鉬選廠破碎機試驗和膠帶輸送機的技術研究

李 翔，晁彥德

（欒川龍宇鉬業有限公司，河南洛陽 471500）

0 引言

萬噸鉬選廠自2008 年9 月底運行至今已有11 年多，配套礦石品位由0.1%以上變為0.08%以下，導致鉬精礦產量由日產20 t 以上降至16 t 以下，生產成本增加約25%，利潤降低約20%，為了節能降耗，提高利潤，唯一方法就是使各設備能夠高效運行或進行擴能改造。在有色金屬礦山中，為了節能降耗，均采用多碎少磨，因此在有色金屬礦山中碎礦系統在鉬選廠占據至關重要的位置。為了使碎礦系統中設備高效運行，達到節能降耗和提高利潤的目的，對碎礦系統能力試驗和膠帶輸送機技術研究迫在眉睫，同時也可為擴能改造提供有力的技術支持。

1 碎礦系統

（1）碎礦系統:由原礦倉、倉下給料機（4 臺）、中碎圓錐（1臺）、細碎圓錐（2 臺）、1-13#膠帶輸送機、篩分料倉、篩分給料機（5 臺）、振動篩（5 臺）、粉礦倉構成。

（2）碎礦系統工藝流程:原礦倉最大粒度250 mm 的礦石經過1#膠帶輸送機進入中碎圓錐（1 臺），破碎至-75 mm，-12 mm物料約占38.7%，經2#膠帶輸送機進入篩分系統礦倉，再經1-5#振動篩，篩上物+12 mm 經3#膠帶輸送機返回到中細碎礦倉，進入細碎圓錐（2 臺），破碎至-50 mm，其中-12 mm 物料約占64%，再經2#膠帶輸送機輸送至篩分系統礦倉，再次進入振動篩，篩上物經3#膠帶輸送機機返回至中細碎礦倉，再進入細碎破碎機，篩下物-12 mm 物料，經過4-7#膠帶輸送機進入粉礦倉，經過8#、9#、12#膠帶輸送機進入1#球磨機，經過10#、11#、13#膠帶輸送機進入2#球磨機。

2 圓錐破碎機能力試驗

2.1 試驗步驟

（1）調節設備各項參數，包括給料頻率、排礦口等，使設備處于較佳運行狀態。待穩定后，細碎停機，排料膠帶輸送機運行幾分鐘，當排料膠帶輸送機上僅有中碎產品時，中碎停機，停排料膠帶輸送機，取中碎產品礦樣2 m 左右，稱重，篩分。

（2）2 臺細碎同時開機，穩定運行10 min 左右，停機，取產品礦樣1 m，稱重、篩分。

（3）當中碎停機時，取中碎給礦礦樣2 m，稱重，篩分。

（4）同時開啟一中碎和一細碎，穩定運行30 min，停機取細碎給礦礦樣，稱重、篩分。

2.2 試驗結果（表1）

注:粒級和篩孔（mm）、質量（kg）、差率和累積（%）、能力（t/h）

2.3 試驗結果分析

（1）根據上述試驗結果可知，當3 臺破碎機同時運行時，-12 mm 產量為962.67 t/h，此時2#膠帶輸送機通過能力達到2006.67 t/h。

（2）由中碎給礦篩析結果可知，給料中的細粒級含量較多，-12 mm 含量達到了19.7%，因此，中碎新產生的-12 mm 粒級含量為19%，即193.71 t/h。由此可知，中細碎設備全開的話，理論上新生成的-12 mm 粒級含量為768.96 t/h，如果1 d 運行20 h，則新生成合格粒級產品產量為15379.2 t/d。

表1 試驗結果

（3）在原礦性質基本穩定情況下，3 臺圓錐實際最大能力為759 t/h（-12 mm 篩下物），1 d 運行20 h，則新生成合格粒級產品產量為15379.2 t/d；那么2#膠帶輸送機的通過能力至少要達到1797 t/h，3#膠帶輸送機（+12 mm 篩上物）通過能力至少要達1036 t/h。

3 膠帶輸送機的技術研究

在碎礦系統中由于2#膠帶輸送機傾角最大、寬度最寬1400 mm、處理能力最大1400 t/h，長度130.56 m 以上，因此下面僅對2#膠帶輸送機進行校核，具體情況如下:

3.1 帶式輸送機電動機功率

PM=1.2（P1+P2+P3）《運輸機械設計選用與標準實用手冊》

其中PM電機功率，P1空載功率，P2重載功率，P3提升功率；空載功率∶重載功率∶提升功率≈1∶4∶20，即P1≈3.3% PM，P2≈13.3% PM，P3≈66.7% PM。

3.2 2#膠帶輸送機校核

3.2.1 膠帶輸送機參數

B=1400，L=130.56 m，α=16°，Q=1400 t/h，V=1.6 m/s，電動機:Y355M-4，P=220 kW，EP300 膠帶1400×6（6+2）。

3.2.2 膠帶輸送機圓周力

PA=FUV《運輸機械設計選用與標準實用手冊》

式中:PA傳動滾筒軸所需的功率（kW），FU圓周驅動力（kN），V 帶速（m/s），經計算:F2U=137.5 kN。

根據試驗結果，2#膠帶輸送機處理量為1797 t/h，由于長度和提升高度一定，那么空載、重載、提升功率:P1≈3.3% PM，P2≈（1797÷1400）×13.3% PM≈17.1% PMP3≈（1797÷1400）×66.7%，PM≈85.6% PM，則P2M=1.2（3.3%+17.1%+85.6%），P2M≈1.27 P2M1.27×220=279.4 kW。

所以該設備超負荷，無法滿足，能耗高；可選YX3355L1-4-280 kW 高效電機替代，此時2 號膠帶輸送機圓周驅動力:F2U=280÷1.6=175 kN。

3.2.3 膠帶接頭強度校核

織物芯膠帶接頭有機械接頭、冷粘接頭、硫化接頭三種，其中機械接頭強度為膠帶的40%左右，冷粘接頭為膠帶的60%左右，硫化接頭為膠帶的75%～95%，2#膠帶輸送機膠帶接頭采用硫化接頭。

（1）由《運輸機械設計選用與標準實用手冊》表4-1-30 輸送帶有關參數查得:

EP300 膠帶1400×6（6+2）:σ=300 N/（mm·層）。

（2）由《運輸機械設計選用與標準實用手冊》公式Z=Fn/Bσ，其中Z 是層數，F 是穩定工況下輸送膠帶最大張力（N），n 是安全系數，B 是帶寬（mm），EP 膠帶安全系數n=10～12，取安全系數為10，計算出F2=252 kN 。那么F2min=F2×75%=189 kN，F2min/FU=1.08，F2max=F×95%=239.4 kN，F2max/FU≈1.37，安全系數1.08～1.15 之間；因此該膠帶接頭強度可滿足要求。

目前-12 mm 產品處理量600 t/h，如果三臺圓錐同時開機，-12 mm 產品處理量達759，t/h，那么產量提高約26.5%，碎礦系統膠帶輸送機均用YX3高效電動機，除2#膠帶輸送機外，其余膠帶提高一個等級，EP150 膠帶改為EP200，EP200 膠帶改為EP300。

4 經濟效益

當3 臺圓錐同時高效運行時，碎礦系統膠帶輸送機功率均需提高，篩分設備和篩分給料機只需增加數量即可，原礦倉下給料機、3 臺圓錐和原礦系統中原礦膠帶輸送機、顎破機、棒條篩等電機均不需變化，1-13#膠帶輸送機和圓錐膠帶給料機功率均按2 號膠帶輸送機提高27.3%，振動篩和篩分給料機由3 臺變為4 臺運行，1 年330 d、1 天20 h，電價0.7 元/kW·h，礦石品位0.08%，鉬精礦品位50%，鉬精礦噸度利潤500 元，年綜合效益達3895 萬元，具體情況如下:

4.1 碎礦系統設備年增加功率消耗費用、設備改造費用:

（1）膠帶輸送機797 kW:1-13#膠帶輸送機共782 kW,1-2#圓錐膠帶給料機共15 kW。

（2）篩分系統232.4 kW:XZG1230 給料機3 臺共9.6 kW，RZG1624 給料機2 臺共14.8 kW；2DYKB3060 振動篩3 臺共120 kW，2DYK3060 振動篩2 臺共88 kW。

（3）設備增加功率費用:797×27.3%+2×30+3.2≈281 kW，那么330×20×281×0.7≈130 萬元。

（4）電機改造費用:按200 元/kW 計算，那么（797+281）×200=21.56 萬元。

（5）減速機改造費用:減速機按電機價格2 倍計算，21.56×2=43.12 萬元。

（6）液力耦合器改造費用:1#膠帶輸送機耦合器價格0.78萬元；2#膠帶輸送機耦合器價格1.17 萬元；3#膠帶輸送機耦合器價格0.81 萬元；5#膠帶輸送機耦合器價格1.17 萬元；共計3.93 萬元，按增加27.3%計算，那么1.273×3.93≈5 萬元。

（7）膠帶改造費用:膠帶均按2#膠帶輸送機EP300 膠帶價格635 元/m 計算，碎礦系統膠帶總長度1651.8 m，那么1651.8×635≈105 萬元。

4.2 年增加產品產量和效益

（1）年增加碎礦產品產量:（759-600）×20×330≈105 萬噸。

（2）年增加鉬精礦產量和效益:年增加鉬精礦產量:105×10 000×2×0.08%=1680 t。年增加鉬精礦效益:1680×50×500=4200 萬元。

4.3 綜合效益

4200-130-21.56-43.12-105-5≈3895 萬元。

5 結束語

通過對鉬選廠圓錐破碎機能力試驗和膠帶輸送機的技術研究得出，當3 臺圓錐破碎機同時高效運行時，礦石產量增加約25.6%，年約增加礦石105 萬噸，鉬精礦產量增加1680 t，年綜合效益達3895 萬元。