一、前言
随着经济的不断发展,对选厂的节能降耗要求越来越高。而选矿厂能耗最高的就是碎磨作业,占整个选厂能耗的50-70%[1],而且碎磨系统的处理能力直接决定了选厂各项能源和材料的消耗及生产成本。近几年,大多数矿山通过引进高效细碎设备,降低磨矿给矿粒度,采用多碎少磨工艺提高磨矿系统处理能力,取得了良好的效果。
自2008年以来,云南华联锌铟股份有限公司通过对选厂碎磨工艺的优化调整,贯彻“多碎少磨”思路,将原矿处理能力从2007年的4000吨/天提高到2010年的5350吨/天,提升幅度达33.8%,电单耗从58 Kwh/t 降低到46Kwh/t,降幅达20.7%。为了进一步提高选厂处理能力,降低生产成本和能源消耗,从中钢集团安徽天源科技股份有限公司购置一台GM100/30型高压辊磨机,对其中一个生产系统——大坪选矿车间二工段破碎系统进行技术改造,将磨矿给矿粒度由F100=15mm降至F100=10mm,使该系统选矿处理能力由原810吨/天提高到1050吨/天以上。
二、 高压辊磨机的发展及工作原理
高压辊磨机技术是20世纪80年代由德国研制出来的高效破碎技术,已成功应用于水泥熟料、石灰石、钻石矿、球团等物料的碎磨工艺[2-3]。在国内主要装备于大中型水泥厂,用于磨碎水泥熟料。近年来,高压辊磨机技术开始应用于铁矿,并取得了显著的经济及社会效益。
高压辊磨机设计原理是一种基于层压(静压)粉碎原理开发出的新型高效、节能粉碎设备。工作时,物料经给料装置并借料柱重力给入高压辊磨机两辊间的粉碎腔,并连续带入辊间。在辊间通过不断增加的外力作用使内部产生大量裂缝,在裂缝附近发生应力集中,聚集势能,并在作用力超过极限时发生粉碎,最终产品形成片状料饼排出。料饼内含有大量的微细颗粒,残余大颗粒内部也形成许多裂纹,这使大颗粒强度大大降低,间接提高了磨矿效率。
三、实验研究
为了成功引进高压辊磨机技术,云南华联锌铟股份有限公司对高压辊磨机生产厂家及设备应用现场进行了详细的考察及可行性研究,并委托中钢集团安徽天源科技股份有限公司对都龙矿区原矿石进行了高压辊磨机实验,实验具体内容如下:
3.1辊磨实验
矿样为都龙矿区原矿石样品,重量约1000公斤,矿石粒度30~0毫米。实验给料量约每小时60吨,压饼厚度为24毫米,采用一次辊磨流程。样品辊磨后成饼较好,并分别对样品的原矿和辊磨产品进行筛析,原矿及高压辊磨后的产品粒度筛析结果见表1。
表1结果表明,经过一次辊磨后-6mm以下粒级所占比例由24.39 %提高到66.91%,-3mm以下粒级所占比例由13.19%提高到44.41%,-1mm以下粒级所占比例由7.91%提高到26.36%。由此可见,高压辊磨机能大幅度降低产品粒度,尤其是产生大量细粒级产品。
表1 原矿及产品筛析结果
|
原矿粒度筛析结果 |
产品粒度筛析结果 |
||
粒级 (mm) |
分布率(%) |
累积分布率(%) |
分布率(%) |
累积分布率(%) |
|
|
100.00 |
|
100.00 |
+15 |
30.59 |
69.41 |
8.43 |
91.57 |
(-15,+12) |
27.20 |
42.21 |
13.34 |
78.23 |
(-12,+10) |
2.94 |
39.27 |
1.82 |
76.41 |
(-10,+8) |
7.17 |
32.10 |
7.63 |
68.78 |
(-8,+6) |
7.71 |
24.39 |
1.87 |
66.91 |
(-6,+5) |
4.14 |
20.24 |
7.73 |
59.18 |
(-5,+4) |
4.88 |
15.36 |
9.17 |
50.02 |
(-4,+3) |
2.17 |
13.19 |
5.61 |
44.41 |
(-3,+2) |
3.20 |
9.99 |
10.36 |
34.05 |
(-2,+1) |
2.08 |
7.91 |
7.69 |
26.36 |
(-1,+0.45) |
1.14 |
6.77 |
3.44 |
22.92 |
(-0.45,+0.15) |
3.08 |
3.69 |
8.85 |
14.07 |
(-0.15,+0.074) |
1.76 |
1.92 |
5.29 |
8.77 |
(-0.074,0) |
1.92 |
|
8.77 |
|
3.2相对可磨度试验
相对可磨度试验[4]取高压辊磨前的原矿为标准样,辊磨后的为被测样。两种样品分别碎至2~0mm并筛去-0.15mm粒级,在同一磨矿条件下进行不同磨矿时间试验,然后测定新生-0.074mm粒级含量,取两种矿样磨到-0.074mm含量70%时磨矿时间之比为K70,并计算出矿石的相对可磨度,试验结果见表2和图1。
K70= =
=1.22
由表2及图1可知,高压辊磨后的样品比原矿易磨,且K70为1.22。分析原因可能是物料经过高压辊磨机辊磨后,矿石内部产生大量的裂纹,使磨矿效率大幅度提高。
表2 不同磨矿时间新生成-0.074mm粒级含量(%)
样品名称 |
0min |
2min |
4 min |
7 min |
10 min |
13 min |
16 min |
原矿 |
0 |
17.37 |
30.46 |
52.44 |
64.48 |
74.91 |
82.91 |
原矿辊后 |
0 |
24.95 |
38.20 |
58.30 |
74.16 |
82.87 |
90.06 |
图1 2~0mm相对可磨度测定曲线图
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