使用高压辊式破碎机的经济的细粒破碎法.pdf

孑 竽和 孚 互， ∞ ∞ l 选 矿 l 如口 口 册托毋船 4 ／ 6 ， 、 使用高压辊式破碎机的经济 ／ 的细粒破碎法 Alpi ne A G ． Augs bur g 摄耍 j所谓的 颗粒床 P a r t i c 1 e b e d 高压细粒破碎诸。是系统研究高压对士量物辩 [ 所谓的 颗粒 床 作用就应的结果．同时，该往作为一种经济的细粒破碎法而被普遍地接受．本文在详细地描进了本 方酱和阿尔冁 园 Al p i n e 高压辊式破碎机之后，还将该机与球磨 机．双辊筒磨矿机和辊式破薛机 作 了接术经济比较，证明了这种新的细粒破碎方法的良好性能和宥效性．本方法的最重要应用领域是矿物 填抖、陶瓷原料、研磨剂和其他物料如化学药品、虚 、耐火材料殛金属氧化物． 一 、方法和机器 的描述 所谓的颗粒床高压细粒破碎法，是高压 作用于颗粒床的系统试验的结果。克劳新 斯 考 尼特 Kl a u s S c h o n e r t 教授 发现 ，当 压力达到 几百个 兆帕时，在个别颗粒 内部将 被激 发出一种 强大的粒度减小效应 。在 实验 室中仪需使用普通的活塞压力机即可观察到 这种效 应。 在最初的试验中，我们也使用活塞压力 机，从试 验中得到 了如下指标 1 比能消耗 量} 2未知物料的细化特征} 3细度或颗粒粒度分布，并由此获 得磨矿分级 回路的循环系数。 力 铋 茴 在活塞压力机中，颗粒床被压成紧密的 团块。这些团块在下一作业一脱聚作用中被 打碎，在这一过程中产生的物料含有比给料 中多得多的细粒组分。 本细化过程 的技术原理在高压辊式破碎 机中得到实现 。图 1 为高压辊式破碎机的结 构示 意图，该 机 由相 同速 度相 向旋转的两个 辊子组成 ，一个辊 子 固定在 支架 上，另一个 支承在 止推轴承 上。运 行时，可 动辊 以研磨 力F 压向处于两辊之间的颗粒床，辊子从 给 料仓拉出物料。给料仓位于辊子间隙的正上 方 ，一般情 况下 ，该 机靠 重力 给料 ，当物料 为宽级别或大部分为细粒级时，则需使用强 压蠕杆给料，如图 1 所示。 间腺 宽度 s 是一 个组 台参数 a r e s u l t a n t 条件。各矿 山机 动部 门在备件管理上 ，应做 到经济 合理地组 织和 储备，保证及时 地供 应 质量高，价格低的备件，满足维修工作的需 要 。 5开展 以点检为核心 的监 测及 诊断 工作设备状态监 测及故 障诊 断技术 ，是现 代设备 维修技术的重要组成部分 。这次，我 有 色矿 山一 1 9 9 2 ． 3 们 应用2 l 7 型机器 故障检查 仪对 提升设 备 主 减速器 进行轴承状态 普查 ，3 4 台减速器 有 7 台出现异常振动，有的振动加速度值达 2 ～ 3 g 。通过应用一些筒易诊断仪器进行测 试，可及时掌 握设 备动态 ，适时安排维修， 以避免维 修不 足和维修过剩。 责任 编辑解忠 维普资讯 田1翦压辊式破 碎机结 构示意图 p a r a me t e r ，主要由物料性质、颗粒 粒 度 分布和辊子直径决定。虽然间隙宽度不是一 个固定的参数，但是高压辊式破碎机运行对 其间隙尺寸并无大的波动。 辊子 直径2 0 0 mmI ． 2 m，辊子 长 度 与 辊子 直径 的比饲为0 ． 1 ～0 ． 8 ，一般为0 ． 4 。 除 研磨力 取决于所用的压力，并因此决定了 细粒级的产量外，线速度是决定机器产量 的第二个重要的操作参数 除机器本身的尺 寸一辊子 直径和 长度外。线速 度 通 常 为 0 ． S 2 m／ s 。为 了保持机器 结构紧凑 ，应 该 选择尽可能高的线速度，即在物料性质允许 的情况下选择尽可能 高的进料 速度 。 关于与研磨 间隙s 有关 的最大给料 粒 度 问题，应根据下列两种基本的操作情况予以 区别。 1 给料 的最 大粒度 比研 磨 间 隙 小 时，细粒级的产生取决于研磨力，即外加压 力。破碎后物料的最大粒度，可能与给料中 的最 大粒度相 同。 2给料中单个颗粒粒度大于研磨问 隙时，这种颗粒进到机器中直接 与 两 辊 接 触 ，正如在 普通的辊 式破碎机 中一样 ，首先 被碾碎 ，然后这 些碾碎过的物料在颗 粒床 中 与其他颗粒一起再被压碎。在此情况下，破 碎后的物料中的最大粒度或大于或小于研磨 间隙尺寸。 由于不断运转，肯定会有第二种操作侍 况存在 ， 即颗 粒与两辊 直接 接 触 ，因 此 要 求 t 1 给料 中粗 粒部 分 g p d s 部分 不 超过 2 o 。 2 d ma xS 应小 于3}1 。 3 辊径 ；d ma x 应大 于 3 0 4 0 否则物料将不能给入 。 原则上，高压辊式破碎机 可用 于含 水量 高达 8 重量含量 的各种脆性物 料。尽 管如此 ，通 常在入磨 以前给料需 进 行 预 干 燥 ，以便保 证下一作业 的脱 聚作 用有最佳 的 效果 ，尤其是保证空气分级机将所产 生 的细 粒最好地分离开 。 如 前所述 ，通常必须在 高压辊 式破 碎机 的下 一作 业使 用一台脱聚用 的机 器 ，这就决 定了高压辊式破碎机的基本的生产工艺流程 图 2 。 髓2 基本霹置 系统 注 a 高压撬式破碎机疆唐 b 高压辊式破碎机闭 瞎磨矿 配置a 为传统 的磨矿分级 图路 ，圃 路 中 使用 一台球磨机 和 一台空气分级 机，在回路 前面为一台高压辊式破碎机作预磨用，在这 里球磨机完成脱聚的任务。本套装置通常可 增加现有的磨矿分级系统的产量，并且还可 节省能量。 高压辊式破碎机的预磨作用，既可使磨 矿系统大 大节省能量，又可将给料粉碎刘含 有 色矿 山一 1 9 9 2 3 ，一 蒺 ． ＼ ． 审喜 维普资讯 有大量的细粒。此外，使用高压辊式破碎机 后 ，一 般还 可省掉一段 或两段 的 预 破 碎 作 业 。 配置a 可使产量增加约 2 0 3 0 ，节 省 能量约1 0 2 0 。 配置b 为高压辊式破碎机与起脱聚 作 用 的设备和空气分级机在同一回路中。无疑这 是一种更有 意义的安排 ，尤 其是对细粒和超 细粒的粉碎。 应用本配置作 细粒 破碎 的总的 经济优势 ，在 于最大 限度的节省 能量 ，减少 磨损和生成超 细粒 产品。 使 用 高压辊式破碎机磨 矿在技术 上和 经 济上的优点为 1最终产品 的 比 能 耗 k W h ／ k g 或k W h ／ t 明显低 于其 他干式 细粒破碎 法。 2若 与完全使 用球磨机 空气分 级机 回路 比较 ，净 节能 包括所需的脱聚作 用的能量达3 0 5 0 ％。 3与盆 式辊磨机 比较 ，净破碎 能耗 可望下降约2 0 两者可比性低，因为盆式 辊磨机 既不 能用作超 细粉碎 ，也不能用于极 硬的物料 。 4与流态化床逆流式喷气磨机比较 该机 可用于各种硬度 的物 料 ，净破 碎 能 耗降低8 0 ～9 0 。 5图3 至图6 的 曲线表 示 高压辊 式破 碎机 与球磨机磨 碎长石 ，石英和锫英砂 的比 功耗与产品 细度 的关系。 l 0 。 至5 0 3 0 球磨 高压耀式破碎机 4 高压 } 式 破碎瑶统 。 球唐系 统 f i I L ． ． ． ． i． ． ． ． ． ． ． ． L ． ． L LuL Li 5 l 0 2 0 30 4 050 l n i l1 1 围8比能 耗与 产品细麈 长石 有 色矿 山一 1 日 g 2 3 ’ ＼ 肆机 。 7 ＼ ＼i ＼ 高 压 式 硅 卜 ＼ m E4比鳇耗与产 品绷度 石英 ＼球』 章 机 ＼ ＼ ＼ 、 _ ＼ ＼ ＼ 、 ＼ 压 辊互 破碎 饥 l ‘ 、 ． { d 1 l m 围5 比鳇耗与 产品细度 锆 英砂 、 ]。_ r _ ‘、 ， l } 。 蹭 机 』 l ＼ J l l ＼ 、 ＼ I _、 、 l 、 ～ l ＼ I ； 昆 式肄厣帆 高 压 辊 i 磕 砰 } 、 f ．．．J． ．， J 1 ⋯ 十 ⋯ 1 f I _ m- 圈6比能耗与 产品细 度 磺鼍 钙 注 圈中辊筒式豫磨机应为盐式辊磨机 一 43 一 维普资讯 6根据到现在为止 的广泛调查 研究 结果 ，证 明在 高压辊式破碎机 空气分级 机 回路 中，产 品细度完全取决 于分 级机 的切 入点。这是说，使用适当前空气分级机，如 使用Al p i n e Tu r b o p l e I 业型 空气分级 机 ， 产品细度可迭d 9 7 为5 6 p m。目前实验室规 模的设备已达到产品细度d 9 7为 2 ． 5 p ro 硅 酸 话。 7本方法的另一个优 点是磨损 小 ， 产品受污染少，给料中的大部分颗粒完全不 与机器 辊子 表面接触 。辊子 同步运转， 可排除由于辊子速度不同产生的摩擦。 例如高压辊式破碎机与使用钢磨介质的 球磨机 用于破碎水泥熔渣，每吨产品分 剐磨损1 ． 5 g 和2 0 0 g 。 最新 试验结果表 明，高压 辊式破碎机 用 于极硬的胸瓷原料，效果非常好，磨损量降 至与使用S i l e x 衬 里和火石或氧 化铝 磨 球 的 球磨机相当。同时，还可保证产品俘染低于 允许值 。 当磨碎标准物料 硅酸锆时，尤其应 注意其他配套设备，如输送设备和脱聚设备 据说完全可以使用带有特殊衬 里 的 球 磨 机， 以及 空气分级机的构造。 高压 辊式破碎机 的优点如 下t 1 与其他超细磨矿系统尤其是球磨 机相 比 ，高压 辊式破碎 机产生 的 噪 音 低 得 多，可听到的噪音主要来自驱动团块物料。 因此，通常可取消噪音保护设备。 2高压辊式破碎机结构非常紧凑， 因此，可节省建筑成本。 例如辊径为5 2 0 m m、 辊长为4 0 0 mm的高压辊式破碎机 产 量 可 达 4 2 0 t ／ h ，其安装 包括 电动机和脱 聚装置 所需的空 间仅41 91 ． 8 m。 。 3球磨机所必 需的复杂 的 基 础 结 构，对高压辊式破碎机却是多余的，因为其 动力负载和重量都小得多。该机甚至可装在 接上而不会有任何 问题 。 4 与球磨 机或盆 式 辊磨 机相 比，高 一 4 4 压辊式破碎机的操作非常简单。影响产量的 重要 参数研磨 力 ，可 通过液压 压力 来进 行调 整J最 重要 的控制参数是给料仓 中 物 料 高 度 ，大多数情 况下 可用二个水平指 示器 最 小 与最 大 来罚 整。 高压辊式破碎机 的操作实际 上 与给料 中 物料 的质量 和组成 的变化无关 ，通过调整 研 磨力和辊速 ，即可适应各种情 况。 二、各种磨矿机器和 破碎方法的比较 为进行 比较 ，使 用 了钢研磨 介质的球磨 机，瓷研磨 介质的球磨机、 3辊式破碎 机和 盆 式辊磨机 。虽然 在对物料 的挤压方 面，这 些机器都具 有一定程度的相似性 ，但是 在对 物料打击方面 却与高压辊式破碎 机 相 差 较 大 。 最重要 的一点 是机 器的有效 性 ，即可获 得展 终产品 的细度 见 图 7和各机器可适 应的物料硬度 见 图 8。 高压辘式 破碎机 球磨 机 辊式艟碎机 辐 茼式 球磨 圈T 各种磨矿 方法可获得 的产 品细 度 注 图中辊筒式球磨机应为盆式辊磨机 一 事[ 乇 硬度 圈8 各种磨矿方法可 适应 的物料硬 度 注图中辊筒 式球磨机应为盆式辊磨机 有 邑矿 山-- 1 9 9 2 。 3 维普资讯 此外，还进行了下列比较 E e o p l e x 高压辊式破碎机 与球磨机 比较 ， 球磨机 的主要缺点 有 1 对物料无一定的压力，却有很大 的压强作用在磨球 上，使 得能量 要 么 不 够 高 ，要么不够低 ，产 生无 效压力。 2 其间球的摩擦是无效 的，导 致 高 度磨损 。 3操作 较难控 制。 4改变产 品规格 也很 复杂 。 5 由于需克 服强大 的动力 负载 ，基 础建设则更加昂贵和笨重。 6所需 的空 间大 ，建 设成 本高。 7 若更换物料，则清洗机器和使其 达到最佳工 艺条 件都非常复杂 。 球磨机 的优 点在 于机器牢 固，服务寿命 长，结构简单和易于维修。 E c o p l e x 高压辊式破碎机 与盆式辊 磨 机 的比较，后者除应用范围限制在超细粉碎和 极软的物料、或不窘蚀的物料外，还有以下 缺点。 1机 器本 身 的元 件复杂 。 2由于设计上的原因，在任何情况 下，都需避免物料的团聚或板结}作用于物 料床 上的压力 被 限制在 低于5 0 MP a 。 3 由于研磨 介质 的线速 度仅与辊上 某点的线速度相同，因此辊子上的各种非均 匀磨 损是非常 大的。 4基 础的动压 力尤 其是给料中的粗 颗粒作用于机器时产生的振动，常 I 起严重 的问题。 高压 辊式破碎 机优 于球 磨机 的最 大之处 是结 构的紧凑 性。 事实 上该 破碎 系统和热风 干燥系统 能够 很容 易地 组台起来 实际应用 范围；刚采出的煤和粘土。 E c o p l e x 高压辊式破碎机与辊式破碎 机 比较。传统的辊式破碎机与高压辊式破碎机 外观相 近，差异有下 ,I 3 L 点 1 幌式破碎机仅能应用 于 低 压 情 有 色矿 山一 1 9 9 2 ． 3 况，不能用于细磨。 2研磨间隙固定 直接接触破碎 。 3有磨损 问题 磨 损快 ，研磨 间隙 随之改变 ，因此 ，破碎 结果 也发 生变 化。 辊式破碎 机 的主要优点是破碎 比高 4 ～ 5 ，并 能形 成一定的产 品颗 粒粒度 分布 此点并不 总被认为 是优 点。 三、 应用范围 高压辊式破碎机 主要的应用范 围为 矿物填料 碳酸 钙、滑 石 粉 ，石 灰 岩 等。 陶瓷原料 长石 ，石英 砂、硅酸锆 、硅 灰石等j 磨 料 碳化硅 ，氧化 铝 。 其他化学制 品，废渣 、耐火材 料，金属 氧化物 等’ 四、 工业价值评价 从工程师的观点看，在两种或更多的技 术 体系相 比较时 ，无疑 只要 技术上足 以满足 要求就很有吸 引力 。而 且，技术上的可行又 意味着商业方面或经济方面的可行。换句话 说，能以低成本制造出具有稳定 质 量 的 产 球磨机与 高压 辊式破碎机 处理长石 的 成本 比较 裘1 I 球 离 系 统 { 高 压 辊 式 破 碎 机 l 陶瓷衬里 { 2 3 7． 2 O0 3 6 0． 9 0 0 Bl o． 0 0 o 3 09． 9 3 0 每吨相差6 2 0 美元 2 0 6． 0 o 0 L． 47 0 l 2 2． 2 00 l T 0． 6 00 5 70． oT o 一 30 9． 93 0 4 5一 晦 2 日日 圻 折 耗 修 计 差 器 筑 机 建 功 维 总 相 维普资讯 物 7 衫 ， ，琅 ， 汉 粉矿仓矿料破拱改造的生产实践 永 平 铜 矿 帮 可 宁 I 兰 发 提要 率文回颟了永 平铜矿日 扯理l o 0 0 0 t 矿石选矿广柑矿仓矿斟破棋改造 生产 践．介绍T地面式 矿 仓 在大型 选矿广 直用 ．实现 蝌矿 仓 卸辩畅 通的成功 经验 ， 一 、前言 选矿厂粉矿仓 ，是碎 矿 与磨矿作 业之 间 的重要 环节 。粉 矿仓 内贮矿 正 常 ，卸 料 畅 逋，是保证磨机高教运行的必要条件。若粉 矿仓内矿 石结拱 ，卸料 不畅，不仅使选矿厂 无法 正常 组织生产 ，而 且也给安全生产和文 明生产带来极大的危害。这一现象在大型选 矿厂显得 尤为 突出。如何 使粉矿仓 中矿石卸 落顺利，晃论是在选矿厂 设计中，或是在现 坜生产实 践中 ，都是 令人关 注的问题 。设计 生产能力为1 0 0 0 0 t ／ d 的永平 铜矿 选矿 厂，试 生产 以来的粉矿 仓矿料破拱 改造 的 实 践 表 明，采用 地面式 矿仓实现粉矿 和粒矿 分流能 破碎 白云 岩酶成本比较 袭2 球 磨系 统 高压辊 式破碎 机 钢 衬里 机器折 } 日B 年 3 4 7， 0 6 0 建筑折| 日 2 o 年 1 I ． 8 0 0 功耗 5 9 2． 9 4 0 4 Z 3 5 0 0 维修 1 0 5． 0 0 0 1 5 2． 9 0 0 总计 1 ． 0 9 2 0 9 3 5 ． 2 6 0 相差 1 5 7 6 8 0 1 5 7 ． 6 9 0 每 吨辋差 2 蚰美 元 精，或者 保持制造成本不变 又提 高 产 品 质 ～ 46 ～ 够较为彻底地防止粉矿仓内矿料结拱，是保 证选矿厂正常生产 和安全生产 的有救方法 。 二、碎矿 流程及粉矿仓设计 1 ． 碎 矿工 艺漉程设 计 如图l 所 示 ，设计 的 日处 理1 0 0 0 0 t 矿 石 的选矿 厂碎矿 工艺流程是较 为灵 活的。在投 产前期 ，遇上含混量较多 的矿 石或南方雨季 天气，可进行洗矿生产’在生产后期或遇上 含混量较少 的矿石 时，可不采用 洗 矿 流 程 如图 1 虚线所示， 即2 次筛分后 ， Z D 1 8 3 6 振动筛筛下物料直接进粉矿仓。 2 ． 粉矿仓设计 特征 设计的粉矿仓南北 向长为6 0 m，东西 向 量，因而可获得更高的产品价格。 现在用两个例子说 明E c o p I e x 系 统 的 技 术 优点实 际上可转化为经济优 点。 表 1 是第一个例子，为球骑分级系 统与 E c o p l e x 系统生产 细粒耐火材 料产品 的 成 本比较。 表 2是用 予陶瓷原料 生产 的成 本比较。 Ec o p l e x 系统 的工业和经济 价值不言 自 观 。 黄万抚译自 氆 A uF B E R E I T u c s T E CHNi K 3 1 1 9 9 0 No． 5 ， 2 6 6 ～ 2 7 2 许孙 曲枝 责任编辑李怀 先 有 色矿 山一 l 9 9 2 ． 3 维普资讯