钼选厂破碎机试验和胶带输送机的技术研究

李 翔，晁彦德

（栾川龙宇钼业有限公司，河南洛阳 471500）

0 引言

万吨钼选厂自2008 年9 月底运行至今已有11 年多，配套矿石品位由0.1%以上变为0.08%以下，导致钼精矿产量由日产20 t 以上降至16 t 以下，生产成本增加约25%，利润降低约20%，为了节能降耗，提高利润，唯一方法就是使各设备能够高效运行或进行扩能改造。在有色金属矿山中，为了节能降耗，均采用多碎少磨，因此在有色金属矿山中碎矿系统在钼选厂占据至关重要的位置。为了使碎矿系统中设备高效运行，达到节能降耗和提高利润的目的，对碎矿系统能力试验和胶带输送机技术研究迫在眉睫，同时也可为扩能改造提供有力的技术支持。

1 碎矿系统

（1）碎矿系统:由原矿仓、仓下给料机（4 台）、中碎圆锥（1台）、细碎圆锥（2 台）、1-13#胶带输送机、筛分料仓、筛分给料机（5 台）、振动筛（5 台）、粉矿仓构成。

（2）碎矿系统工艺流程:原矿仓最大粒度250 mm 的矿石经过1#胶带输送机进入中碎圆锥（1 台），破碎至-75 mm，-12 mm物料约占38.7%，经2#胶带输送机进入筛分系统矿仓，再经1-5#振动筛，筛上物+12 mm 经3#胶带输送机返回到中细碎矿仓，进入细碎圆锥（2 台），破碎至-50 mm，其中-12 mm 物料约占64%，再经2#胶带输送机输送至筛分系统矿仓，再次进入振动筛，筛上物经3#胶带输送机机返回至中细碎矿仓，再进入细碎破碎机，筛下物-12 mm 物料，经过4-7#胶带输送机进入粉矿仓，经过8#、9#、12#胶带输送机进入1#球磨机，经过10#、11#、13#胶带输送机进入2#球磨机。

2 圆锥破碎机能力试验

2.1 试验步骤

（1）调节设备各项参数，包括给料频率、排矿口等，使设备处于较佳运行状态。待稳定后，细碎停机，排料胶带输送机运行几分钟，当排料胶带输送机上仅有中碎产品时，中碎停机，停排料胶带输送机，取中碎产品矿样2 m 左右，称重，筛分。

（2）2 台细碎同时开机，稳定运行10 min 左右，停机，取产品矿样1 m，称重、筛分。

（3）当中碎停机时，取中碎给矿矿样2 m，称重，筛分。

（4）同时开启一中碎和一细碎，稳定运行30 min，停机取细碎给矿矿样，称重、筛分。

2.2 试验结果（表1）

注:粒级和筛孔（mm）、质量（kg）、差率和累积（%）、能力（t/h）

2.3 试验结果分析

（1）根据上述试验结果可知，当3 台破碎机同时运行时，-12 mm 产量为962.67 t/h，此时2#胶带输送机通过能力达到2006.67 t/h。

（2）由中碎给矿筛析结果可知，给料中的细粒级含量较多，-12 mm 含量达到了19.7%，因此，中碎新产生的-12 mm 粒级含量为19%，即193.71 t/h。由此可知，中细碎设备全开的话，理论上新生成的-12 mm 粒级含量为768.96 t/h，如果1 d 运行20 h，则新生成合格粒级产品产量为15379.2 t/d。

表1 试验结果

（3）在原矿性质基本稳定情况下，3 台圆锥实际最大能力为759 t/h（-12 mm 筛下物），1 d 运行20 h，则新生成合格粒级产品产量为15379.2 t/d；那么2#胶带输送机的通过能力至少要达到1797 t/h，3#胶带输送机（+12 mm 筛上物）通过能力至少要达1036 t/h。

3 胶带输送机的技术研究

在碎矿系统中由于2#胶带输送机倾角最大、宽度最宽1400 mm、处理能力最大1400 t/h，长度130.56 m 以上，因此下面仅对2#胶带输送机进行校核，具体情况如下:

3.1 带式输送机电动机功率

PM=1.2（P1+P2+P3）《运输机械设计选用与标准实用手册》

其中PM电机功率，P1空载功率，P2重载功率，P3提升功率；空载功率∶重载功率∶提升功率≈1∶4∶20，即P1≈3.3% PM，P2≈13.3% PM，P3≈66.7% PM。

3.2 2#胶带输送机校核

3.2.1 胶带输送机参数

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

3.2.2 胶带输送机圆周力

PA=FUV《运输机械设计选用与标准实用手册》

式中:PA传动滚筒轴所需的功率（kW），FU圆周驱动力（kN），V 带速（m/s），经计算:F2U=137.5 kN。

根据试验结果，2#胶带输送机处理量为1797 t/h，由于长度和提升高度一定，那么空载、重载、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，则P2M=1.2（3.3%+17.1%+85.6%），P2M≈1.27 P2M1.27×220=279.4 kW。

所以该设备超负荷，无法满足，能耗高；可选YX3355L1-4-280 kW 高效电机替代，此时2 号胶带输送机圆周驱动力:F2U=280÷1.6=175 kN。

3.2.3 胶带接头强度校核

织物芯胶带接头有机械接头、冷粘接头、硫化接头三种，其中机械接头强度为胶带的40%左右，冷粘接头为胶带的60%左右，硫化接头为胶带的75%～95%，2#胶带输送机胶带接头采用硫化接头。

（1）由《运输机械设计选用与标准实用手册》表4-1-30 输送带有关参数查得:

EP300 胶带1400×6（6+2）:σ=300 N/（mm·层）。

（2）由《运输机械设计选用与标准实用手册》公式Z=Fn/Bσ，其中Z 是层数，F 是稳定工况下输送胶带最大张力（N），n 是安全系数，B 是带宽（mm），EP 胶带安全系数n=10～12，取安全系数为10，计算出F2=252 kN 。那么F2min=F2×75%=189 kN，F2min/FU=1.08，F2max=F×95%=239.4 kN，F2max/FU≈1.37，安全系数1.08～1.15 之间；因此该胶带接头强度可满足要求。

目前-12 mm 产品处理量600 t/h，如果三台圆锥同时开机，-12 mm 产品处理量达759，t/h，那么产量提高约26.5%，碎矿系统胶带输送机均用YX3高效电动机，除2#胶带输送机外，其余胶带提高一个等级，EP150 胶带改为EP200，EP200 胶带改为EP300。

4 经济效益

当3 台圆锥同时高效运行时，碎矿系统胶带输送机功率均需提高，筛分设备和筛分给料机只需增加数量即可，原矿仓下给料机、3 台圆锥和原矿系统中原矿胶带输送机、颚破机、棒条筛等电机均不需变化，1-13#胶带输送机和圆锥胶带给料机功率均按2 号胶带输送机提高27.3%，振动筛和筛分给料机由3 台变为4 台运行，1 年330 d、1 天20 h，电价0.7 元/kW·h，矿石品位0.08%，钼精矿品位50%，钼精矿吨度利润500 元，年综合效益达3895 万元，具体情况如下:

4.1 碎矿系统设备年增加功率消耗费用、设备改造费用:

（1）胶带输送机797 kW:1-13#胶带输送机共782 kW,1-2#圆锥胶带给料机共15 kW。

（2）筛分系统232.4 kW:XZG1230 给料机3 台共9.6 kW，RZG1624 给料机2 台共14.8 kW；2DYKB3060 振动筛3 台共120 kW，2DYK3060 振动筛2 台共88 kW。

（3）设备增加功率费用:797×27.3%+2×30+3.2≈281 kW，那么330×20×281×0.7≈130 万元。

（4）电机改造费用:按200 元/kW 计算，那么（797+281）×200=21.56 万元。

（5）减速机改造费用:减速机按电机价格2 倍计算，21.56×2=43.12 万元。

（6）液力耦合器改造费用:1#胶带输送机耦合器价格0.78万元；2#胶带输送机耦合器价格1.17 万元；3#胶带输送机耦合器价格0.81 万元；5#胶带输送机耦合器价格1.17 万元；共计3.93 万元，按增加27.3%计算，那么1.273×3.93≈5 万元。

（7）胶带改造费用:胶带均按2#胶带输送机EP300 胶带价格635 元/m 计算，碎矿系统胶带总长度1651.8 m，那么1651.8×635≈105 万元。

4.2 年增加产品产量和效益

（1）年增加碎矿产品产量:（759-600）×20×330≈105 万吨。

（2）年增加钼精矿产量和效益:年增加钼精矿产量:105×10 000×2×0.08%=1680 t。年增加钼精矿效益:1680×50×500=4200 万元。

4.3 综合效益

4200-130-21.56-43.12-105-5≈3895 万元。

5 结束语

通过对钼选厂圆锥破碎机能力试验和胶带输送机的技术研究得出，当3 台圆锥破碎机同时高效运行时，矿石产量增加约25.6%，年约增加矿石105 万吨，钼精矿产量增加1680 t，年综合效益达3895 万元。