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        圓錐破碎機(jī)在鈾礦冶中的應(yīng)用

        2014-10-24 03:02:42王向榮張曉崢
        濕法冶金 2014年4期
        關(guān)鍵詞:西蒙斯圓錐粒度

        王向榮,張曉崢

        (1.中核第四研究設(shè)計(jì)工程有限公司,河北 石家莊 050021;2.河北省建筑材料工業(yè)設(shè)計(jì)研究院,河北 石家莊 050051)

        圓錐破碎機(jī)可以處理各種硬度的礦石,具有處理量大、破碎比大、故障率低、容易維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)[1-4],在鈾礦冶生產(chǎn)中被廣泛應(yīng)用。圓錐破碎機(jī)類型很多,性能各不相同。鈾礦石礦性差異較大,礦石含泥量、含水量不同,且不同的水冶工藝要求的破碎產(chǎn)品粒度也不相同,因此,如何正確合理選擇圓錐破碎機(jī)是鈾礦冶破碎工藝流程設(shè)計(jì)中經(jīng)常面臨的問題。

        1 破碎機(jī)的分類

        按照破碎力大小或過載保護(hù)方式,圓錐破碎機(jī)可分為液壓型圓錐破碎機(jī)和彈簧型圓錐破碎機(jī),液壓型又分為周邊多缸液壓型和底部單缸液壓型2種;根據(jù)破碎原理,圓錐破碎機(jī)可分為層壓原理圓錐破碎機(jī)和沖擊粉碎圓錐破碎機(jī);根據(jù)傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)速,圓錐破碎機(jī)又分為低速(500r/min以下)、中速(500~750r/min)和高速(750 r/min以上)3種[1]。還可以按主軸結(jié)構(gòu)、密封方式對(duì)圓錐破碎機(jī)進(jìn)行分類[2]。

        鈾礦冶生產(chǎn)中常用的及國內(nèi)常見的各種圓錐破碎機(jī)見表1。

        表1 國內(nèi)常見圓錐破碎機(jī)

        2 鈾礦冶中常用的幾種典型圓錐破碎機(jī)

        2.1 彈簧圓錐破碎機(jī)

        目前,國內(nèi)礦山應(yīng)用最多的彈簧圓錐破碎機(jī)有PYT型彈簧圓錐破碎機(jī)和PYS改進(jìn)型西蒙斯圓錐破碎機(jī)2種。PYT型彈簧圓錐破碎機(jī)是我國在仿前蘇聯(lián)設(shè)備基礎(chǔ)上,自行設(shè)計(jì)制造的,有 PYT-600、PYT-900、PYT-1200、PYT-1750、PYT-2200 5種規(guī)格、14種腔型[3]。由于技術(shù)成熟,PYT型彈簧圓錐破碎機(jī)目前使用最多,但它的彈簧過鐵保護(hù)功能可靠性較低,破碎機(jī)堵塞時(shí)無自動(dòng)清腔功能,因而故障停車時(shí)間較長,檢修勞動(dòng)強(qiáng)度很高。

        PYS改進(jìn)型西蒙斯圓錐破碎機(jī)是在西蒙斯圓錐破碎機(jī)基礎(chǔ)上增加液壓清腔系統(tǒng),并且加大了破碎臂和沖程,不但減少了停機(jī)時(shí)間,處理能力也是同規(guī)格普通彈簧圓錐破碎機(jī)的1.4~1.8倍。PYS改進(jìn)型西蒙斯圓錐破碎機(jī) 有 PYS-600、PYS-900、PYS-1200、PYS-1300、PYS-1600、PYS-2100 5種規(guī)格、50余種腔型,具有腔型多、停機(jī)時(shí)間短、處理能力高且價(jià)格明顯低于進(jìn)口高能圓錐破碎機(jī)等優(yōu)勢(shì),為近年國內(nèi)選用最多的彈簧圓錐破碎機(jī)[4]。

        2.2 高能圓錐破碎機(jī)

        近年來,圓錐破碎機(jī)的研制中應(yīng)用層壓破碎原理,形成了集腔型、動(dòng)錐擺頻與沖程完美結(jié)合的新型、高效、節(jié)能的現(xiàn)代圓錐破碎機(jī),即高能圓錐破碎機(jī),其中,以美卓礦機(jī)生產(chǎn)的HP系列圓錐破碎機(jī)為代表。傳統(tǒng)破碎理念認(rèn)為,小粒度產(chǎn)品對(duì)應(yīng)的必是小排礦口,這樣即造成破碎產(chǎn)量大幅度下降且易堵塞。HP系列圓錐破碎機(jī)的設(shè)計(jì)是必須增大排礦口、增大動(dòng)錐沖程及轉(zhuǎn)速。因?yàn)閯?dòng)錐沖程越大,物料壓縮比越大,排料口也隨之增大,這樣既增大產(chǎn)量又增大產(chǎn)品細(xì)粒級(jí)含量。要獲得高壓縮比,必須有合理的腔型及相匹配的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)參數(shù),腔內(nèi)還必須有足夠的礦石量。采用高擺頻和大沖程,使動(dòng)錐撤回到終點(diǎn)又返回時(shí)遇到下落物料能將其沖散,然后再進(jìn)行層間破碎,這在HP型圓錐破碎機(jī)上得以實(shí)現(xiàn)[5]。

        與彈簧圓錐破碎機(jī)相比,HP型圓錐破碎機(jī)的優(yōu)點(diǎn)有:液壓鎖緊方式使排礦口的調(diào)節(jié)更方便、過鐵保護(hù)更可靠;破碎產(chǎn)品粒度均勻,破碎產(chǎn)品中粒徑小于排礦口粒級(jí)含量達(dá)85%~90%;比同規(guī)格的普通彈簧圓錐破碎機(jī)產(chǎn)量高40%以上;單位礦石能耗相對(duì)較低;但其價(jià)格相對(duì)昂貴。

        2.3 慣性圓錐破碎機(jī)

        慣性圓錐破碎機(jī)是俄羅斯米哈諾布科技股份有限公司近年研制的新型節(jié)能超細(xì)碎設(shè)備[6],其工作機(jī)構(gòu)由定錐和動(dòng)錐組成。動(dòng)錐軸插入軸套中,電機(jī)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳給固定在軸套上的激振器,激振器旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生慣性力,迫使動(dòng)錐繞球面瓦球心做旋擺運(yùn)動(dòng)。破碎腔內(nèi),物料通過擠壓被破碎。動(dòng)錐與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)之間無剛性聯(lián)接。

        慣性圓錐破碎機(jī)的優(yōu)點(diǎn)有:產(chǎn)品粒度細(xì),有良好的“料層選擇性破碎”作用,開路破碎產(chǎn)品90%粒度分別小于5、8、10mm;單位破碎比功耗僅為普通設(shè)備的一半左右;整機(jī)基礎(chǔ)振動(dòng)小,安裝時(shí)不需地腳螺栓,安裝方便;動(dòng)錐與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)之間無剛性聯(lián)接,物料中混入不可破碎的物體時(shí),動(dòng)錐暫時(shí)停止轉(zhuǎn)動(dòng),激振器將繞動(dòng)錐軸繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng),不會(huì)破壞傳動(dòng)系統(tǒng)和主機(jī),具有良好的過鐵保護(hù)功能。

        3 鈾礦冶中圓錐破碎機(jī)的選擇與應(yīng)用

        3.1 圓錐破碎機(jī)的選擇

        圓錐破碎機(jī)適用于鈾礦冶系統(tǒng)的絕大部分硬度、規(guī)模、浸出粒度要求及洗礦后的礦石,作為中碎和細(xì)碎設(shè)備,應(yīng)用十分廣泛;但圓錐破碎機(jī)的類型很多,而待處理物料在硬度、處理量、破碎功指數(shù)、最終產(chǎn)品粒度(級(jí))等指標(biāo)又各不相同:因此,應(yīng)針對(duì)不同物料選擇不同特點(diǎn)的圓錐破碎機(jī)以達(dá)到破碎工藝可靠、長期運(yùn)行穩(wěn)定的目的[7]。如高硬度、難破碎物料,宜選擇多缸液壓圓錐破碎機(jī),因?yàn)檫@種破碎機(jī)的破碎力大,代表機(jī)型為HP型圓錐破碎機(jī);堆浸礦石粒度小于5mm、年處理量10萬t以內(nèi)的中等可碎性物料,宜選擇GYP600型慣性圓錐破碎機(jī),因?yàn)檫@種破碎機(jī)的產(chǎn)品粒度細(xì),且開路破碎產(chǎn)品粒度合格率在90%以上;磨蝕度高且含水量大的物料,宜選擇中速圓錐破碎機(jī),這樣可使易損件壽命延長,如H型單缸液壓圓錐破碎機(jī)[1];要求的破碎產(chǎn)品粒度較細(xì)時(shí),宜選擇高速圓錐破碎機(jī),這樣可減少產(chǎn)品中的過大顆粒含量,并降低振動(dòng)篩的負(fù)荷。

        另外,還應(yīng)考慮水冶廠的自動(dòng)化程度。如,常規(guī)水冶要求破碎產(chǎn)品的最大粒度為10mm,圓錐破碎機(jī)作為細(xì)碎設(shè)備可以有多種選擇:自動(dòng)化程度要求高時(shí),選擇HP型多缸液壓圓錐破碎機(jī)或H型單缸液壓圓錐破碎機(jī);自動(dòng)化程度相對(duì)要求不高時(shí),則選擇改進(jìn)型西蒙斯圓錐破碎機(jī)或普通彈簧型圓錐破碎機(jī)。以年處理礦石60萬t計(jì),同規(guī)格的細(xì)碎設(shè)備有HP300SH-M圓錐破碎機(jī)、PYSD1608西蒙斯圓錐破碎機(jī)和PYT-D1710圓錐破碎機(jī),3者的單臺(tái)價(jià)格依次降低。應(yīng)根據(jù)項(xiàng)目的實(shí)際情況選擇合適的圓錐破碎機(jī)。

        3.2 圓錐破碎機(jī)在鈾礦冶中的應(yīng)用

        近年來,普通彈簧圓錐破碎機(jī)、改進(jìn)型西蒙斯圓錐破碎機(jī)、慣性圓錐破碎機(jī)及HP型多缸液壓圓錐破碎機(jī)在新建及改建鈾礦冶工程中都有應(yīng)用[8],具體情況見表2。

        表2 圓錐破碎機(jī)在鈾礦冶中的應(yīng)用現(xiàn)狀

        4 圓錐破碎機(jī)相關(guān)配置

        4.1 閉路系統(tǒng)中細(xì)碎圓錐破碎機(jī)的配置要點(diǎn)

        鈾礦冶常用的三段一閉路破碎流程中,第3段細(xì)碎圓錐破碎機(jī)在系統(tǒng)中的運(yùn)行狀態(tài)及在破碎系統(tǒng)自身的配置中,主要受閉路內(nèi)緩沖礦倉和檢查篩分影響較大。如果圓錐破碎機(jī)要求擠滿給料,則必須為圓錐破碎機(jī)配置緩沖礦倉和給料設(shè)備[9]。如果系統(tǒng)的給礦量或原礦性質(zhì)(含水率、含泥量)波動(dòng)較大,則緩沖礦倉必須足夠大,以防止第3段圓錐破碎機(jī)在超負(fù)荷下運(yùn)行導(dǎo)致產(chǎn)品粒度不達(dá)標(biāo),或者引起破碎機(jī)堵塞。

        4.2 主動(dòng)設(shè)計(jì)理念

        在設(shè)計(jì)破碎工藝流程時(shí),必然有一組最佳運(yùn)行參數(shù),設(shè)備在這一組參數(shù)下運(yùn)行可獲得理想的破碎產(chǎn)品。但原礦性質(zhì)是有可能發(fā)生變化的,其硬度、含泥量、含水量等都不相同,因此,必須使設(shè)備有足夠的調(diào)整裕量。主動(dòng)設(shè)計(jì)理念就是在設(shè)備選擇與工藝設(shè)計(jì)時(shí),充分考慮物料可能的變化范圍,使破碎系統(tǒng)能夠積極主動(dòng)響應(yīng)這種變化,從而保證生產(chǎn)的連續(xù)穩(wěn)定。

        主動(dòng)設(shè)計(jì)考慮的主要因素如下:中碎圓錐破碎機(jī)前設(shè)預(yù)先篩分,并可以調(diào)整篩網(wǎng)規(guī)格來調(diào)整中碎機(jī)的負(fù)荷[10];設(shè)置緩沖料倉與可調(diào)速給料機(jī),滿足特定的圓錐破碎機(jī)對(duì)給料的要求和不因物料變化而影響設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行;避免設(shè)備在最小排礦口下使用,為破碎產(chǎn)品粒度調(diào)節(jié)留有一定裕量;避免設(shè)備在90%負(fù)載以上條件下使用,防止因給料量增大而導(dǎo)致設(shè)備過載停車。

        5 結(jié)語

        1)選擇圓錐破碎機(jī)時(shí),首先應(yīng)滿足生產(chǎn)規(guī)模和破碎產(chǎn)品的粒度(級(jí))要求;另外,應(yīng)考慮原礦的含泥量、含水量、破碎廠房占地面積、水冶廠自動(dòng)化程度等方面的要求;當(dāng)有多套方案滿足要求時(shí),需考慮經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。

        2)圓錐破碎機(jī)合理的工藝配置要滿足其特定的給料、排料要求,更要實(shí)現(xiàn)主動(dòng)設(shè)計(jì),為穩(wěn)定生產(chǎn)留有裕量。

        高能圓錐破碎機(jī)處理量大,破碎比大,腔型更合理,在新建鈾礦山已能部分替代傳統(tǒng)彈簧圓錐破碎機(jī)的中碎和細(xì)碎,將三段一閉路破碎流程簡化為兩段一閉路流程,這種優(yōu)勢(shì)在受空間限制的改造項(xiàng)目中更為明顯。

        [1]李本仁,蘇醒.圓錐破碎機(jī)的特點(diǎn)及選擇探討[J].礦山機(jī)械,2012,40(1):60-63.

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        [4]郎世平.國內(nèi)圓錐破碎機(jī)的現(xiàn)狀與發(fā)展創(chuàng)新[J].礦山機(jī)械,2011,39(6):86-90.

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        [7]余潯,邵全渝.影響碎磨工藝選擇的主要因素和流程方案的種類[J].現(xiàn)代礦業(yè),2010(9):17-19.

        [8]唐威,孫錫波,王?。畱T性圓錐破碎機(jī)在鈾堆浸礦山的應(yīng)用研究[J].鈾礦冶,2010,29(1):49-55.

        [9]王書剛,牛素范.破碎機(jī)的選型和配置分析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2012(3):31-32.

        [10]段新紅,湯興光,周宏波.預(yù)先篩分在選廠碎礦過程中的作用[J].現(xiàn)代礦業(yè),2010(3):60-62.

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