謝興中（長(zhǎng)沙有色冶金設(shè)計(jì)研究院有限公司，湖南長(zhǎng)沙 410011）

高壓輥磨機(jī)在某選礦廠(chǎng)碎磨系統(tǒng)升級(jí)改造中的應(yīng)用

謝興中
（長(zhǎng)沙有色冶金設(shè)計(jì)研究院有限公司，湖南長(zhǎng)沙 410011）

為降低生產(chǎn)成本，某選礦廠(chǎng)通過(guò)引入高壓輥磨工藝，對(duì)現(xiàn)有碎磨系統(tǒng)進(jìn)行了改造。改造后碎磨系統(tǒng)產(chǎn)能整體提升約32%，選礦成本下降2.88元／t，達(dá)到了“提質(zhì)增效”、“節(jié)能降耗”的目的。文章介紹了碎磨工藝流程的設(shè)計(jì)與主要技術(shù)指標(biāo)。

高壓輥磨機(jī)；碎磨流程；升級(jí)改造；節(jié)能降耗

近幾年有色金屬價(jià)格持續(xù)低迷，企業(yè)為在競(jìng)爭(zhēng)激烈的市場(chǎng)中保持較強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力，紛紛提出“提質(zhì)增效”、“節(jié)能降耗”的要求。被視作徹底貫徹“多碎少磨”原則的先鋒、一種高效的節(jié)能粉碎設(shè)備——高壓輥磨機(jī)得到越來(lái)越多的國(guó)內(nèi)大、中型金屬礦山企業(yè)的認(rèn)可和青睞［1，2］。本文根據(jù)某大型鉬礦企業(yè)的要求及生產(chǎn)現(xiàn)狀，結(jié)合高壓輥磨試驗(yàn)及相關(guān)生產(chǎn)實(shí)踐，對(duì)其碎磨系統(tǒng)進(jìn)行了技術(shù)升級(jí)改造，取得了滿(mǎn)意的成果。

1 選廠(chǎng)碎磨系統(tǒng)現(xiàn)狀概況

河南某大型鉬礦屬于斑巖－矽卡巖鎢鉬礦床，礦石密度為3.2 t／m3，松散密度2.0 t／m3，普式硬度f(wàn)＝15～19。選礦廠(chǎng)目前生產(chǎn)規(guī)模為14 400 t／d，碎礦為常規(guī)三段一閉路工藝流程，粗碎設(shè)在采場(chǎng)，原礦經(jīng)過(guò)粗碎后（粒度－280 mm）通過(guò)兩級(jí)溜礦井及皮帶輸送至選廠(chǎng)中細(xì)碎篩分車(chē)間，最終產(chǎn)品（粒度－12 mm）經(jīng)膠帶輸送機(jī)輸送至粉礦倉(cāng)。磨礦采用“原礦一段磨礦（細(xì)度－0.074 mm≥62%）＋粗精礦再磨”工藝。破碎工段工作制度為3班／d，7 h／每班，磨礦工作制度為3班／d，8 h／每班。

企業(yè)希望通過(guò)對(duì)碎磨系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)升級(jí)改造，充分挖掘現(xiàn)有設(shè)備的產(chǎn)能，降低單位礦石的能耗，攤低人工成本來(lái)降低生產(chǎn)成本及固定費(fèi)用，達(dá)到“提質(zhì)增效”、“節(jié)能降耗”的目的。

2 工藝流程設(shè)計(jì)

2.1 碎磨系統(tǒng)改造路線(xiàn)及方案設(shè)計(jì)

2.1.1 改造路線(xiàn)

該選廠(chǎng)二段一閉路破碎系統(tǒng)主體設(shè)備為1臺(tái)山特維克CH870EC中碎破碎機(jī)，1臺(tái)山特維克CH895EF細(xì)碎破碎機(jī)，篩分設(shè)備為3臺(tái)3060圓振篩。一段磨礦為3臺(tái)球磨機(jī)（其中2臺(tái)為Φ4.8× 7.0 m球磨機(jī)，1臺(tái)Φ3.6×6.0 m球磨機(jī)，球磨機(jī)單位時(shí)間單位容積處理能力q＝1.114 t／h.m3）。破碎工段及磨礦工作制度保持現(xiàn)狀不變。

擴(kuò)大碎磨能力可通過(guò)以下兩個(gè)方案實(shí)現(xiàn)：

1.按現(xiàn)有碎磨流程相應(yīng)增加碎磨設(shè)備。

2.利用現(xiàn)有碎礦系統(tǒng)，另?yè)駡?chǎng)地新建高壓輥磨系統(tǒng)，降低磨機(jī)給礦粒度，提高礦石的可磨性，提高現(xiàn)有磨機(jī)的生產(chǎn)能力。

本次改造根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)總圖布置和廠(chǎng)房?jī)?nèi)部設(shè)備配置的實(shí)際情況，考慮利用現(xiàn)有兩段一閉路碎礦系統(tǒng)，另?yè)駡?chǎng)地新建高壓輥磨系統(tǒng)，降低磨機(jī)給礦粒度，提高礦石的可磨性，提高現(xiàn)有磨機(jī)的生產(chǎn)能力。

2.1.2 改造方案

此次改造擬在磨礦作業(yè)前引入閉路高壓輥磨作業(yè)，形成三段兩閉路破碎＋一段閉路磨礦的碎磨工藝系統(tǒng)，即“中碎＋細(xì)碎篩分＋高壓輥磨篩分＋球磨”工藝。碎磨工藝原則流程如圖1所示。

2.1.3 改造方案的合理性及先進(jìn)性

合理性：設(shè)計(jì)方案根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)總圖布置和現(xiàn)有廠(chǎng)房的設(shè)備配置實(shí)際情況，從“多碎少磨”原則出發(fā)，充分貫徹了生產(chǎn)企業(yè)“節(jié)能降耗”的政策，同時(shí)充分挖掘了現(xiàn)有設(shè)備產(chǎn)能，盡可能減少新增設(shè)備投資及基建投資，新建系統(tǒng)與老系統(tǒng)搭接簡(jiǎn)單易行，盡可能避免了對(duì)現(xiàn)有生產(chǎn)的影響，通過(guò)此次改造后，可攤低人工成本、生產(chǎn)成本及固定費(fèi)用等。

圖1 碎磨工藝原則流程圖

先進(jìn)性：設(shè)計(jì)方案引入了被視作徹底貫徹“多碎少磨”原則的先鋒——高壓輥磨機(jī)，高壓輥磨閉路篩選用了進(jìn)口香蕉篩，設(shè)備故障率低，“等厚篩分”原理和篩子自帶的打散裝置保證了較高的篩分效率，減輕了高壓輥磨的負(fù)荷。

2.2 技術(shù)改造措施

對(duì)現(xiàn)有碎礦系統(tǒng)各破碎機(jī)排礦口和篩分機(jī)篩孔尺寸重新調(diào)整配套，使原來(lái)的兩段一閉路碎礦系統(tǒng)產(chǎn)品粒度達(dá)到25 mm以下，再根據(jù)現(xiàn)有磨機(jī)型號(hào)規(guī)格和生產(chǎn)能力，確定高壓輥磨產(chǎn)品粒度和生產(chǎn)能力。為保證高壓輥磨產(chǎn)品的粒度，采用干式篩分與高壓輥磨閉路的流程。碎磨系統(tǒng)工作制度保持不變。

對(duì)中細(xì)碎篩分車(chē)間破碎設(shè)備排礦口和篩分設(shè)備篩孔尺寸作如下調(diào)整：

1.中碎破碎機(jī)CH870EC排料口由現(xiàn)在的38 mm調(diào)整為55 mm，偏心距調(diào)整為68 mm，中碎產(chǎn)品最大排料粒度由現(xiàn)在的70 mm放大到82 mm，經(jīng)核算其通過(guò)能力可達(dá)到1 360 t／h。

2.振動(dòng)篩篩孔由現(xiàn)在的12 mm放大到30 mm。經(jīng)核算，篩孔放大后篩上量變小，上篩礦量為1 950 t／h，循環(huán)負(fù)荷約66%，則返回到細(xì)碎的礦量為750 t／h，單臺(tái)振動(dòng)篩通過(guò)能力為800 t／h。

3.細(xì)碎破碎機(jī)CH895EFX排料口由現(xiàn)在的21 mm調(diào)整為25 mm，偏心距調(diào)整為64mm。經(jīng)核算其通過(guò)能力為870 t／h。

2.3 高壓輥磨試驗(yàn)及生產(chǎn)實(shí)踐對(duì)技術(shù)改造的借鑒

2.3.1 高壓輥磨試驗(yàn)

1.試驗(yàn)1。試驗(yàn)礦樣為三段破碎中細(xì)碎機(jī)出料皮帶物料（粒度為－26 mm），經(jīng)過(guò)高壓輥磨閉路工藝，穩(wěn)定后產(chǎn)品中－5 mm含量在55%左右；中心料中－5 mm含量在86%左右，中心料中－125μm成品含量在22%左右，在－5 mm輥壓閉路產(chǎn)品中－125μm成品含量占25%左右。

2.試驗(yàn)2。試驗(yàn)分兩種方案：一是將礦樣破碎至30～0 mm的粒度進(jìn)行高壓輥磨試驗(yàn)，輥壓后干式篩分閉路返回，篩上大于5 mm物料返回高壓輥磨機(jī)；二是將礦樣破碎至20～0 mm粒度進(jìn)行高壓輥磨邊料返回。

在給料粒度30～0 mm條件下，輥壓干篩閉路篩下產(chǎn)品中－5 mm占63%左右；給料粒度20～0 mm條件下，輥壓邊料返回閉路產(chǎn)品中－8 mm占近90%、－5 mm超過(guò)70%，且細(xì)粒級(jí)多。

上述試驗(yàn)結(jié)果表明，該礦山礦石經(jīng)過(guò)高壓輥磨后，礦物中粉料增加，礦石更易磨。

2.3.2 高壓輥磨機(jī)的生產(chǎn)實(shí)踐對(duì)技術(shù)改造的借鑒

1.內(nèi)蒙古某大型鉬礦：該選廠(chǎng)破碎工藝采用粗碎＋圓錐中碎＋高壓輥＋邊料返回工藝。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，由于中碎為開(kāi)路作業(yè)，高壓輥磨機(jī)入料粒度不均勻，且粒度較粗。在高壓輥入料最大粒度70 mm，＋25 mm含量36%的情況下，經(jīng)過(guò)高壓輥后，－0.074 mm含量由1.8%增加到10%左右。－6 mm物料含量由25%提高到65%～70%。該公司選廠(chǎng)配置了Ф4.8×7.0球磨機(jī)2臺(tái)，在磨礦細(xì)度為－0.074 mm占63%條件下，總生產(chǎn)能力達(dá)到13 000 t／d，球磨機(jī)單位容積單位時(shí)間生產(chǎn)能力1.21 t／h·m3。

2.河北某大型鉬礦：該公司處理鉬礦石，總共四個(gè)選廠(chǎng)，目前二、三、四選廠(chǎng)正常生產(chǎn)，其中二、三選廠(chǎng)破碎工藝為常規(guī)三段一閉路，四選廠(chǎng)破碎工藝為三段開(kāi)路＋高壓輥＋干式篩分閉路，選用了一臺(tái)2 100× 1 600 mm高壓輥磨機(jī)，干式篩分閉路循環(huán)負(fù)荷120%。二、三選廠(chǎng)分別配置了Ф3.6×4.5 m球磨機(jī)和Ф2.7 ×4.0 m球磨機(jī)各3臺(tái)，總生產(chǎn)能力達(dá)到12 000 t／d，入磨粒度－14 mm，－0.074 mm含量9%，磨礦細(xì)度為－0.074 mm占40%，即球磨機(jī)單位容積單位時(shí)間生產(chǎn)能力q1＝0.873 t／h·m3。四選廠(chǎng)配置了Ф4.5×7.0球磨機(jī)2臺(tái)，生產(chǎn)能力達(dá)到21 000 t／d，即臺(tái)時(shí)效率為437.5 t／臺(tái)·h，在原礦－0.074 mm含量10%時(shí)，磨礦細(xì)度為－0.074 mm占40%，即q2＝1.279 t／h·m3。

由此可看出，增加高壓輥后，球磨機(jī)產(chǎn)能得到了大幅提升，單位容積單位時(shí)間生產(chǎn)能力由0.873 t／h·m3提升到1.279 t／h·m3。

2.4 改造后能力核算

增加高壓輥?zhàn)鳂I(yè)后，入磨物料變細(xì)，－0.074 mm含量增多，同時(shí)物料經(jīng)過(guò)高壓輥磨后礦石產(chǎn)生微裂紋，使得磨礦變得更容易，磨礦時(shí)間縮短。根據(jù)該選廠(chǎng)礦石的高壓輥試驗(yàn)及相關(guān)選廠(chǎng)的生產(chǎn)實(shí)踐，對(duì)破碎各設(shè)備及球磨機(jī)產(chǎn)能進(jìn)行核算，改造后碎礦系統(tǒng)處理能力達(dá)到24 000 t／d，提升幅度約66%，磨礦系統(tǒng)處理能力達(dá)到19 000 t／d，提升幅度約32%。

2.5 碎磨系統(tǒng)主要設(shè)備表

碎磨系統(tǒng)主要設(shè)備表見(jiàn)表1。

表1 碎磨系統(tǒng)主要設(shè)備表

2.6 投資及經(jīng)濟(jì)效益分析

1.投資。項(xiàng)目改造建設(shè)投資為5 138.03萬(wàn)元，其中：工程費(fèi)用4 774.97萬(wàn)元，工程建設(shè)其它費(fèi)用175.18萬(wàn)元，基本預(yù)備費(fèi)187.89萬(wàn)元。

2.經(jīng)濟(jì)效益分析。項(xiàng)目為改擴(kuò)建項(xiàng)目，依據(jù)相關(guān)規(guī)定，項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效益估算采用“有無(wú)”對(duì)比法。（1）“有項(xiàng)目”、“無(wú)項(xiàng)目”生產(chǎn)規(guī)模。“有項(xiàng)目”即改造后原礦處理規(guī)模19 000 t／d、6 270 kt／a?！盁o(wú)項(xiàng)目”即改造前原礦處理規(guī)模14 400 t／d、4 752 kt／a。（2）選礦制造成本估算依據(jù)?！坝许?xiàng)目”、“無(wú)項(xiàng)目”選礦制造成本估算依據(jù)為該選廠(chǎng)提供的工序成本明細(xì)。經(jīng)計(jì)算，本次技術(shù)改造后每噸原礦成本將降低2.88元，按選廠(chǎng)規(guī)模為19 000 t／d計(jì)算，選廠(chǎng)每天可節(jié)約成本5.472萬(wàn)元。

3 結(jié) 論

1.在不改變選廠(chǎng)碎磨設(shè)備配置現(xiàn)狀的情況下，引入高壓輥磨機(jī)工藝后，碎磨系統(tǒng)產(chǎn)能可提升約32%，以較經(jīng)濟(jì)的方式達(dá)到“挖潛擴(kuò)能”目的，可使碎磨系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)“多碎少磨”，選廠(chǎng)生產(chǎn)成本大幅下降，達(dá)到企業(yè)要求的“增效”、“節(jié)能降耗”目的，為企業(yè)創(chuàng)造更多的效益。

2.選廠(chǎng)的技術(shù)升級(jí)改造，特別是經(jīng)歷數(shù)次技術(shù)改造的選廠(chǎng)的升級(jí)改造，在場(chǎng)地受到限制的情況下，引入高壓輥磨工藝具有非常明顯的優(yōu)勢(shì)，值得有需要的選廠(chǎng)借鑒和應(yīng)用。

［1］ 羅主平，劉建華.高壓輥磨機(jī)在我國(guó)金屬礦山的應(yīng)用與前景展望［J］.現(xiàn)代礦業(yè)，2009，（2）：33－37.

［2］ Wang Y，F(xiàn)orssebrg E.Enhancement of energy efficiency for mechanical production of fine and ultra－fine particles in comminution［J］.China Particuology，2007，5（3）：193－201.

High－pressure Grinding Rolls（HPGR）Application in the Upgrates of Concentrating M ill Crushing＆Grinding System

XIE Xingzhong
（CINF Engineering Co.，Ltd.，Changsha 410011，China）

Via introducing the process of highpressure grinding rolls（HPGR），one of concentrating mills improves the existing crushing＆grinding system，so as to reduce the production costing.And after reformation，all capacity of crushing＆grinding system gets promoted by 32%，and the concentration costing gets reduced by 2.88 rmb per ton.Therefore the goal of quality and efficiency is improved，energysaving and cost－reducing achieved.The paper introduces the design of crushing＆grinding working process and main technical index.

highpressure grinding rolls（HPGR）；crushing and grinding process；upgrade；energy conservation

TD921＋.2

A

1003－5540（2017）03－0023－03

2017－04－02

謝興中（1985－），男，工程師，主要從事選礦工程咨詢(xún)?cè)O(shè)計(jì)工作。