高壓輥磨機在選礦廠的應用與探討

劉殿閣

(黑龍江省冶金設計規劃院，哈爾濱150040)

我國金屬礦石資源種類繁多，但大多數礦種品質屬貧、雜、細。國內金屬礦山企業為了解決自身在礦業開發上存在的經濟、技術和環保等方面面臨的突出問題，積極引進、消化、吸收國外新型、高效的礦山生產工藝設備。世界公認的“多碎少磨”預破碎工藝，能夠降低礦石粉磨生產過程中的能量消耗，在該工藝的帶動下，出現了一系列用于細碎和超細碎的破碎粉磨設備，其中以利用層壓破碎的高壓輥磨機最為典型。發揮高壓輥磨機大生產能力、高能量轉化率、大破碎比、充分的選擇性破碎和豐富的顆粒內部微裂紋等優勢，盡可能多地承擔球磨機的工作量、易化磨礦作業，從而全面實現節能降耗、簡化工藝，走低消耗、低成本、高效率、高產出的集約經濟增長之路。

1 高壓輥磨機作用機理

高壓輥磨技術的理論基礎是層壓粉碎理論，層壓粉碎是指大量顆粒受到高度的空間約束而集聚在一起，在強大外力作用下互相接觸、擠壓所形成的群體粉碎。層壓粉碎的關鍵在于:在有限的空間內，壓力不斷增加使顆粒間間隙越來越小，直至顆粒之間可以互相傳遞應力，當應力強度達到顆粒壓碎強度時，顆粒即開始粉碎。因此，高壓輥磨機工作時，即使兩輥間間距明顯大于給礦最大粒度，但輥壓過程中各粒級都得到了粉碎，產生大量的細粒、微細粒及顆粒內微裂紋。

2 高壓輥磨機在礦石碎磨系統中的幾種應用

2.1 取代第三段破碎設備［1］

在大型金屬礦山，用高壓輥磨機取代細碎圓錐破碎機，是一項相當成熟的工藝。以某鐵礦山為例，研究表明，選用RP17－1800高壓輥磨機，將70～0mm物料碎至8～0mm，單位能耗僅為2.17kWh/(t·新給礦);磨礦功指數下降25%～40%，后續磨礦處理能力將增加約30%;同樣的處理能力，碎、磨系統的總裝機率將下降10%～15%。因此，應用高壓輥磨機，擴能降耗效果顯著。

2.2 用于第四段破碎

國外應用也最為廣泛，典型工藝配置方式同樣分開路和閉路兩種。代表性的礦山有馬鋼凹山選廠用魁珀恩公司RP630/RP17－1400高壓輥磨機，將細碎30～0mm的礦石閉路破碎至3～0mm，再進行高效提前拋尾［2］。

(1)產能提高幅度大。四段閉路破碎工藝，實際上可以稱為準磨礦工藝，程度上接近粗磨效果，能滿足常規粗磨后提前拋尾作業對物料粒度、解離度等特性的要求，與濕式粗粒拋尾聯合使用，顯著減少了磨礦量、降低了磨礦粒度、簡化了入磨物料的可磨性，因此，產能提升的幅度高達37.84%。

(2)降本增效顯著。高壓輥磨機及其輔助系統運行后，與2000年比較，選廠電力單耗下降了29.71%、鋼球單耗下降了24.49%、整體效益增加了10 741.82萬元。

2.3 完善自磨流程

從20世紀末開始，隨著自磨機及其驅動、軸承技術的進步，直徑10m以上的大型自磨機在世界各地的金屬礦山得到廣泛的應用，與常規的三段一閉路破碎－球磨磨礦相比，工藝流程簡單、處理能力大、適宜處理易泥化或易碎比例較高礦石處理。但自磨流程無法回避的高硬度頑石的循環問題。隨著高壓輥磨機輥面耐磨術的突破，解決了自磨機頑石破碎的問題。將自磨機的頑石(約80mm以下)給入高壓輥磨機，或粉碎或產生了大量微裂紋，易碎性大幅度提高，再返回自磨機閉路磨礦，該工藝最早在美國EmipireIronOreMine公司得到應用。

3 使用高壓輥磨機的幾點認識

(1)高壓輥磨機試驗的選擇及試驗結果的判斷和參考是否合適，對高壓輥磨機應用工藝流程的設計以及投產后高壓輥磨機應用效果，都起著非常重要的作用［3］。

(2)高壓輥磨機的維護，主要集中在輥面的耐磨性能、磨損的修復方面。對于不同的物料應該選擇相應的耐磨輥面，輥面的硬度應該高于礦石的硬度較多，否則磨損會非常快。

(3)高壓輥磨機的應用，在優化流程、降本增效等多方面具有誘人的前景。在世界礦業市場回歸理性的今天，將給瀕臨困境的礦山企業帶來生機。

［1］楊松榮，蔣仲亞.碎磨工藝及應用［J］.冶金工業出版社，2013，1.

［2］曹月林，孫業長，劉建華.凹山選礦廠入選高村鐵礦石的工藝適應性研究［J］.現代礦業，2009，9.

［3］朱菱，徐海陽，宋曉剛.高壓輥磨機的選型應用試驗［J］.現代礦業，2012，11.