国产高压辊磨机在有色矿山的应用及分析*

柳晓明 张英军 王 前 顾法礼 刘 帅 刘延庆 薛 鹏

(1 本溪东方三家子矿业有限公司 辽宁 本溪 117011)(2 山东华特磁电科技股份有限公司 山东 潍坊 262600)

前言

有色矿山开采中破磨工艺是重要的工艺组成形式，也是提升矿山技术能力和经济指标的关键工艺技术。因此各国都在探索更高效的破磨技术形式，高压辊磨机的兴起相对于传统辊磨技术来说节能性以及效率性更高。但是高压辊磨机在应用过程中也会存在闭路筛分等方面的问题，导致采矿中出现含水量以及含泥量高的问题。因此仍需要探究高压辊磨机在有色矿山中的有效应用策略。

1 高压辊磨机的技术特点分析

随着近年来矿业界对“多碎少磨”理念的认识，国内的很多大中型矿山完成了粗、中、细碎设备的更新换代，而从目前国内外选矿技术及设备的发展情况看，使用高压辊磨机作为大型化选矿设备已成为业界的共识。高压辊磨机有生产能力大、破碎比大的特点。可以使进入球磨机的物料粒度尽可能的小，以减少球磨机功耗，从而实现节能降耗、低成本、高效率和高产出的集约化型经济增长。

我国从2004年马钢铁矿引进德国Koppern公司的第一台高压辊磨机并成功应用开始，各地铁矿、金矿、钼矿业等也相继引进了该公司的设备。随着国内矿山对高压辊磨机选矿流程的不断认可，对设备的需求也越来越多，但进口设备存在着价格昂贵、不能解决现场实际问题及维修复杂等缺点。随后，我国高压辊磨机装备技术的快速发展、耐磨技术的改进大幅度提高，国内的一些生产厂家已经完全可以制造出满足矿山使用的整机设备，而且有些生产厂家的设备性能达到甚至优于进口设备。自此，大量各种规格的国产辊磨机应用于各种矿物的选矿。彻底改变了此类设备依赖进口的局面。

相对于常规的破磨工艺来说，高压辊磨机的特点表现在以下方面：

第一，破碎比比较大，这种设备能够对金属矿进行超细破碎，利用闭路筛分的方式将粒度控制在3 mm以内。

第二，产品的细粒级度比较高，相对于其他的破碎设备破碎技术来说，在产品的粒度控制方面相同，但是高压辊磨机的破碎效果能够加大球磨机回路效果。

第三，产品的磨矿功能降低。在料团粉碎的影响下，高压辊磨机的细粒级数量提高，同时颗粒中会出现大量的微裂纹，可以降低磨矿效率，合理控制能耗。

第四，适应能力比较强。高压辊磨机不仅可以对硬度比较大的石灰石进行破碎和处理，同时对脆性材料的处理能力也比较强。

第五，高压辊磨机的维修量小，使用寿命长。

高压辊磨机在有色金属矿的应用中相对于常规破碎机来说，在细粒级以及超细粒级方面的控制能力更强，同时破碎的颗粒中裂纹的数量比较多，裂纹对于后续的磨矿来说有利于节约能效，降低消耗[1]。高压辊磨机应用的范围比较大，可以应用到磨蚀性、脆性以及硬度较高的有色金属矿中。同时高压辊磨机也存在一定的缺点，有色金属矿中的料饼打散难度大，对后期的干式筛分效果会产生严重影响。

2 国产高压辊磨机在有色矿山中应用

2.1 在钼矿中的应用

钼矿选矿中在工程改造和扩产中可以通过高压辊磨机采取碎磨工艺进行四段破碎，也就是在传统三段破碎的基础上进行进一步的超细破碎，具体破碎流程如下图。通过与其他破碎工艺的对比研究发现，这种技术的经济性更强。高压辊磨机对常规细碎设备的取代，可以将碎矿产品的粒度降低到7.2 mm。通过高压辊磨机的应用有利于对矿石可磨性的改善，提升球磨机的处理效果，处理能力提升幅度可以达到15%。相对于三段一闭的碎磨方式来说，高压辊磨机在碎磨方面的工艺投入更少，成本降低幅度比较大。高压辊磨机排料，边料以及中心粒料间基本相同，在矿粒度达到25 mm的情况下进行开路破碎，有效预防高压辊磨机破碎回路闭路筛分等问题，可以先进行打散后再筛分。

2.2 在金矿中的应用

高压辊磨机如果过细的情况下会影响后期的粉矿存储和干式筛分，因此需要综合考虑湿式筛分以及球磨配套等方面的问题和场地限制等，结合试验开路对产品进行细碎，细碎的程度需要与常规产品相符，因此需要在闭路筛分的情况下进行强化中碎，实现对破碎流程的简化，在细碎作业中利用高压辊磨机进行破碎，破碎的粒度可以达到-25 mm，同时颗粒直径为7 mm，高压辊磨机产品可以不通过闭路筛分，完成向粉矿仓的传输[2]。但是在破碎的过程中两端的破碎效果差，很多产品的颗粒大，出现非常明显的边缘效果。此外，由于外部条件的限制，边料返回的控制难度大，为了保证磨物料的粒度，可以适当提升辊子的长度，使物料能够分布在中间的位置，有效预防边缘效应。同时高压辊模机在碎磨方案中的应用，相对于传统三段一闭路的方式来说，成本得到有效的控制。

2.3 高压辊磨机在有色矿中的应用流程

以上分析的两种有色金属矿山都是采用高压辊磨机进行开路，用于破碎筛分。根据开路和闭路的设置形式来看，高压辊磨机可以采用全开以及闭路破碎工艺形式。根据高压辊磨机的配置情况又可以分为高压辊磨机设矿贮存设备前、后两种模式。保证磨矿系统工作制度的统一性，提升高压辊磨机的作业率。

2.3.1 高压辊磨机的开路、闭路破碎流程

高压辊磨机在开路、闭路的破碎中不同形式的流程也存在一定的差异。其中开路破碎流程相对来说比较简单，不需要处理边料的返回和后期的筛分与打散问题。但是会由于边缘效应导致破碎效果比较差，产品中的大颗粒比较多，使最终磨物料粒度受到影响。闭路破碎流程需要与筛分设备共同应用，从破碎的粒度来看更精细，后续磨矿的能量要求小。高压辊模在闭路流程中的应用，会导致产品呈现饼状的形态，需要在筛分前对饼状结构进行打散，有效预防对筛分效率的影响。

2.3.2 高压辊磨机的三段、四段破碎流程

高压辊磨机的三段破碎流程中的配置更简单，但是相对于四段破碎来说粒度更细，有利于为后续磨矿工作开展降低能耗。在三、四段辊模流程中与高压辊磨机产品的细度具有直接的关系。如果高压辊磨机的粒度与常规三段的闭路辊磨产品差别不大的情况下，需要采取三段破碎流程。如果比常规三段闭路产品的颗粒略小的情况下，需要采用中碎筛分的闭路形式，有利于降低磨矿损耗。四段破碎属于超细碎的破碎流程，这个阶段的高压辊磨机可以看作是一段球磨的预磨设备，获得的破碎产品更细致，而且降低总体能耗。

2.3.3 高压辊磨机在含水多物料中的应用

高压辊磨机以及其配套设备的可靠性是保证破碎效果的关键，如果有色金属矿的含泥含水量比较高的情况下，会出现流动性差、粘度大等方面的问题。在具体的应用中容易出现给矿效果差，压力仓利用效率低，无法进行挤满给料等问题，使干式筛分的效果受到影响，或者使粉矿贮存设备发生堵塞的情况。为了有效解决这些问题，可以尝试通过粗碎后破碎筛分的方式进行全湿作业，工作时间可以持续24 h。该流程中需要设置中碎和筛分设备备用，发挥高压辊磨机的破碎作用，筛孔的尺寸设计在6 mm以下。

3 结语

综上所述，高压辊磨机是一种比较高效、节能的新型粉碎设备，破碎能力强，对于硬度以及脆性比较强的高矿物破碎具有较大的优势，破碎后的产品微细粒级含量高，同时颗粒上含有大量裂纹，降低后期的作业难度，节约能耗。因此需要结合矿质情况合理采用高压辊磨机，并优化应用流程。