常亮亮

(中國(guó)恩菲工程技術(shù)有限公司 礦山事業(yè)部，北京 100038)

高壓輥磨機(jī)的技術(shù)特性及在有色礦山的應(yīng)用

常亮亮

(中國(guó)恩菲工程技術(shù)有限公司 礦山事業(yè)部，北京 100038)

高壓輥磨機(jī)作為一種高效節(jié)能的設(shè)備在國(guó)外已得到了較為廣泛的應(yīng)用。本文就高壓輥磨機(jī)的工作原理和技術(shù)特性作了簡(jiǎn)要介紹，并描述了其在我國(guó)有色礦山的應(yīng)用情況。通過(guò)對(duì)適用流程、節(jié)能優(yōu)勢(shì)與在生產(chǎn)實(shí)踐中的局限性等問(wèn)題的闡述，探討了高壓輥磨機(jī)的發(fā)展前景。

高壓輥磨機(jī)； 技術(shù)特性； 碎磨流程； 節(jié)能降耗

0 前言

自1985年世界上第一臺(tái)雙驅(qū)動(dòng)液壓高壓輥磨機(jī)問(wèn)世以來(lái)，最初廣泛應(yīng)用于水泥生熟料、石灰石、高爐爐渣、煤以及各類(lèi)非金屬礦物的粉碎，近年逐漸開(kāi)始應(yīng)用于鐵礦、有色金屬礦破碎工藝中，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。

目前基于對(duì)磨礦作業(yè)能量利用率低、能耗高的的普遍共識(shí)，“多碎少磨”已成為世界粉碎工程界改善碎礦、磨礦過(guò)程和提高綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的重要措施。高壓輥磨機(jī)正是在這種大背景下被引入金屬礦業(yè)碎礦領(lǐng)域，作為三段破碎中的細(xì)碎設(shè)備或在常規(guī)三段破碎后、入磨前的超細(xì)碎設(shè)備；該設(shè)備還可用作自磨(半自磨)回路的頑石破碎設(shè)備；在鐵礦中也有被應(yīng)用于“高壓輥磨—粗粒濕式磁選拋尾工藝”中，以使入選給料達(dá)到適宜拋廢粒度，進(jìn)而達(dá)到提高入磨礦石品位，減少入磨礦量，降低生產(chǎn)成本的目的。

鑒于高壓輥磨機(jī)在黑色礦山“高壓輥磨—粗粒濕式磁選拋尾工藝”中的相對(duì)不可替代性，本文主要探討其在有色礦山領(lǐng)域的應(yīng)用。

1 高壓輥磨機(jī)的工作原理[1-2]

高壓輥磨機(jī)粉碎機(jī)理的基礎(chǔ)即“料團(tuán)粉碎原理”。已有研究結(jié)果表明：脆性礦石用高壓粉碎方式進(jìn)行層壓粉碎時(shí)，所需能耗遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)的粉碎方式(如沖擊、剪切等)。

高壓輥磨機(jī)工作時(shí)兩個(gè)輥?zhàn)幼髀俚南鄬?duì)運(yùn)動(dòng)，其中一個(gè)輥固定，另一個(gè)可以作水平方向滑動(dòng)，當(dāng)物料由高壓輥磨機(jī)上部以擠滿給料方式連續(xù)喂入并通過(guò)雙輥間的間隙時(shí)，給活動(dòng)輥以一定的作用力，使物料被此兩個(gè)相向轉(zhuǎn)動(dòng)的輥?zhàn)右ё?即咬住作用)，隨輥面向下運(yùn)動(dòng)，進(jìn)行破碎過(guò)程。

咬住作用和擠壓給料是料團(tuán)在封閉空間內(nèi)壓力能夠產(chǎn)生并積聚的前提。在封閉粉碎腔內(nèi)的物料，除位于表面層的顆粒直接同輥面接觸并受到輥面作用力外，料團(tuán)內(nèi)部顆料之間互相施力(見(jiàn)圖1)，使料團(tuán)內(nèi)顆粒產(chǎn)生位移、壓實(shí)、出現(xiàn)微裂紋和粉碎等過(guò)程。這種料團(tuán)顆粒間相互作用產(chǎn)生的粉碎，即為料團(tuán)粉碎。料團(tuán)粉碎時(shí)全部顆粒都受力并產(chǎn)生粉碎，而不僅僅是同輥面直接接觸的較粗顆粒受力，因此高壓輥磨機(jī)產(chǎn)量和能量利用率高、輥面磨損低。

圖1 顆粒之間互相施力和顆粒多點(diǎn)受力

2 高壓輥磨機(jī)的技術(shù)特性

與常規(guī)破碎機(jī)相比，高壓輥磨機(jī)具有如下主要特點(diǎn)：

(1)破碎比大。該設(shè)備可作為超細(xì)碎設(shè)備，通過(guò)閉路篩分，能達(dá)到3 mm甚至更小的產(chǎn)品粒度。

(2)產(chǎn)品中細(xì)粒級(jí)含量高。與采用其他破碎設(shè)備相比，當(dāng)產(chǎn)品粒度相同時(shí)，采用高壓輥磨機(jī)作破碎設(shè)備，可使原有球磨機(jī)回路的生產(chǎn)能力顯著增加。

(3)產(chǎn)品的磨礦功指數(shù)降低。由于“料團(tuán)粉碎”效應(yīng)，高壓輥磨機(jī)產(chǎn)品中不但細(xì)粒級(jí)含量增多，而且顆粒中會(huì)產(chǎn)生大量微裂紋，使得磨礦功指數(shù)降低，因此采用高壓輥磨機(jī)作為細(xì)碎設(shè)備，有利于節(jié)省后續(xù)磨礦系統(tǒng)的能耗及降低鋼球和襯板等金屬消耗。

(4)給礦適應(yīng)范圍廣。不但適于處理硬度較低的石灰石而且適于處理所有脆性材料包括摩氏硬度達(dá)到10的硬材料。

(5)維修量低、易損件壽命長(zhǎng)、運(yùn)轉(zhuǎn)率高。

高壓輥磨機(jī)在國(guó)內(nèi)外的應(yīng)用均表明：高壓輥磨機(jī)產(chǎn)品中細(xì)粒級(jí)和超細(xì)粒級(jí)含量較常規(guī)破碎機(jī)高，并且破碎產(chǎn)品顆粒有大量微裂紋，當(dāng)后續(xù)作業(yè)是磨礦時(shí)，其大量的細(xì)粒級(jí)及顆粒的微裂紋可大幅降低磨礦的能量消耗及鋼球和襯板的消耗。因此其可在粉碎脆性、硬度和磨蝕性高的礦石(鐵、金、銅、金剛石等)中推廣應(yīng)用。其缺點(diǎn)表現(xiàn)在產(chǎn)品中的部分料餅不易打散，影響后續(xù)干式篩分效果；且對(duì)給礦含泥含水量有一定要求局限性，即高壓輥磨機(jī)要求給礦物料具有較好的流動(dòng)性。

3 高壓輥磨機(jī)在國(guó)內(nèi)有色礦山的應(yīng)用

除作為頑石破碎設(shè)備用于自磨(半自磨)流程中外，在有色金屬礦業(yè)領(lǐng)域采用高壓輥磨機(jī)作為細(xì)碎設(shè)備或超細(xì)碎設(shè)備主要目的是為了能夠減少后續(xù)磨礦的功耗或者能夠提高后續(xù)磨礦設(shè)備的處理能力。

3.1 高壓輥磨機(jī)在某鉬礦的應(yīng)用

圖2 某鉬礦碎礦工藝流程

在某鉬礦選礦廠擴(kuò)產(chǎn)改造工程中，選用了以高壓輥磨機(jī)作四段破碎的碎磨工藝方案，即在傳統(tǒng)的三段破碎后增加高壓輥磨機(jī)作為四段破碎(超細(xì)碎)設(shè)備，碎礦流程見(jiàn)圖2。該項(xiàng)目對(duì)半自磨+球磨工藝、常規(guī)碎磨工藝及以高壓輥磨機(jī)作超細(xì)碎的碎磨工藝進(jìn)行了詳細(xì)論證，并對(duì)三段一閉路常規(guī)碎磨方案、以高壓輥磨機(jī)作超細(xì)碎的碎磨工藝方案進(jìn)行了全面的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，比較結(jié)果是：以高壓輥磨機(jī)代替常規(guī)細(xì)碎設(shè)備，碎礦產(chǎn)品粒度可降低到P80=7.2 mm，實(shí)現(xiàn)了“多碎少磨”；同時(shí)由于高壓輥磨機(jī)的應(yīng)用改善了礦石的可磨性，球磨機(jī)處理能力可提高15%左右。與三段一閉路常規(guī)碎磨方案相比，以高壓輥磨機(jī)作細(xì)碎的碎磨工藝方案建設(shè)投資節(jié)省248.9萬(wàn)元，碎磨作業(yè)成本每年降低44.4萬(wàn)元。

2008年德國(guó)某公司對(duì)該礦鉬礦石進(jìn)行了高壓輥磨機(jī)試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)給礦粒度為-25 mm時(shí)，高壓輥磨機(jī)產(chǎn)品粒度可達(dá)P80=7.2 mm，產(chǎn)品中-0.09 mm粒級(jí)含量從0.91%增加到13.45%～17.82%(柱釘輥面)；高壓輥磨機(jī)排料中，邊料與中心料粒級(jí)組成差別不大，當(dāng)給礦粒度為-25mm時(shí)可以實(shí)現(xiàn)高壓輥磨機(jī)開(kāi)路破碎，避免了高壓輥磨機(jī)破碎回路閉路篩分、篩分前產(chǎn)品打散等一系列問(wèn)題。因此確定碎磨工藝采用以高壓輥磨機(jī)作超細(xì)碎的碎磨工藝方案。

該鉬礦新建擴(kuò)產(chǎn)選礦系統(tǒng)于2011年9月投入使用，生產(chǎn)規(guī)模為10000 t/d，投產(chǎn)當(dāng)年即達(dá)產(chǎn)達(dá)標(biāo)。高壓輥磨機(jī)采用1臺(tái)(引進(jìn)設(shè)備)，規(guī)格為Φ1.5 m×1.0 m，功率為2×750 kW。磨礦設(shè)備采用1臺(tái)Φ5.5 m×8.5 m球磨機(jī)，安裝功率4500 kW，一段磨礦產(chǎn)品細(xì)度為-0.074 mm占60%。系統(tǒng)存在雨季含水高，粉礦倉(cāng)易堵塞等問(wèn)題。

3.2 高壓輥磨機(jī)在某金礦的應(yīng)用

在某金礦采用了以高壓輥磨機(jī)作為細(xì)碎設(shè)備的常規(guī)碎磨工藝方案，碎礦流程見(jiàn)圖3。

圖3 某金礦碎礦工藝流程

該項(xiàng)目鑒于高壓輥磨機(jī)產(chǎn)品太細(xì)對(duì)后續(xù)的干式篩分、粉礦貯存均存在不利影響；同時(shí)考慮到高壓輥磨機(jī)產(chǎn)品濕式篩分后與球磨系統(tǒng)配套使用的復(fù)雜性以及工業(yè)場(chǎng)地的限制，根據(jù)試驗(yàn)開(kāi)路細(xì)碎產(chǎn)品不粗(與常規(guī)產(chǎn)品相當(dāng)，d80約7 mm)，所以在強(qiáng)化中碎和閉路篩分的前提下為簡(jiǎn)化流程，在細(xì)碎作業(yè)采用高壓輥磨機(jī)，給礦粒度為-25 mm，產(chǎn)品粒度d80=7 mm，高壓輥磨機(jī)產(chǎn)品不設(shè)閉路篩分直接輸送至粉礦倉(cāng)。此外，試驗(yàn)結(jié)果顯示使高壓輥磨機(jī)輥面端部的破碎效果較差，出現(xiàn)較大顆粒，邊緣效應(yīng)較明顯；且由于選礦工業(yè)場(chǎng)地的限制等原因，在設(shè)置邊料返回有一定難度的情況下，為了保證最終入磨物料的產(chǎn)品粒度，該項(xiàng)目適當(dāng)增加了高壓輥磨機(jī)的輥?zhàn)娱L(zhǎng)度，以提高物料位于輥?zhàn)又虚g部分的比例，盡可能降低邊緣效應(yīng)對(duì)產(chǎn)品粒度的影響。

項(xiàng)目技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較結(jié)果表明：高壓輥磨機(jī)作為細(xì)碎設(shè)備的碎磨方案較與常規(guī)三段一閉路碎磨方案相比，投資增加2021萬(wàn)元，生產(chǎn)成本降低488萬(wàn)元/年，投資靜態(tài)回收期為4.1年。以該金礦的服務(wù)年限為9～10年計(jì)，項(xiàng)目后期可共節(jié)約成本2391～2879萬(wàn)元。

該金礦新建選礦系統(tǒng)于2013年3月投入試生產(chǎn)，2013年6月即達(dá)產(chǎn)達(dá)標(biāo)。至2013年底，系統(tǒng)穩(wěn)定處理能力為9500～10000 t/d，日最大處理能力為10500 t。高壓輥磨機(jī)采用1臺(tái)(引進(jìn)設(shè)備)，規(guī)格為Φ1.4 m×1.1 m，功率為2×560 kW。磨礦設(shè)備采用1臺(tái)Φ5.5 m×8.5 m球磨機(jī)，安裝功率4500 kW，實(shí)耗功率約4000 kW，一段磨礦產(chǎn)品細(xì)度為-0.074 mm占55%。

高壓輥磨機(jī)給礦粒度-25 mm、膠結(jié)物含量10%～15%、水分7%～8%、-200目含量1.57%。產(chǎn)品：P80=7 mm，-200目含量18.5%。截至2013年12月18日，該高壓輥磨機(jī)負(fù)荷運(yùn)行4124小時(shí)，共計(jì)處理礦石量207.8萬(wàn)t，輥面未進(jìn)行過(guò)更換。因給礦膠結(jié)物含量較高，高壓輥磨機(jī)壓力給料倉(cāng)未充分使用，目前料柱高度為40～50 cm，若擠滿給料則料倉(cāng)易堵塞。盡管未能實(shí)現(xiàn)擠滿給料，現(xiàn)場(chǎng)觀察高壓輥磨機(jī)產(chǎn)品仍可成料餅，此外產(chǎn)品中有少部分較大塊度物料。

3.3 高壓輥磨機(jī)各相關(guān)流程及工藝配置方案的優(yōu)勢(shì)和局限性

在以上兩個(gè)礦山，高壓輥磨機(jī)均采用開(kāi)路作業(yè)，且均在破碎篩分系統(tǒng)采用?；陂_(kāi)、閉路設(shè)置方式，可分為高壓輥磨機(jī)產(chǎn)品全開(kāi)路破碎、半閉路破碎與閉路破碎3種不同的工藝方案；基于高壓輥磨機(jī)的配置位置，又可分為：(1)高壓輥磨機(jī)設(shè)置于粉礦貯存設(shè)施前(即與破碎篩分系統(tǒng)采用同一工作制度)；(2)高壓輥磨機(jī)設(shè)置于粉礦貯存設(shè)施后(即與磨礦系統(tǒng)采用同一工作制度)。與磨礦系統(tǒng)采用同一工作制度，要求高壓輥磨機(jī)能夠達(dá)到90.41%以上的設(shè)備作業(yè)率。

3.3.1 關(guān)于高壓輥磨產(chǎn)品的開(kāi)路、半閉路和閉路破碎流程

就高壓輥磨產(chǎn)品的開(kāi)路、半閉路和閉路破碎流程而言，開(kāi)路破碎配置最為簡(jiǎn)單，不需要邊料返回，也無(wú)需考慮后續(xù)的打散、篩分等問(wèn)題；但開(kāi)路破碎會(huì)存在由于邊緣效應(yīng)導(dǎo)致輥面端部的破碎效果較差，出現(xiàn)較大顆粒，進(jìn)而影響最終入磨物料的產(chǎn)品粒度問(wèn)題。

對(duì)于閉路破碎，由于與篩分設(shè)備的配合使用，在同等條件下，可以獲得較開(kāi)路破碎更細(xì)的產(chǎn)品粒度，使入磨物料的產(chǎn)品細(xì)度得到保證，更有利于降低后續(xù)磨礦的能耗。閉路破碎又可分為干式閉路與濕式閉路，但無(wú)論是干式閉路還是濕式閉路，由于在高壓力作用下，高壓輥磨的產(chǎn)品成餅狀，使其在篩分前均需經(jīng)過(guò)打散工序，否則會(huì)嚴(yán)重影響篩分效率；干式篩分還存在粉塵量大及粉礦貯存不利等問(wèn)題，而采用高壓輥磨機(jī)產(chǎn)品濕式篩分會(huì)遇到與球磨系統(tǒng)配套使用的復(fù)雜性以及工業(yè)場(chǎng)地的限制等問(wèn)題，還需考慮設(shè)備作業(yè)率能否滿足其與磨礦系統(tǒng)配套使用的問(wèn)題。

在半閉路流程中，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，可較為有效地解決產(chǎn)品細(xì)度問(wèn)題，盡管其效果與閉路尚有差距，但在工藝配置上和生產(chǎn)管理上要簡(jiǎn)單得多。因此在一定給礦條件下，半閉路流程為高壓輥磨機(jī)的較適用流程。

3.3.2 關(guān)于高壓輥磨機(jī)的三段破碎流程及四段破碎流程

就高壓輥磨機(jī)的三段破碎流程及四段破碎流程，一般而言，在同采用開(kāi)路、閉路或半閉路的條件下，高壓輥磨機(jī)作為細(xì)碎設(shè)備的三段破碎流程在配置上更為簡(jiǎn)單，但四段破碎能獲得更細(xì)的粒度，對(duì)后續(xù)磨礦能耗的降低更為有利。高壓輥磨三段或四段流程的確定，主要取決于需要的高壓輥磨機(jī)產(chǎn)品細(xì)度。當(dāng)高壓輥磨機(jī)產(chǎn)品粒度與常規(guī)三段一閉路產(chǎn)品相當(dāng)時(shí)，采用三段破碎流程較為合適。在高壓輥磨機(jī)產(chǎn)品粒度與常規(guī)三段一閉路產(chǎn)品相當(dāng)或略小時(shí)(P80=7 mm左右)，采用中碎篩分閉路，高壓輥磨機(jī)作為細(xì)碎設(shè)備在工藝上易于實(shí)現(xiàn)，且能夠取得降低后續(xù)磨礦系統(tǒng)能耗的效果，在該流程中應(yīng)注意中碎閉路篩篩孔尺寸的選取，以得到適宜的高壓輥磨機(jī)給礦粒度及中碎破碎機(jī)的循環(huán)負(fù)荷。如采用高壓輥磨機(jī)作常規(guī)三段一閉路后的四段破碎設(shè)備后，高壓輥磨機(jī)的產(chǎn)品粒度仍與常規(guī)三段一閉路產(chǎn)品相當(dāng)或略有降低，該配置盡管在高壓輥磨產(chǎn)品給礦的粒度上可能更為合理、之前破碎篩分系統(tǒng)的調(diào)節(jié)上更為靈活，但會(huì)使設(shè)備數(shù)量增多，破碎廠房面積增大，工藝配置的復(fù)雜性增加。

在高壓輥磨機(jī)四段破碎(超細(xì)碎)流程中，高壓輥磨機(jī)也可以理解為一段球磨的預(yù)磨礦設(shè)備，其主要功能是獲得合理細(xì)度的破碎產(chǎn)品，以期最大限度的降低碎磨系統(tǒng)的總能耗。就高壓輥磨機(jī)設(shè)備性能而言，可以獲得較細(xì)粒級(jí)(-3 mm甚至更細(xì)粒級(jí))的產(chǎn)品，但較細(xì)粒級(jí)產(chǎn)品的獲得，需要更大的壓力，在高壓輥磨破碎段會(huì)消耗較大的能耗，這就存在高壓輥磨系統(tǒng)與一段磨礦系統(tǒng)的能耗的平衡問(wèn)題。在此流程中，為了得到合格粒級(jí)的破碎產(chǎn)品，高壓輥磨機(jī)適于采用閉路或半閉路作業(yè)。若將高壓輥磨機(jī)配置在粉礦貯存設(shè)施前，采用干式作業(yè)，產(chǎn)品粒度越細(xì)對(duì)后續(xù)干式閉路篩的影響越大，即使半閉路也存在嚴(yán)重的粉礦倉(cāng)貯存問(wèn)題。因此為了保證高壓輥磨機(jī)及其配套系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行需將高壓輥磨機(jī)配置在粉礦貯存設(shè)施后，即與球磨系統(tǒng)采用同一工作制度：

(1)采用高壓輥磨機(jī)半閉路流程，產(chǎn)品不經(jīng)貯存直接通過(guò)帶式輸送機(jī)給入球磨機(jī)，通過(guò)帶式輸送機(jī)變頻實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定給礦。

(2)高壓輥磨機(jī)配套濕式閉路篩使用，篩下礦漿經(jīng)渣漿泵給入磨礦系統(tǒng)。

3.3.3 關(guān)于高壓輥磨機(jī)的工作制度

目前在有色礦山領(lǐng)域高壓輥磨機(jī)多配置于粉礦貯存設(shè)施前與破碎篩分系統(tǒng)采用同一工作制度，此種配置有利于調(diào)節(jié)破碎與磨礦系統(tǒng)的均衡性，保證磨礦系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，但對(duì)含泥含水高的物料適用性較差。

而實(shí)現(xiàn)高壓輥磨機(jī)與磨礦系統(tǒng)采用同一工作制度的關(guān)鍵在于—高壓輥磨機(jī)能夠保證與球磨機(jī)相當(dāng)?shù)母咦鳂I(yè)率以及較高的控制水平，否則難以保證生產(chǎn)順行。

3.3.4 對(duì)含泥含水多物料的高壓輥磨機(jī)適用流程探討

根據(jù)高壓輥磨機(jī)在以上某鉬礦及某金礦的使用情況，在解決好“過(guò)鐵”問(wèn)題后，高壓輥磨機(jī)設(shè)備本體運(yùn)行比較可靠，而其配套系統(tǒng)的可靠性是決定高壓輥磨機(jī)運(yùn)用成敗的關(guān)鍵所在。若給礦含泥含水量多，粘性大，流動(dòng)性差，高壓輥磨機(jī)系統(tǒng)存在以下問(wèn)題：(1)給礦不暢，給料壓力倉(cāng)不能充分利用，難以實(shí)現(xiàn)擠滿給料；(2)影響干式篩分效果；(3)粉礦貯存設(shè)施易堵塞。針對(duì)此種類(lèi)型的礦石，為從根本上解決以上問(wèn)題，在認(rèn)可HPGR可連續(xù)運(yùn)行24 h的前提下，是否可采用粗碎后破碎篩分系統(tǒng)全濕式作業(yè)，工作制度為24 h連續(xù)作業(yè)，與磨浮作業(yè)制度統(tǒng)一。圖4列舉了高壓輥磨機(jī)常規(guī)三段一閉路全濕式工藝流程。

圖4 高壓輥磨機(jī)常規(guī)三段一閉路全濕式工藝流程

在該流程中，篩分設(shè)備及中碎設(shè)備需充分備用。為充分發(fā)揮高壓輥磨機(jī)的能力，篩孔尺寸可放低到6 mm甚至更小，但合適的破碎產(chǎn)品粒度需充分考慮能耗在碎礦系統(tǒng)及磨礦系統(tǒng)的合理分配，經(jīng)詳細(xì)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。

4 高壓輥磨機(jī)在有色礦業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展前景

高壓輥磨機(jī)作為一種新型碎礦設(shè)備，其最吸引人的功能就是高壓輥磨機(jī)可改善礦石的磨礦性能，有利于后續(xù)磨礦系統(tǒng)的提產(chǎn)降耗。因此，目前在有色金屬選廠正在逐步推廣，并且在未來(lái)具有較好的發(fā)展前景。主要表現(xiàn)在以下方面：

(1)充分響應(yīng)國(guó)家“節(jié)能降耗”的產(chǎn)業(yè)政策

與常規(guī)破碎流程相比，高壓輥磨流程可節(jié)省15%～30%的能耗，與ABC(SABC)流程相比，節(jié)省能耗更大。

高壓輥磨機(jī)的應(yīng)用之所以能夠降低后續(xù)磨礦的能耗，可寬泛地從以下兩個(gè)方面來(lái)解釋?zhuān)旱谝?，采用高壓輥磨機(jī)可獲得更多的細(xì)粒級(jí)甚至合格粒級(jí)，這些細(xì)粒級(jí)(合格粒級(jí))在磨礦過(guò)程中少耗功或不耗功，因此有利于降低后續(xù)磨礦的能耗；第二，高壓輥磨機(jī)除產(chǎn)生大量細(xì)粒級(jí)或微細(xì)粒級(jí)外，還會(huì)使顆粒間產(chǎn)生大量的微裂紋，這些微裂紋有利于改善物料的磨礦性能，邦德功指數(shù)相對(duì)降低。

(2)更能體現(xiàn)設(shè)備的大型化、高效化

就目前的破碎設(shè)備而言，與常規(guī)的各規(guī)格的破碎機(jī)相比高壓輥磨機(jī)在設(shè)備大型化方面具有的較大的優(yōu)勢(shì)。以目前應(yīng)用較為廣泛、技術(shù)上較為成熟的規(guī)格最大的多缸液壓圓錐破碎機(jī)MP1000及Φ2.1 m×2.4 m高壓輥磨機(jī)為例，一臺(tái)Φ2.1 m×2.4 m的高壓輥磨機(jī)在細(xì)碎階段可代替2～3臺(tái)MP1000多缸液壓圓錐破碎機(jī)?？梢灶A(yù)見(jiàn)隨著科學(xué)技術(shù)的逐步發(fā)展，高壓輥磨機(jī)的規(guī)格不會(huì)只停留在直徑2 m量級(jí)的階段，無(wú)疑將會(huì)向更大的規(guī)格發(fā)展，進(jìn)而更有利于實(shí)現(xiàn)設(shè)備的大型化、高效化。

(3)對(duì)硬礦石適應(yīng)性強(qiáng)

常規(guī)破碎設(shè)備處理硬度較大礦石時(shí)，細(xì)粒級(jí)含量低、循環(huán)負(fù)荷大；SABC流程處理硬度較大礦石時(shí)存在頑石多、電耗高等問(wèn)題。而高壓輥磨機(jī)則對(duì)礦石的硬度適應(yīng)性較廣，不但適于處理硬度較低的石灰石等礦物而且能處理摩氏硬度很大的硬材料。

(4)運(yùn)行成本的進(jìn)一步降低

在高壓輥磨機(jī)問(wèn)世之初，輥面磨損問(wèn)題曾經(jīng)是制約其發(fā)展的首要問(wèn)題之一。近年來(lái)，隨著高壓輥磨生產(chǎn)商在襯板技術(shù)上獲得的較大進(jìn)步，此問(wèn)題已得到基本解決。目前采用較多的Hexadur WT2 輥面及柱釘輥面等均有較長(zhǎng)的抗磨壽命。從而使困擾高壓輥磨機(jī)實(shí)現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用的輥面磨損問(wèn)題得到了較好的解決，大大降低了設(shè)備運(yùn)營(yíng)成本。目前輥面的修復(fù)技術(shù)又有新的進(jìn)展—對(duì)破損輥面可現(xiàn)場(chǎng)焊接修復(fù)，因此進(jìn)一步降低了設(shè)備運(yùn)營(yíng)成本。輥面制造技術(shù)及修復(fù)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步將給高壓輥磨機(jī)的運(yùn)營(yíng)成本帶來(lái)更大的降低空間，進(jìn)而更有利于其在有色金屬礦業(yè)領(lǐng)域的推廣使用。

(5)后續(xù)作業(yè)問(wèn)題的進(jìn)一步解決

高壓輥磨機(jī)的后續(xù)作業(yè)問(wèn)題主要包括篩分、粉礦貯存等問(wèn)題。將來(lái)隨著強(qiáng)力曲張篩設(shè)備大型化的實(shí)現(xiàn)以及類(lèi)似高效篩分設(shè)備的有望問(wèn)世，相信篩分問(wèn)題將得到較好的解決。關(guān)于粉礦貯存問(wèn)題，也有高壓輥磨機(jī)設(shè)備廠家對(duì)此進(jìn)行深入研究，并取得了一定成果。可以預(yù)見(jiàn)，隨著后續(xù)作業(yè)問(wèn)題的逐步解決，高壓輥磨機(jī)作為超細(xì)碎設(shè)備的功能將得以實(shí)現(xiàn)，在確保流程暢通的前提下可得到d95=6 mm甚至更細(xì)粒級(jí)的產(chǎn)品，進(jìn)而可實(shí)現(xiàn)后續(xù)磨礦系統(tǒng)節(jié)能降耗的最大化。

5 結(jié)語(yǔ)

高壓輥磨機(jī)是基于“料團(tuán)粉碎原理”發(fā)展起來(lái)的新型粉碎設(shè)備，具有破碎比大、易損部分磨損率低、設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率高等特點(diǎn)，尤其適用于粉碎脆性、硬度和磨蝕性高礦物，該設(shè)備用于破碎篩分系統(tǒng)的細(xì)碎作業(yè)，破碎產(chǎn)品較常規(guī)流程微細(xì)粒級(jí)含量高，且顆粒內(nèi)含有大量微裂紋，可較大程度地提高后續(xù)球磨機(jī)的作業(yè)效率，節(jié)省能耗。本文詳細(xì)介紹了目前高壓輥磨機(jī)在國(guó)內(nèi)有色礦山的應(yīng)用實(shí)例，列舉了該設(shè)備在有色礦業(yè)碎礦領(lǐng)域的適用流程及各種工藝配置方案，并探討了各流程及工藝方案的優(yōu)勢(shì)和在工業(yè)實(shí)現(xiàn)上遇到的問(wèn)題。從工藝、配置、控制和技術(shù)經(jīng)濟(jì)等多方考慮，現(xiàn)階段對(duì)于給礦性質(zhì)較好的礦物，采用高壓輥磨機(jī)作為細(xì)碎設(shè)備的三段破碎、中碎閉路，高壓輥磨半閉路流程為較為適宜的高壓輥磨機(jī)應(yīng)用流程；對(duì)于含泥含水高、流動(dòng)性較差的礦物，提出了常規(guī)三段一閉路全濕式工藝流程。

在世界能源日益緊缺、節(jié)能降耗日益引起重視的背景下，在磨礦系統(tǒng)的能耗、鋼耗和效率的問(wèn)題比較突出的形勢(shì)下，由于具有優(yōu)越的技術(shù)性能和節(jié)能降耗方面的優(yōu)勢(shì)，高壓輥磨機(jī)適于在有色礦業(yè)領(lǐng)域推廣應(yīng)用，并且在未來(lái)具有更加廣闊的發(fā)展前景。

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Technical Characteristics and Application in Nonferrous Metallurgical Mine of HPGR

CHANG Liang-liang

(Mine Department,China ENFI Engineering Corporation, Beijing 100038, China)

High pressure grinding roll (HPGR) has been widely used overseas because of its high-efficiency and energy-saving characteristics. This paper briefly introduces operating principle, technical characteristics and application in domestic non-ferrous metallurgical mine of HPGR, and discusses the application prospect via the exposition of appropriate circuit, energy conversation superiority, and limitation in productive practice.

HPGR； technical characteristics； crushing and grinding process； energy conservation

2013-10-16

常亮亮(1980-)，女，遼寧沈陽(yáng)人，工程師，碩士研究生，主要從事選礦工程咨詢?cè)O(shè)計(jì)工作。

TD453

B

1003-8884(2014)01-0036-06