大。高壓輥磨機排料，邊料以及中心粒料間基本相同，在礦粒度達到25 mm的情況下進行開路破碎，有效預防高壓輥磨機破碎回路閉路篩分等問題，可以先進行打散后再篩分。

2.2 在金礦中的應用

高壓輥磨機如果過細的情況下會影響后期的粉礦存儲和干式篩分，因此需要綜合考慮濕式篩分以及球磨配套等方面的問題和場地限制等，結合試驗開路對產品進行細碎，細碎的程度需要與常規產品相符，因此需要在閉路篩分的情況下進行強化中碎，實現對破碎流程的簡化，在細碎作業中利用高壓輥磨機進行破碎，破碎的粒度可以達到-25 mm，同時顆粒直徑為7 mm，高壓輥磨機產品可以不通過閉路篩分，完成向粉礦倉的傳輸[2]。但是在破碎的過程中兩端的破碎效果差，很多產品的顆粒大，出現非常明顯的邊緣效果。此外，由于外部條件的限制，邊料返回的控制難度大，為了保證磨物料的粒度，可以適當提升輥子的長度，使物料能夠分布在中間的位置，有效預防邊緣效應。同時高壓輥模機在碎磨方案中的應用，相對于傳統三段一閉路的方式來說，成本得到有效的控制。

2.3 高壓輥磨機在有色礦中的應用流程

以上分析的兩種有色金屬礦山都是采用高壓輥磨機進行開路，用于破碎篩分。根據開路和閉路的設置形式來看，高壓輥磨機可以采用全開以及閉路破碎工藝形式。根據高壓輥磨機的配置情況又可以分為高壓輥磨機設礦貯存設備前、后兩種模式。保證磨礦系統工作制度的統一性，提升高壓輥磨機的作業率。

2.3.1 高壓輥磨機的開路、閉路破碎流程

高壓輥磨機在開路、閉路的破碎中不同形式的流程也存在一定的差異。其中開路破碎流程相對來說比較簡單，不需要處理邊料的返回和后期的篩分與打散問題。但是會由于邊緣效應導致破碎效果比較差，產品中的大顆粒比較多，使最終磨物料粒度受到影響。閉路破碎流程需要與篩分設備共同應用，從破碎的粒度來看更精細，后續磨礦的能量要求小。高壓輥模在閉路流程中的應用，會導致產品呈現餅狀的形態，需要在篩分前對餅狀結構進行打散，有效預防對篩分效率的影響。

2.3.2 高壓輥磨機的三段、四段破碎流程

高壓輥磨機的三段破碎流程中的配置更簡單，但是相對于四段破碎來說粒度更細，有利于為后續磨礦工作開展降低能耗。在三、四段輥模流程中與高壓輥磨機產品的細度具有直接的關系。如果高壓輥磨機的粒度與常規三段的閉路輥磨產品差別不大的情況下，需要采取三段破碎流程。如果比常規三段閉路產品的顆粒略小的情況下，需要采用中碎篩分的閉路形式，有利于降低磨礦損耗。四段破碎屬于超細碎的破碎流程，這個階段的高壓輥磨機可以看作是一段球磨的預磨設備，獲得的破碎產品更細致，而且降低總體能耗。

2.3.3 高壓輥磨機在含水多物料中的應用

高壓輥磨機以及其配套設備的可靠性是保證破碎效果的關鍵，如果有色金屬礦的含泥含水量比較高的情況下，會出現流動性差、粘度大等方面的問題。在具體的應用中容易出現給礦效果差，壓力倉利用效率低，無法進行擠滿給料等問題，使干式篩分的效果受到影響，或者使粉礦貯存設備發生堵塞的情況。為了有效解決這些問題，可以嘗試通過粗碎后破碎篩分的方式進行全濕作業，工作時間可以持續24 h。該流程中需要設置中碎和篩分設備備用，發揮高壓輥磨機的破碎作用，篩孔的尺寸設計在6 mm以下。

3 結語

綜上所述，高壓輥磨機是一種比較高效、節能的新型粉碎設備，破碎能力強，對于硬度以及脆性比較強的高礦物破碎具有較大的優勢，破碎后的產品微細粒級含量高，同時顆粒上含有大量裂紋，降低后期的作業難度，節約能耗。因此需要結合礦質情況合理采用高壓輥磨機，并優化應用流程。