高压辊磨机在某选矿厂碎磨系统升级改造中的应用

谢兴中（长沙有色冶金设计研究院有限公司，湖南长沙 410011）

高压辊磨机在某选矿厂碎磨系统升级改造中的应用

谢兴中
（长沙有色冶金设计研究院有限公司，湖南长沙 410011）

为降低生产成本，某选矿厂通过引入高压辊磨工艺，对现有碎磨系统进行了改造。改造后碎磨系统产能整体提升约32%，选矿成本下降2.88元／t，达到了“提质增效”、“节能降耗”的目的。文章介绍了碎磨工艺流程的设计与主要技术指标。

高压辊磨机；碎磨流程；升级改造；节能降耗

近几年有色金属价格持续低迷，企业为在竞争激烈的市场中保持较强竞争力，纷纷提出“提质增效”、“节能降耗”的要求。被视作彻底贯彻“多碎少磨”原则的先锋、一种高效的节能粉碎设备——高压辊磨机得到越来越多的国内大、中型金属矿山企业的认可和青睐［1，2］。本文根据某大型钼矿企业的要求及生产现状，结合高压辊磨试验及相关生产实践，对其碎磨系统进行了技术升级改造，取得了满意的成果。

1 选厂碎磨系统现状概况

河南某大型钼矿属于斑岩－矽卡岩钨钼矿床，矿石密度为3.2 t／m3，松散密度2.0 t／m3，普式硬度f＝15～19。选矿厂目前生产规模为14 400 t／d，碎矿为常规三段一闭路工艺流程，粗碎设在采场，原矿经过粗碎后（粒度－280 mm）通过两级溜矿井及皮带输送至选厂中细碎筛分车间，最终产品（粒度－12 mm）经胶带输送机输送至粉矿仓。磨矿采用“原矿一段磨矿（细度－0.074 mm≥62%）＋粗精矿再磨”工艺。破碎工段工作制度为3班／d，7 h／每班，磨矿工作制度为3班／d，8 h／每班。

企业希望通过对碎磨系统进行技术升级改造，充分挖掘现有设备的产能，降低单位矿石的能耗，摊低人工成本来降低生产成本及固定费用，达到“提质增效”、“节能降耗”的目的。

2 工艺流程设计

2.1 碎磨系统改造路线及方案设计

2.1.1 改造路线

该选厂二段一闭路破碎系统主体设备为1台山特维克CH870EC中碎破碎机，1台山特维克CH895EF细碎破碎机，筛分设备为3台3060圆振筛。一段磨矿为3台球磨机（其中2台为Φ4.8× 7.0 m球磨机，1台Φ3.6×6.0 m球磨机，球磨机单位时间单位容积处理能力q＝1.114 t／h.m3）。破碎工段及磨矿工作制度保持现状不变。

扩大碎磨能力可通过以下两个方案实现：

1.按现有碎磨流程相应增加碎磨设备。

2.利用现有碎矿系统，另择场地新建高压辊磨系统，降低磨机给矿粒度，提高矿石的可磨性，提高现有磨机的生产能力。

本次改造根据现场总图布置和厂房内部设备配置的实际情况，考虑利用现有两段一闭路碎矿系统，另择场地新建高压辊磨系统，降低磨机给矿粒度，提高矿石的可磨性，提高现有磨机的生产能力。

2.1.2 改造方案

此次改造拟在磨矿作业前引入闭路高压辊磨作业，形成三段两闭路破碎＋一段闭路磨矿的碎磨工艺系统，即“中碎＋细碎筛分＋高压辊磨筛分＋球磨”工艺。碎磨工艺原则流程如图1所示。

2.1.3 改造方案的合理性及先进性

合理性：设计方案根据现场总图布置和现有厂房的设备配置实际情况，从“多碎少磨”原则出发，充分贯彻了生产企业“节能降耗”的政策，同时充分挖掘了现有设备产能，尽可能减少新增设备投资及基建投资，新建系统与老系统搭接简单易行，尽可能避免了对现有生产的影响，通过此次改造后，可摊低人工成本、生产成本及固定费用等。

图1 碎磨工艺原则流程图

先进性：设计方案引入了被视作彻底贯彻“多碎少磨”原则的先锋——高压辊磨机，高压辊磨闭路筛选用了进口香蕉筛，设备故障率低，“等厚筛分”原理和筛子自带的打散装置保证了较高的筛分效率，减轻了高压辊磨的负荷。

2.2 技术改造措施

对现有碎矿系统各破碎机排矿口和筛分机筛孔尺寸重新调整配套，使原来的两段一闭路碎矿系统产品粒度达到25 mm以下，再根据现有磨机型号规格和生产能力，确定高压辊磨产品粒度和生产能力。为保证高压辊磨产品的粒度，采用干式筛分与高压辊磨闭路的流程。碎磨系统工作制度保持不变。

对中细碎筛分车间破碎设备排矿口和筛分设备筛孔尺寸作如下调整：

1.中碎破碎机CH870EC排料口由现在的38 mm调整为55 mm，偏心距调整为68 mm，中碎产品最大排料粒度由现在的70 mm放大到82 mm，经核算其通过能力可达到1 360 t／h。

2.振动筛筛孔由现在的12 mm放大到30 mm。经核算，筛孔放大后筛上量变小，上筛矿量为1 950 t／h，循环负荷约66%，则返回到细碎的矿量为750 t／h，单台振动筛通过能力为800 t／h。

3.细碎破碎机CH895EFX排料口由现在的21 mm调整为25 mm，偏心距调整为64mm。经核算其通过能力为870 t／h。

2.3 高压辊磨试验及生产实践对技术改造的借鉴

2.3.1 高压辊磨试验

1.试验1。试验矿样为三段破碎中细碎机出料皮带物料（粒度为－26 mm），经过高压辊磨闭路工艺，稳定后产品中－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辊压闭路产品中－125μm成品含量占25%左右。

2.试验2。试验分两种方案：一是将矿样破碎至30～0 mm的粒度进行高压辊磨试验，辊压后干式筛分闭路返回，筛上大于5 mm物料返回高压辊磨机；二是将矿样破碎至20～0 mm粒度进行高压辊磨边料返回。

在给料粒度30～0 mm条件下，辊压干筛闭路筛下产品中－5 mm占63%左右；给料粒度20～0 mm条件下，辊压边料返回闭路产品中－8 mm占近90%、－5 mm超过70%，且细粒级多。

上述试验结果表明，该矿山矿石经过高压辊磨后，矿物中粉料增加，矿石更易磨。

2.3.2 高压辊磨机的生产实践对技术改造的借鉴

1.内蒙古某大型钼矿：该选厂破碎工艺采用粗碎＋圆锥中碎＋高压辊＋边料返回工艺。根据现场实测数据，由于中碎为开路作业，高压辊磨机入料粒度不均匀，且粒度较粗。在高压辊入料最大粒度70 mm，＋25 mm含量36%的情况下，经过高压辊后，－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%。该公司选厂配置了Ф4.8×7.0球磨机2台，在磨矿细度为－0.074 mm占63%条件下，总生产能力达到13 000 t／d，球磨机单位容积单位时间生产能力1.21 t／h·m3。

2.河北某大型钼矿：该公司处理钼矿石，总共四个选厂，目前二、三、四选厂正常生产，其中二、三选厂破碎工艺为常规三段一闭路，四选厂破碎工艺为三段开路＋高压辊＋干式筛分闭路，选用了一台2 100× 1 600 mm高压辊磨机，干式筛分闭路循环负荷120%。二、三选厂分别配置了Ф3.6×4.5 m球磨机和Ф2.7 ×4.0 m球磨机各3台，总生产能力达到12 000 t／d，入磨粒度－14 mm，－0.074 mm含量9%，磨矿细度为－0.074 mm占40%，即球磨机单位容积单位时间生产能力q1＝0.873 t／h·m3。四选厂配置了Ф4.5×7.0球磨机2台，生产能力达到21 000 t／d，即台时效率为437.5 t／台·h，在原矿－0.074 mm含量10%时，磨矿细度为－0.074 mm占40%，即q2＝1.279 t／h·m3。

由此可看出，增加高压辊后，球磨机产能得到了大幅提升，单位容积单位时间生产能力由0.873 t／h·m3提升到1.279 t／h·m3。

2.4 改造后能力核算

增加高压辊作业后，入磨物料变细，－0.074 mm含量增多，同时物料经过高压辊磨后矿石产生微裂纹，使得磨矿变得更容易，磨矿时间缩短。根据该选厂矿石的高压辊试验及相关选厂的生产实践，对破碎各设备及球磨机产能进行核算，改造后碎矿系统处理能力达到24 000 t／d，提升幅度约66%，磨矿系统处理能力达到19 000 t／d，提升幅度约32%。

2.5 碎磨系统主要设备表

碎磨系统主要设备表见表1。

表1 碎磨系统主要设备表

2.6 投资及经济效益分析

1.投资。项目改造建设投资为5 138.03万元，其中：工程费用4 774.97万元，工程建设其它费用175.18万元，基本预备费187.89万元。

2.经济效益分析。项目为改扩建项目，依据相关规定，项目经济效益估算采用“有无”对比法。（1）“有项目”、“无项目”生产规模。“有项目”即改造后原矿处理规模19 000 t／d、6 270 kt／a。“无项目”即改造前原矿处理规模14 400 t／d、4 752 kt／a。（2）选矿制造成本估算依据。“有项目”、“无项目”选矿制造成本估算依据为该选厂提供的工序成本明细。经计算，本次技术改造后每吨原矿成本将降低2.88元，按选厂规模为19 000 t／d计算，选厂每天可节约成本5.472万元。

3 结 论

1.在不改变选厂碎磨设备配置现状的情况下，引入高压辊磨机工艺后，碎磨系统产能可提升约32%，以较经济的方式达到“挖潜扩能”目的，可使碎磨系统实现“多碎少磨”，选厂生产成本大幅下降，达到企业要求的“增效”、“节能降耗”目的，为企业创造更多的效益。

2.选厂的技术升级改造，特别是经历数次技术改造的选厂的升级改造，在场地受到限制的情况下，引入高压辊磨工艺具有非常明显的优势，值得有需要的选厂借鉴和应用。

［1］ 罗主平，刘建华.高压辊磨机在我国金属矿山的应用与前景展望［J］.现代矿业，2009，（2）：33－37.

［2］ Wang Y，Forssebrg 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

谢兴中（1985－），男，工程师，主要从事选矿工程咨询设计工作。