“多碎少磨”是節能降耗、提高礦石處理量的“至理名言”,即合理分配碎磨作業的能量消耗,減少磨礦部分的比例,確定適當的磨礦部分給料粒度,使作業壓力向能量利用率較高的破碎環節移動。
合理降低磨礦部分給料粒度,是實現“多碎少磨”和“能耗前移”,提高磨礦效率和選廠經濟效益的有效途徑,主要有以下幾種方法:
1、強化爆破作業
爆破、破碎和磨礦3個粉碎階段,礦石的粒度依次由粗到細,其粉碎效率從高到低,爆破作業的能耗甚至要遠低于破碎作業。
強化采礦時的爆破作業,通過增加炸藥用量以及調整爆破參數等方法,可以降低破碎機的給礦粒度,并使礦塊中的裂隙增多,同樣能顯著降低破碎段費用,從本質上來說是“多碎少磨”原則向采礦段的拓展,有學者稱之為“能耗前移”。
2、調整破碎比,增強篩分能力
合理地分配總破碎比,就是重新調整破碎流程的過程,包括提高粗碎或中碎的破碎比,增加破碎段數,改開路破碎為閉路破碎等。
每段的破碎比取決于礦石的性質、設備的性能及破碎段的類型,如果破碎流程不變,在保證處理能力的條件下,減小排礦口尺寸,稍微增加各段破碎比,可以發揮破碎機潛力。
目前常見的破碎流程為兩段或三段破碎,增加破碎段數或者增加閉路作業可以得到更細的產品,但是需要考慮其改造成本。閉路破碎流程的優化,除了需要調整破碎機的工作狀態外,必然也要相應地提高篩分設備的性能。縮小篩孔尺寸,降低破碎產品粒度,會增加破碎機的循環負荷,如果篩分效率過低的話,較多的細粒級物料在閉路流程中循環,不但影響破碎效果,還會造成篩子的損壞。提高篩分作業效率可以從改善篩子振動方式、增加篩分面積、采用多層篩分和新型篩板材料以及降低篩面傾角等方面入手。
3、細碎取代常規粗磨
兩段磨礦或多段磨礦可保證磨礦產品細度,適用于給礦粒度偏大、礦石嵌布粒度細、礦石硬度大、或是階段磨礦選別工藝等情況。棒磨機或球磨機常作為粗磨設備使用。粗磨給料粒度分布很不均勻,筒式磨機的作業效率很低,可以采用破碎機生產細產品來取代常規粗磨。
4、采用高效破碎設備
目前,許多新型破碎機不斷出現,并正向高效化、自動化及大型化方向發展。如圓錐破碎機的破碎比大,排料粒度均勻,生產能力高,一直都是中碎和細碎的常用設備。沖擊式破碎機破碎比大,產品粒度小,過粉碎現象輕,結構簡單且運行可靠,特別適用于脆性較高的非金屬礦石。
5、采用采用自磨及半自磨工藝
自磨機和半自磨機工藝流程簡單,和常規的破碎流程相比,省去了中、細碎及部分篩分作業,降低了選礦廠的投資成本和維護成本,在大型選礦廠中優勢更加明顯。
由于兼具有破碎和磨礦的功能,自磨機或半自磨機可以直接與分級設備形成閉路,得到非常細的產品,也可以將排料經篩分后給入球磨機,組合成完整的碎磨流程,配合控制篩分可以將球磨機給料粒度保持在較細的水平,保證球磨機的磨礦效率。
該工藝的不足之處是自磨、半自磨設備的單位能耗要高于常規碎磨設備,但是其總的生產費用和建設投資成本要低于常規碎磨工藝,所以合理采用自磨或半自磨工藝也是提高碎磨流程效率的有效方法。
6、合理采用高壓輥磨工藝
高壓輥磨機及其粉磨工藝是在“層壓破碎”、“多碎少磨”等理論指導下發展起來的高效粉碎技術,廣泛應用于礦山行業物料入磨前的破碎作業。
高壓輥磨機運轉時,輥子之間形成了高密度封閉空間,大量顆粒受到緩慢施加的高壓力作用,發生粒群層壓粉碎效應,破碎比可達到10以上,能量利用率較高,可顯著降低破碎單位能耗。礦石內部經擠壓后會生成很多微裂紋,大大降低了礦石的硬度和邦德功指數,使后續磨礦處理更加容易。
高壓輥磨工藝有開路、閉路以及邊料返回3種類型,目前利用高壓輥磨工藝實現碎磨系統的提產降耗,已經成為了一種非常有前景的新技術。
7、球磨前預處理
在磨礦作業前通過化學破碎、微波破碎及電磁破碎等預處理工藝,可以降低磨礦給料粒度,或使礦石內部產生裂隙,提高選擇性磨礦的效果。
如微波破碎是利用不同礦物之間的受熱不均勻性,使礦石內部顆粒間的應力狀態發生變化,從而導致礦石粉碎或者是硬度降低。
來源:郭威,孫小陣,董節功.降低球磨給料粒度的意義及方法探討[J]. 礦山機械,2019,47(6):24-28.
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