張 莉

(中材成都重型機(jī)械有限公司)

CDG高壓輥磨機(jī)在某貧鐵礦選廠的應(yīng)用

張 莉

(中材成都重型機(jī)械有限公司)

甘肅某貧鐵礦選廠針對原選礦處理工藝能耗高、效率低的情況，確定更改為采用CDG高壓輥磨機(jī)的終粉磨處理工藝，并進(jìn)行了工業(yè)試驗(yàn)及現(xiàn)場生產(chǎn)應(yīng)用。通過對粉磨前后物料的篩分統(tǒng)計(jì)和分析，充分證實(shí)了CDG高壓輥磨機(jī)以及終粉磨工藝流程在該貧鐵礦選廠應(yīng)用的可靠性和先進(jìn)性，首次成功的實(shí)現(xiàn)了貧鐵礦石選礦廠的無球化，開發(fā)了貧鐵礦石新型節(jié)能選礦的新工藝。

冶金礦山 貧鐵礦 CDG高壓輥磨機(jī) 終粉磨 工藝流程

高壓輥磨機(jī)是20世紀(jì)80年代中期發(fā)展起來的新型粉磨設(shè)備，同時(shí)隨著耐磨材料科學(xué)技術(shù)的重大突破，以高壓輥磨機(jī)為主組成的擠壓粉磨新工藝在節(jié)能降耗方面有顯著的效果，成為創(chuàng)新粉磨工藝的重要裝備。通過對高壓輥磨機(jī)的結(jié)構(gòu)和粉磨工藝流程的研究證明，高壓輥磨不僅適用于水泥工業(yè)原料和熟料的終粉磨，而且適用于礦山冶金、化工等行業(yè)的脆性物料的預(yù)粉磨，甚至終粉磨，均可達(dá)到大幅度增產(chǎn)降耗的目的[1]。

近幾年，由于高壓輥磨機(jī)在國內(nèi)各行業(yè)的成功應(yīng)用，國內(nèi)冶金礦山行業(yè)，特別是鐵礦選礦廠在新建廠及老廠改造時(shí)開始考慮使用高壓輥磨工藝流程，替換傳統(tǒng)的能耗高、效率低的鐵礦選礦工藝。大量的工業(yè)化運(yùn)行試驗(yàn)結(jié)果顯示，高壓輥磨粉碎物料效果非常理想，解決了鐵礦選礦粉磨工藝流程“多碎少磨”的關(guān)鍵技術(shù)改造要求，通過高壓輥磨系統(tǒng)工藝參數(shù)的合理選擇，可提高生產(chǎn)率約30～50個(gè)百分點(diǎn)，降低能耗約20～35個(gè)百分點(diǎn)；尤其是可大幅度減少鋼耗，實(shí)現(xiàn)了礦山提高生產(chǎn)能力和節(jié)能的目的[2-3]。因此，選用高壓輥磨機(jī)對鐵礦石進(jìn)行處理，從節(jié)能、提產(chǎn)、環(huán)保等方面，均可產(chǎn)生較大的效益，應(yīng)用前景十分廣闊。

1 鐵礦選礦廠概況

甘肅某貧鐵礦選礦廠處于干旱缺水地區(qū)，原采用球磨機(jī)作為細(xì)磨設(shè)備，但該工藝能耗高、鋼耗高，且設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率不能滿足現(xiàn)有要求。經(jīng)過充分的實(shí)驗(yàn)研究和論證，決定淘汰落后的原始球磨機(jī)選礦工藝，根據(jù)物料特性采用由高壓輥磨機(jī)、振動篩、O-sepa 選粉機(jī)及收集系統(tǒng)等組成的終粉磨干式磁選新工藝，整個(gè)工藝流程中無球磨機(jī)。其中高壓輥磨機(jī)采用由中材裝備集團(tuán)成都重型機(jī)械有限公司研制的CDG180-100型高壓輥磨機(jī)，該設(shè)備是基于料床粉磨原理開發(fā)的一種高效、節(jié)能的碎磨設(shè)備?？蓱?yīng)用于粉磨水泥生料、水泥熟料、金屬、非金屬礦石，應(yīng)用于建材、礦山冶金、化工等行業(yè)。

2 物料特性

入高壓輥磨系統(tǒng)的礦石為該選礦廠老線前段破碎的產(chǎn)品，前段破碎采用3段破碎，礦石原礦粒徑為0～800 mm，粗碎采用旋回破碎機(jī)，出料粒度為0～200 mm；中碎采用彈簧圓錐破碎機(jī)，出料粒度為0～76 mm；細(xì)碎采用圓錐破碎機(jī)，出料粒度為0～25 mm，細(xì)碎后的物料經(jīng)磁選機(jī)拋尾，拋尾后粗精礦作為高壓輥磨系統(tǒng)的給礦。工藝流程見圖1。

圖1 前段破碎工藝流程

經(jīng)試驗(yàn)分析得出，細(xì)礦的物料粒度≤25 mm，磁性鐵含量為7.2%～8%，礦石的磨蝕性指數(shù)為0.204 6 g，邦德功指數(shù)為15.10 kWh/t；對原料進(jìn)行篩分，其結(jié)果見表1。

由表1可知，物料細(xì)粉比較多，-0.150 mm粒級含量為14.12%；+10 mm粗粒部分占30.65%；原料中3～1 mm比例較高占15.49%。

表1 原料粒度組成分析結(jié)果

3 選廠改進(jìn)后高壓輥終粉磨系統(tǒng)工藝

選礦廠采用的高壓輥磨系統(tǒng)工藝流程的新進(jìn)物料與系統(tǒng)循環(huán)物料混合后由皮帶將其帶進(jìn)高壓輥磨喂料倉，物料經(jīng)高壓輥磨輥壓后再由皮帶帶到篩分系統(tǒng)，經(jīng)篩網(wǎng)為3 mm的振動篩篩分，篩上物料與新進(jìn)料混合后返回高壓輥磨稱重倉，篩下物料進(jìn)入干式磁選機(jī)拋尾，拋尾后的粗精礦物料進(jìn)入O-sepa選粉機(jī)進(jìn)行選粉分級，-0.150 mm粒級的細(xì)粉被選走由收塵器收集，0.150～3 mm粒級物料隨振動篩篩上物料一起隨新進(jìn)料混合后返回高壓輥磨進(jìn)行2次輥壓；-0.150 mm粒級細(xì)粉經(jīng)收塵器收集后進(jìn)入攪拌桶調(diào)漿，調(diào)漿后進(jìn)入水選磁選機(jī)精選，精選礦石鐵品位達(dá)到66%以上。系統(tǒng)選用CDG180-100型高壓輥磨機(jī)，其具體設(shè)計(jì)參數(shù)及配置為：輥?zhàn)又睆綖?1 800 mm，輥?zhàn)訉挾葹? 000 mm，設(shè)計(jì)喂料量為280 t/h，產(chǎn)品粒度為-0.150 mm，主電機(jī)功率為2× 1 000 kW，主油缸直徑為550 mm，系統(tǒng)壓力為7～10 MPa，輥面結(jié)構(gòu)為柱釘輥面(保證壽命大于 15 000 h)。CDG180-100型高壓輥磨機(jī)終粉磨系統(tǒng)工藝配置見圖2。

圖2 改進(jìn)后高壓輥磨機(jī)終粉磨系統(tǒng)工藝流程

4 工業(yè)生產(chǎn)及工業(yè)試驗(yàn)

2014年7月選礦廠高壓輥磨機(jī)終粉磨系統(tǒng)安裝調(diào)試完畢后，進(jìn)行了高壓輥磨在不同壓力下高壓輥磨出料的粒級及系統(tǒng)產(chǎn)量的工業(yè)試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表2～表5原料及各種壓力下粉磨后產(chǎn)品粒度分布對數(shù)曲線見圖3。

表2 工業(yè)試驗(yàn)高壓輥磨液壓系統(tǒng)壓力為9 MPa時(shí)出料系統(tǒng)的粒級分析結(jié)果

表3 工業(yè)試驗(yàn)高壓輥磨液壓系統(tǒng)壓力為8 MPa時(shí)出料系統(tǒng)的粒級分析結(jié)果

表4 工業(yè)試驗(yàn)高壓輥磨液壓系統(tǒng)壓力為7 MPa時(shí)出料系統(tǒng)的粒級分析結(jié)果

表5 工業(yè)試驗(yàn)高壓輥磨系統(tǒng)產(chǎn)量

由表2～表5及圖3可知，高壓輥磨出料中液壓系統(tǒng)壓力在9 MPa時(shí)，-3 mm粒級細(xì)粉含量最多，達(dá)到了56.15%；隨著系統(tǒng)壓力下降到8 MPa，-3 mm 粒級細(xì)粉含量下降明顯，下降至50.93%，但壓力繼續(xù)下降到7 MPa時(shí)，-3 mm粒級細(xì)粉含量下降速度趨緩；同時(shí)在壓力由 9 MPa下降至 8 MPa的過程中，-0.150 mm粒級細(xì)粉含量下降明顯，含量由24.37%下降至19.42%，鐵精粉產(chǎn)量由17.76 t/h下降至15.6 t/h；從系統(tǒng)產(chǎn)量來看，液壓系統(tǒng)壓力為7 MPa時(shí)，喂料量為283.1 t/h，滿足設(shè)計(jì)喂料量，而液壓系統(tǒng)壓力在9 MPa時(shí)，喂料量為301 t/h，超產(chǎn)10.75個(gè)百分點(diǎn)，而9 MPa在高壓輥磨機(jī)的設(shè)計(jì)壓力范圍內(nèi)，因此從經(jīng)濟(jì)效益方面考慮，選定9 MPa為高壓輥磨機(jī)的工作壓力。

圖3 原料和各種壓力下粉磨后的產(chǎn)品粒度組成

■—9 MPa壓力對應(yīng)成品粒度分布；▲—7 MPa壓力對應(yīng)成品粒度分布；●—8 MPa壓力對應(yīng)成品粒度分布；◆—原料粒度分布

以上工業(yè)試驗(yàn)完成后，即選定工作壓力為9 MPa作為固定生產(chǎn)操作壓力進(jìn)行生產(chǎn)，著重考察高壓輥磨機(jī)的設(shè)備穩(wěn)定性、輥面耐磨性及整個(gè)選礦系統(tǒng)的選礦效率和全鐵平衡分析。在考核期間內(nèi)，高壓輥磨機(jī)傳動系統(tǒng)配備的過載保護(hù)裝置有效啟動保護(hù)1次，經(jīng)分析是由于輥壓機(jī)原料露天堆場裝載機(jī)操作不規(guī)范，將堆場邊少量大塊礦石(粒徑達(dá)200 mm)裝入喂料皮帶，導(dǎo)致高壓輥磨卡阻，電流升高，過載保護(hù)裝置啟動成功，有效地保護(hù)主電機(jī)和減速機(jī)的安全，經(jīng)排除輥縫間大塊物料、將過載保護(hù)裝置復(fù)位后故障排除?？己似趦?nèi)選擇系統(tǒng)運(yùn)行相對穩(wěn)定的時(shí)段對高壓輥磨機(jī)原礦、干選尾礦、水選尾礦、收塵器粉礦、水選精礦進(jìn)行了鐵含量化驗(yàn)，其化驗(yàn)結(jié)果見表6。

由表6可知，精礦品位達(dá)到66.6%，符合系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求。

表6 礦樣鐵品位化驗(yàn)結(jié)果 %

產(chǎn)品名稱高壓輥磨原礦干選尾礦水選尾礦收塵器粉礦水選精礦鐵品位7.581.2710.86415.44866.6

輥面運(yùn)行3 000h后，柱釘約磨損2～3mm，運(yùn)行6 000h后，磨損約3.5～5mm，輥面磨損趨緩，輥面無柱釘斷裂、脫皮、柱釘?shù)袈涞痊F(xiàn)象，輥面使用狀況良好，預(yù)計(jì)輥面壽命約為15 000～20 000h。從圖4可以看出，磨輥輥面幾乎沒有磨損。

圖4 柱釘磨輥磨損表面

5 結(jié) 語

甘肅某貧鐵礦選礦廠使用高壓輥磨機(jī)處理工藝替代了原球磨機(jī)處理工藝，CDG180-100型高壓輥磨機(jī)自2014年3月投產(chǎn)后，處理0～25mm鐵礦石實(shí)現(xiàn)終粉磨，至今已穩(wěn)定運(yùn)行近6 000h，礦石處理量達(dá)300～320t/h，高壓輥磨出料中-0.150mm粒級細(xì)粉含量為23%～25%，系統(tǒng)鐵精粉產(chǎn)量為17～ 20t/h，其礦石處理量超產(chǎn)10個(gè)百分點(diǎn)以上。通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和分析說明，高壓輥磨機(jī)在貧鐵礦終粉磨系統(tǒng)中具有一定的實(shí)踐成果和推廣意義。

[1] 葛新建.高壓輥磨機(jī)在我國冶金礦山的應(yīng)用現(xiàn)狀[J].現(xiàn)代礦業(yè)，2009(9)：24-28.

[2] 高 航，屈利剛，趙 超.高壓輥磨機(jī)粉碎鐵礦石的試驗(yàn)研究[J].東北大學(xué)學(xué)報(bào)，2002(1)：49-52.

[3] 段旭琴，胡永平.選礦概論[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2013.

2015-02-16)

張 莉(1977—)，女，高級工程師，技術(shù)市場部部長，610056 四川省成都市成華區(qū)成華大道新鴻路69號。