Series No.405 M arch 2010
金 属 矿 山
MET AL M I N E
总第405期
2010年第3期
薛 敏(1961—)，女，鞍钢集团矿业公司科技部，高级工程师,
114001辽宁省鞍山市铁东区219路39号。
高压辊磨的应用与探讨
薛 敏
(鞍钢集团矿业公司)
摘 要 通过对高压辊磨机的生产和试验研究，介绍了高压辊磨新工艺的适用条件；探索了大孤山铁矿石高压辊磨产品对改善入磨条件，提高处理能力，增产增效的效果，为下一步改造提供了技术支持。 关键词 铁矿石 高压辊磨技术 粗粒湿式预选工艺
D iscussi on on the Appli ca ti on of H i gh2pressure Roller M ill
Xue M in
(A nshan Iron and S teel Group M ining Technology)
Abstract Based on studies of the experi m ent and the p r oducti on of high2p ressure r oller m ill,app licati on conditi ons f or high2p ressure r oller m ill techniques are intr oduced.And p r oducts by high2p ressure r oller m ill in Dagushan ir on ore are exp l ored t o i m p r ove the grinding conditi ons,increase p r ocessing capacity,and p r omote p r oducti on efficiency,thus p r ovi2 ding a technical support f or the next i m p r ove ment.
Keywords Ir on ore,H igh2p ressure r oller m ill technol ogy,W et coarse2grained p re2concentrati on p r ocess
在铁矿及其他种类的矿石选矿工艺中，传统的粗碎—中碎—细碎—筛分矿石破碎工艺正在受到新工艺新设备新技术的挑战，在节能降耗的理念推动下，人们不断探讨矿石在破碎过程中如何实现耗能最小化。近几年来，国内外在破碎工艺的选择上不断有新的突破，并正在应用到生产实践中。通过高压 辊磨机的生产和试验研究的介绍重点探讨新工艺的适用前提条件，为同类矿山破碎工艺研究、改造提供一些可借鉴的技术参考。
1 高压辊磨机原理及特点
高压辊磨机是以“层压破碎”原理工作的高效节能设备。它是在一定高度料柱的自重压力下，物料强制给入辊间，矿石被相向旋转的具有一定结构的压辊表面的高强度耐磨材料及其间填充的物料的粗糙表面钳住，并在辊子的转动下卷入不断压缩的空间，使物料间的空隙在高压下得到充分压缩，从而实现对全粒级的破碎或在颗粒内部形成微裂纹。
该设备粉碎金属矿石的单位能耗为1.2～2.8 k W・h/t，比常规破碎机在类似情况下的单位粉碎能耗低20%～50%；由于采用自生产式耐磨衬板，辊压机的辊筒磨损仅相当于每磨1t矿物料粉消耗几百克耐磨材料；单机产量大，大规格设备产量达1500～2000t/h。2 应用高压辊磨机后的破碎工艺流程
高压辊磨机目前主要应用在破碎70mm以下矿块的工序中，所以它一般代替传统的细碎工序或在细碎加筛分工序后。
经高压辊磨机破碎后的矿石粒度筛分处理后可实现-3mm粒级达40%以上。特别是对磁铁矿，当矿石经高压辊磨机处理后，其破碎和筛分后的产品通过磁选选别可达到预先抛尾和提质的目的，对整个选矿工艺的节能效果或产能的提高是显然的。3 高压辊磨机应用与试验实例
3.1 马钢南山矿业公司凹山选矿厂
凹山选矿厂原破碎系统为包含洗矿筛分分级及矿泥磁选回收作业的三段一闭路流程，选矿厂年处理原矿能力为700万t，年生产铁精矿160余万t。目前主要处理凹山采场矿石。该矿石属磁铁矿，入选矿石全铁品位为29.85%，嵌布粒度在0.5～0.05 mm，普氏硬度系数f=8～14。凹山采场预计2011年左右闭坑，高村铁矿的矿石将接续为选厂供矿。高村铁矿为磁铁矿，其矿石的普氏硬度系数f=12～16，嵌布粒度0.3～0.03mm，全铁品位19186%。
・
1
1
1
・
由于原矿品位下降、矿石硬度增加和矿石嵌布粒度变细，要继续保持原来年产160余万t铁精矿能力，选择引用高压辊磨机，并相应增加了选别系统。
改造后的流程为细碎产品→圆筒储料仓→高压辊磨机超细碎→电动闸板阀定量给矿→振动给料机→湿式圆筒打散筛分(筛孔宽3mm)→直线振动筛喷水筛分(筛孔宽3mm)→直线振动筛筛上磁滑轮干抛→干式抛尾精矿闭路返回→筛下湿式磁选→湿式磁选尾矿给双螺旋分级机分级→溢流浓密机浓缩→返砂与干抛尾矿合并送粗粒尾矿仓→电机车送排土场→湿式磁选精矿送主厂房→动压分矿进一段磨矿分级作业。
经辊压机半工业试验得到如下结论:
(1)给矿22.4～0mm中-14mm占80%,-3 mm占40%。闭路辊压排矿中-3mm占71%，经辊压筛分闭路系统(筛孔宽为3.35mm)，筛下产品中-1.4mm占80%,-0.074mm占30%，循环负荷59%。
(2)细碎产品闭路辊压时单位能耗约为1.55 k W・h/t。
(3)给料水分的变化(3%～6%)对产品的粒度分布影响很少，提高水分能增加单位通过量，但吨矿新给料破碎能耗反而有所增加。
(4)根据辊面磨损试验，辊面工作寿命可达1万h以上。
(5)磨矿功指数测试证明，辊压机能显著降低磨矿功指数。辊压后物料-0.125mm磨矿功指数从11.7k W・h/t降低到8.54k W・h/t。为降低后续磨矿费用创造条件。
3.2 澳大利亚卡拉拉选矿厂
澳大利亚卡拉拉选矿厂是鞍钢与澳方合作建设的选矿厂，目前正处在建设过程中。卡拉拉选矿厂年处理原矿2000万t，年产铁精矿800万t，原矿品位36%左右，矿石的破碎功指数约为9.94 k W・h.t，矿石的抗压强度从94MPa到358MPa，平均值为219MPa，与其他的磁铁矿相比，此矿石硬度很高。设计采用的破碎部分工艺流程为粗碎—中碎—筛分—筛上返回中碎—筛下(小于50mm)给辊压机—辊压机排矿给筛分—筛上返回辊压机—筛下(小于3mm)给湿式磁选—磁精经泵送入一段磨矿分级作业—磁尾给入脱水筛—筛上经皮带送到尾矿料堆—筛下经泵送入尾矿浓密机。
经辊压机的半工业试验得到如下结论:
(1)较高的压力对这种类型的矿石是有利的，压力确定为4.0N/mm2。
(2)在正常范围内，随着含水率的增加，产品粒度稍稍变细，生产能力下降。
(3)随着转速的降低(从0.75m/s到0.45 m/s)，生产能力有所提高，粒度有所变粗。
(4)辊压机是非常可靠的设备，当给料粒度一定时，可以预测出其产品粒度。
(5)即使在给料粒度较细时，辊压机仍能够降低产品粒度，水泥工业在没有球磨作业的情况下，仅使用辊压机就可获得80%通过40μm的最终产品粒度。
(6)在矿石粒度达到500μm时，可抛出30%的尾矿，辊压机工艺即可满足该粒度要求。
(7)由于给矿粒度大，为保证磁选给矿的粒度，其循环负荷高达180%左右，这比辊压机放在细碎后有大幅度增加。
3.3 鞍钢大孤山选矿厂
高压辊磨机破碎大孤山铁矿石试验于2009年7月在马鞍山进行，试验采用中钢集团安徽天源科技股份有限公司和北京中锰工贸有限公司共同设计生产的G M-1000mm×260mm高压辊磨机进行，试验矿样为大孤山选矿厂破碎车间2#细碎机排矿，粒度0～35mm，其中0～30mm占90%以上。
(1)产品粒度。经过高压辊磨机破碎以后，辊压产品与目前现场破碎产品相比，粒度组成得到很大改善，产品粒度细而均匀，为进一步的磨矿提供了更为理想的入磨条件。其试验指标见表1。
表1 破碎产品粒度对比结果
破碎产品
含 量/%
0～8mm0～5mm0～3mm0～1mm 辊压产品83.7366.7650.0029.66
现场破碎产品75.5057.7743.9123.64
差 值+8.23+8.99+6.09+6.02 (2)矿石相对可磨度。辊压产品不仅粒度细而均匀，且在破碎过程中在矿石内部形成无数微裂纹，使矿石可磨性得到改善。对辊压后的产品进行可磨性试验，试验结果见图1。
标准矿样为辊压前的矿样，得出相对可磨度K
70 =现场生产矿磨矿时间/辊磨后矿磨矿时间=1.26，说明辊压后的产品比正常破碎产品易磨。达到磨矿粒度-0.074mm占60%～70%时，需要的磨矿时
(下转第138页)
・
2
1
1
・
以校验极限平衡法的结果；最后采用概率分析法，以确定坝体工程破坏风险程度。
(2)灵宝市阳平镇金矿尾矿坝在初期坝不透水时坝体浸润线与尾矿坝坡面相交，则地下水从坡面往外渗流；在初期坝透水的情况下，干滩面长度分别为30,50,100m3种情况下，坝体浸润线均未超过初期坝，与尾矿坝坡面没有相交，地下水不会从坝面往外渗出。这也说明，只要初期坝的透水性好，则对整个尾矿坝的稳定是有利的。
(3)灵宝市阳平镇金矿尾矿坝稳定性系数均大于规范上的安全系数，表明该尾矿坝在目前状态下是稳定的。
(4)在初期坝透水的情况下，其稳定性系数均大于在不透水的情况，因此在设计初期坝的时候应考虑其渗透性问题。随着坝体的不断加高，应对尾矿坝进行加固处理，并在雨季加强排水和防渗措施，以便消除安全隐患，维持坝体的稳定安全。
参 考 文 献
[1] 钱家欢，殷宗泽1土工原理与计算[M]12版.北京：中国水利
水电出版社,19961
[2] 祝玉学，戚国庆，鲁兆明1尾矿库工程分析与管理[M]1北京:
冶金工业出版社,1999.
[3] 董兆祥1矿区地质环境问题的预测与防治[M].北京：地质出
版社,1997.
[4] 魏 勇，许开立，郑 欣1尾矿坝的失事[J]1工业安全与保
护,2009,35(5):32233.
[5] 李 明，胡乃联，于 芳，等1ANSYS软件在尾矿坝稳定性分
析中的应用[J]1有金属：矿山部分,2005,57(5):45248. [6] 梁 力，李 明，王 伟，等1尾矿库坝体稳定性数值分析方
法[J]1中国安全生产科学技术,2007,3(5):11215.
[7] 陈殿强，王来贵，李 根1尾矿坝稳定性分析[J]1辽宁工程技
术大学学报：自然科学版,2008,27(3):3592361.
[8] 马池香，秦华礼1基于渗透稳定性分析的尾矿库坝体稳定性
研究[J]1工业安全与环保,2008,34(9):32234.
[9] 秦华礼，马池香1水对尾矿坝稳定性的作用机理研究[J]1金
属矿山,2008(10):1162117.
[10] 李 根，王来贵，陈 富，等1某尾矿库渗流稳定性的数值模
拟[J]1金属矿山,2008(9):1232125.
[11] 尹光志，魏作安，许 江1细粒尾矿及堆坝稳定性分析[M].
重庆：重庆大学出版社,2004.
(收稿日期 2010201202)
(上接第112页)
间可缩短20%～30%。而且磨矿细度越粗效果越明显，粒度磨细后差距逐渐缩小。对磨矿工艺而言，一段磨矿的处理量会有很大幅度的提高，而对二段磨矿和再磨的影响较小。
图1 矿石相对可磨度曲线
■—原矿;●—辊压机产品
(3)预选试验。辊压后的产品分别进行干、湿式预选选别试验。试验结果表明，干选试验效果不明显，粗粒湿式预选试验得到的选别指标为原矿品位33.61%，精矿品位38.85%，提质幅度为5.24个百分点，金属回收率93.92%；抛尾产率18.75%，抛尾品位10.90%。而目前大孤山选矿厂尾矿品位一般低于9.5%，相比而言，辊压产品湿式预选抛尾品位偏高，但磁性铁回收率较高，为99.24%，说明尾矿中损失的主要是其它铁矿物。总体来看，辊压后的产品湿式预选抛尾提质效果较明显。湿选抛尾提质后，再进行磨矿，对于提高产品粒度的均匀性和减少过磨非常有利，并且可以减少约20%的磨矿量，使球磨机可以提高处理能力，增产增效。
从试验结果分析，如果大孤山球团厂选矿分厂采用高压辊磨机和预先抛尾工艺，原矿处理量可以提高40%～50%，经济效益非常可观。
4 结 论
(1)高压辊磨机的应用开辟了传统破碎工艺节能降耗的新途径。
(2)高压辊磨机对矿石硬度适应性强，几乎不受矿石硬度限制。
(3)高压辊磨机破碎后的产品能有效降低磨矿能耗，并使磨矿能力大幅增加。
(4)生产和试验证明高压辊磨机的应用对大部分磁铁矿而言，既可达到降低能耗，又可达到预先抛尾的目的，为低品位矿石入选，提高资源利用率提供技术支持。
(5)用高压辊磨机处理赤铁矿矿石以及实现赤铁矿预先抛尾，是下一步具有实际意义的研究方向。
(收稿日期 2010201208)
・
8
3
1
・
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议