高压辊磨机在铁矿石超细碎中的应用前景.pdf
j i l % g l t I | | i l ; ; i | | | l l l | 。 l | | l i | ; l i g i l l | | I ; i l | i i j t | l | | l l | | l l i i I | l l i i l | l | | | I l l | ≈ l l 甏理 | 甏 缓琵锈琵毪爨 篱锈罄缓甏 缓 麓 甏琵琶 甏鬻罄甏罄罄琵毪 | 秀| 篱罄 露琵罄琵 謦l 甏 强 缓罄 鹫嚣罄 0 序崖裙磨农在错∥石建砌0 尹 应用 掰 ■■■■ ■ ■■ _ 篷 妻 蓼嚣 i l 甏 簧 琵 t’ I4 j w } 一 跨 l 影 孵 零攀 群黪 Z零 “ 。 嚣 疆 脚 謦嚣 搿 论文编号 1 O O1 3 9 5 4 2 O O 7 O 7 0 0 3 9 0 4 0 高压纽磨机 在饮矽石 起佃礴 中的 应用 墨 马斌杰游 本钢 南芬选矿 厂 维崔长志 辽 宁本溪1 1 7 1 4 摘 要 阐 述 了 高 压 辊 磨 机 的 工 作 原 理 , 介 绍 了 高 压 辊 磨 机 的 应 用 实 例 ,结 合 当前 选 矿 生 产 实 践 , 对 高 压 辊 磨 机 在 铁 矿 石 超 细 碎 中 的 应 用 前 景 进 行 了 粗 浅 分 析 。 叙 词 高 压 辊 磨 机超 细 碎 应 用 铁 矿 石 兰 压 辊 磨 机是 一 种 对辊 式 破 碎 机 ,最 早 出 现于 向德国, 作为破碎设备 在水 泥行业得到广泛应 用 ,其制 造 及使 用技 术 已很 成熟 ,围 内外 部可 生 产 ,设 备 大 型 化 和 自动 化 的 程 度 比较 高 。 与普 遍 应 用 的 圆 锥 破 碎 机 相 比 , 高 压 辊 磨 机 具 有 O - 机 产 量 高 、辊 面 寿 命 长 、作 业 率 高 、可 靠 性 好 、单 位 能 耗 低 等 优 点 ,使 其 很 快 受 到 足 够 重 视 并 得 以渗 透 到 选 矿 业 。在 铁 矿 山 ,尤 其 是 在 铁 矿 石 破 碎 中 应 用 高 压 辊 磨 机 , 世 界 范 围 内 的 实 例 极 少 。 笔 者 由 于 工 Y -F 要 对 高 压 辊 磨 机 进 行 过 一 些 调 查 研 究 ,现 结 合 当 前 选 矿 生 产 实 践 ,对 高压 辊 磨 机 在 铁 矿 石 超 细 碎 中的 应 用 前 景 进 行粗 浅 的 分 析 。 1 高压辊磨机的工作原理 1 . 1 层压粉碎理论 高压 辊 磨 技 术 的理 论 基 础 为 层 压 粉 碎 也 称料 层 粉 碎 或 粉 团粉 碎 理 论 。 压 粉 碎 是 指 大 量 颗 粒 聚 集 在 一 起 ,相 互 接 触 所 形 成 的 群 体 粉 碎 。 以往 的 破 碎 理 论 和 粉 碎 行 为 ,往 往 只 注 重 单 颗 粒 物 料 的压 碎 、磨 碎 、劈 碎 、折 碎 和 击 碎 , 即强 调 外 力作 用 而 忽 略 了 研 究 物 料 料 层 中 存 在 破 碎 行 为 。随 粉 碎 理 论 研 究 的 深 入 ,层 压 粉 碎 被 提 出 并 得 到 了 充 分 的 研 究 。 单 颗 粒 粉 碎 系指 物 料 受 到 应 力作 用 以及 发 生 事 件 是 各 自进 行 的 , 即 不 存 在 物 料 粒 子 间 相 互 作 用 黪黪 黪 磐爨辫罄蓐 黪雾 辫 静 瓣 誊 l 。 * 口t 鳓 \ |薯 誊 甏 甏 力 。但 事 实 上 , 即 使 在 强 调 外 力 作 用 的 机 械 粉 碎 中 ,单 颗 粒 的 粉 碎 是 很 少 的 ,即使 存 在 也 往 往 伴 有 料 层粉 碎 , 不 过 层 压 破 碎 并 未 被 主 动 利 用 。层 压 粉 碎 的 关 键 在 于 压 力不 断 增 加 使 颗 粒 间 间 隙 越 来 越 小 ,颗 粒 之 『 b J 可 以相 互 传 递 挤 压 应 力 ,当 应 力强 度 达 到 颗 粒 压 碎 强 度 时 ,颗 粒 即 开 始 粉 碎 。 试 验 表 明 , 由于 层 压 粉 碎 在 纯 压 应 力 作 用 下 进 行 ,其 能 力 传递 效 率 要 高 于 单 纯 的 压 力 、冲 击 力 和 剪 切 力 ,层 压 粉 碎 也 就 比 压 碎 、磨 碎 、 劈 碎 、折 碎 和 击 碎 等 外 力 作 用 造 成 的粉 碎 效 果 好 。 1 . 2 高压辊磨机的工作过程 高 压辊 磨机 一 个辊 子 固定 于机 座 上 ,另一个 是移 动辊 ,可在 机座 上 小幅 度移 动 ,均 被 覆特 殊 耐磨 材料 制作 的 先进 辊面 。被 破 碎 物料 进入 高 压辊 磨机 的两个 辊子 问 的粉 碎腔 ,该过 程 要求 挤满 给 矿 。在辊 子 的作 用下 ,除 了与辊 面 接触 的 颗粒 受 到辊 面直 接 压 力外 , 物料 颗 粒之 间 也产 生相 互 Y “ F 用 压 力 ,导致 物 料压 实 和 粉碎 。两个 相 向旋转 的辊 子 ,首 先将“ 挤 满 给料 ”方 式给 入 粉 碎 腔 的 物 料 压 实 ,使 其 容 重 达 到 真 密 度 的 8 5 % ,在 达 到一 定压 力时 遭到 粉 碎 。粉 碎 产 品的 粒度 分 较 宽 ,含有 较 多绌 粒级 ,呈压 片 形状 排 出机 外 。 2 高压辊磨机的应用实例 目前在 水泥 业 、水 煤浆 业 都有 许 多用 于粉 碎 的 实 上 接 第 3 8 页 的 过 盈 量 基 础 上 适 当 加 大 过 盈 量 是 可 行 的 。 分布 以及 最 大应 力相 差 不 大 。在对 其进 行 分析 时 可 以 只考 虑一 个装 配 进 行研 究是 可 行 的 ,柱 钉 之 间虽 然有 应 力叠 加 ,但 对 辊 套 整 体 强 度影 响 不 大 。 5结论 从 上 述 建 模 仿真 的结 果 可 以 得到 以 下结 论 1 磨辊 机 体 与 硬 质合 金 柱 体 采 用过 盈 配 合 时 , 2 合 金柱 体 最大 的装 配 应 力 出现 在柱 钉 的底 部 外轮 廓边 缘位置 ,在实际生产时可 以考虑导圆角等措施 ,可以 3 改 善 柱 体 的 应 力 分 布 2对 于 本 设 汁 方 案 采 用 0 . 0 6 mm 的 过 盈 量 是 比 4 较 理想 的一个 设 计值 。在 实际 生产 中可 以在此 基 础上 适 当 加 大 过 盈 量 ; 5 3 本 设计 柱 体 的 间距 合 理 。在 同样 的 过 盈 量的 参考文献 江旭 昌 辊压机. 北京 国家建材局情报技术研究所 ,1 9 9 5 . Th o mp s e n,J .Kn e c ht .Hi g h~ Dr e s s u r e g r i n d i n g f o r c o p p e r a t Cy p r u s S i de r i t e M i n i n g e n g i n e e r i n g, 1 9 9 6 . 吴 毪 青 高压辊磨机相关技术的一些研究 f 硕士毕业论文 『 _ 沈 阳 东北大学 ,2 0 0 0 张新义. 机械精度设 计的理论概率法北京 机械工业出版社 , l 9 9 5 许定奇 ,孙荣文. 过盈联接的没计、汁算与装拆北京 中国计 量出版社 ,1 9 9 2 . 口 , 救露 凹 f 2 0 0 7 0 1 2 5 | l l 一 l 、 、 。 | 一 一 维普资讯 例 ,在 压模 、压 块 粒 度 由小 到 大等领域 也 得到 广泛 推 广 应 用 。在铁 矿 山 ,与球 磨 机等 磨 碎机 械 配 用 ,对 铁 精 矿细 磨 以提 高 比表 面 ,生产炼 铁 用 的球 团 矿 ,国 外应 用 较 多 ,国 内有少 数 几 家 , 用 高压 辊磨 机 来进 行 铁矿 石 的超 级 细碎 尚 不 多见 ,国外报 导 的 有一 家 ,国 内有 进行 试 验 的 ,但 试验 数 据 未 见 公 布 。 已见报 导 的 高压 辊 磨机 应 用于 铁矿 石 超细 碎 的实 例 ,智 利 L o s C o l o r a d o s铁选 矿 厂是唯 一一 家 。该选 厂 在 铁 矿 石 破 碎 流 程 中 采 用 了 德 国 KHD HO mb U l d t we l d a 2的 RP BR1 6 一 l 7 0 /1 8 型 高压 辊 磨机 ,其规 格 为 l 7 x l 8 0 0 mm,辊 子圆周速 度为 1 . 1 - 2 . 2 m/ S , 2台 电动机 ,安装 功 率 为 l 8 3 7 . 5 k W/台 。原 矿 经两 段破 碎粒 度 减少 到 一 7 0 mm 给 入 辊磨 机 ,其 后用 2台 B a r ma c Du o p a c t o r立式 冲 击破 碎机 打散 料饼 ,产 品粒 度 为 一 7 mm。该铁 选 矿厂 如果 不 采用辊 磨机 需要 四段 破 碎 。该 流 程 于 1 9 9 8年 1 1月投 产 ,最 大 给料 量 为 2 0 0 0 t / h,循 环负 荷量 为 2 9 . 5 %。每 台 电动机 的驱 动 功 率 为 1 6 8 0 k W ,单位 能 耗为 0 . 7 - 1 . 3 k W ‘ h / t ,平 均 排料 粒 度 为 8 0 % - 2 . 5 mm。 3 高压辊磨机在铁矿石超细碎 中的 应 用前 景 高 压辊 磨机 应 用 于铁 矿 石超 细碎 ,一方 面 ,通 过 降 低入 磨粒 度 和改 善 入磨 物 料 的粉碎 特 性 ,可 以 实现 多 碎少 磨 ;另一方 面 ,由于 破碎 产 品细 粒级 含 量 高 , 并 且 多沿解 理 面破 碎 ,使 较 大 产率 的预 选 抛废 成 为可 能 ,在 实现“ 能抛 早 抛 ,能 收 早 收 ”的 同时 ,有 效 降 低 过粉 碎 。 同时 具 备这二 大 优 势 ,使 高压 辊磨 机 在铁 矿 石 超 细 碎 中具 有 极 大 的推 广应 用 价值 。 3 . 1 多碎少磨的实现 多碎 少磨 是 有效 的 节能 降 耗手 段 ,早 已 为广 大选 矿 业 内人 士所 接 受 ,并 在很 长 的 一段 时 间 内做 了大 量 工 作 ,但 只是 在 近 几年 ,随着 一些 高 效 的破 碎筛 分 设 备的 成功 应 用 ,才使 多碎 少磨 在 一些 选矿 厂 内成 为现 实 ,在 这些 选 矿厂最 终破 碎产 品 的粒度 达到 1 0 mm 以 下 ,极 大 降 低 了 磨 机 的 负担 ,在 磨 机 效 率 提 高 的 同 时 ,节 能 降 耗 效 果 也 极 为 明 显 。 目前 的高 效 破 碎 设 备 ,以 No r d b e r g和S a n d v i k 为 代 表 ,国 内外 多有 应 用 。除 了 更 为 完 善 的机 械 结 构 和 控 制 系 统 外 ,它 们 产 生 高 效 率 的 主 要 原 因 是 在 设 计 时 更 为 重 视 层 压 粉 碎 。而 高 压 辊 磨 机 的破 碎 行 为 ,以 层压 粉 碎 为主 ,因此 ,在 细碎 及 超级 细 碎 中 , 其技 术指 标更 好 一些 。前 文提 到 的智 利 Lo s Co l o r a d o s 铁 选矿 厂 ,将 一 7 0 mm 的粒 度 破 碎 到 一 7 mm,台 时 能 力 可 以达 到2 0 t /h,而 且 其 平 均 排 料 粒 度 为 8 0 % 一 2 . 5 mm ,细 粒 级 占大 部 分 ,这必 然 会使 磨 矿 作 业 的 负 担 大 大 减 轻 ,与 常 规 破 碎 设 备需 要 四 段 方 能 达 到 这 一 技 术 指标 相 比 ,应 用 高压 辊 磨 机 实 现 了 “ 多碎 少磨 ”,但 未 大 量 增 加 破 碎 设 备甚 至 可 以 有 所 减 少 。 另 外 ,在 高 压 辊 磨 机 中 ,高 压 能 使 颗 粒 问 互 相 紧 密 接 触 ,可 有 效 地 传 递 力 的作 用 ,颗 粒 之 间 的反 复 挤 压 使 颗 粒 内部 在 两 矿 物 界面 处 应 力 较 为 集 中 , 生 成 了 许 多 张 开 性 微 裂 纹 ,这 种 物 料 进 入 球 磨 更容 易被 磨 细 。 应 该 说 这 种 特 殊 效 果 是 目前 正 在 使 用 的 细 碎 设 备 所 缺 乏 的 。 3 . 2预选抛废 目前 我 国 选 矿 工 艺 流 程 大 多 碎 磨 效 果 不 甚 理 想 ,碎 磨 粒 度 不 是 过 粗 就 是 过 细 ,分 离 界 面模 糊 , 过 粉 碎 严 重 ,经 选 别 作 业 后 ,不 是 尾 矿 过 高 ,就 是 精 矿 品位 过 低 。 因 此 选 矿 行 业 始 终 在 追 求 早 解 离 、 早 抛 尾 、早 回 收 ,其 重 要 条 件 是 实现 单体 解离 ,且 矿 物 不过 磨 、不 泥 化 。高 压 辊 磨 机 是 实 现 这 一 目的 的理 想 设 备 。 上面 提 到 ,在 高压 辊磨 作 业 中 ,颗粒 之 间 的反复 挤 压 使颗 粒 内部 在 两矿 物 界面 处应 力较 为集 中 ,破 碎 分离 在 两矿 物 的 界面发 生 ,产生 了沿 解理 面 破碎 的 效 果 ,因此 矿 石经 高 压辊 磨 机进 行 超细 碎 后 ,已 有相 当 部分 的矿物 实现 了解 离 ,加之 破 碎产 品 粒度 已很 细 , 为细 碎 后入 磨 前 的预 选提 供 了 良好 的工 艺 条件 ,使 得 利 用 当前 的技 术 设备 对破 碎 产 品进行 预 选抛 废 成 为可 能 。与 目前一 些 选矿 厂 采用 的 大块 干选 抛 废相 比 ,由 于 高压 辊 磨机 破 碎产 品 粒度 更细 ,解离 度 高 ,其预 选 粗 精 矿 品位要 高 于 大块 干选 仅恢 复 地质 品 位 ,其抛 废 产率 也 将 更 高 。 由于 高 压辊 磨机 破 碎产 品解 离 度提 高 ,与常 规破 碎相 比 ,破 碎产 品 中连 生体 比 例 降低 。而 连 生体 的存 在正 是磨 矿 作业 反 复循 环造 成 过磨 的原 因 ,连 生 体 比 例 降低 就 意 味 着过 粉 碎 的 减 轻 。 试验 及 实践 数 据表 明 ,高 压辊 磨 机通 过 实现 多碎 少磨 及 预选 抛 废 ,可使 磨 矿能 力提 高 l 5 %~3 0 %,将 使 设备 总 量减 少 ,厂 房 、占地 面 积 、地基 、生产 和维 修 等费 用 降低 ,降低 选矿 成本 ,实现 节能 降耗 、增 产 增 效 。 4结论 1 高压 辊 磨 机 从 工作 原 理 上看 ,是 一种 理 想 的 多碎少 磨 设 备 ,其工 业 实践 如能 成 功 ,必然 给 铁矿 山 选 矿带 来 革 命性 的变 化 ,从 优化 流 程 、提 高产 量和 质 量 、降低 成本 、提 高经 济效 益 等多 方 面考 虑 ,具有 极 诱 人 的前 景 。 2 辊 磨机 在 水 泥 行业 的 应 用 已很 成 熟 ,但 高 压 辊 磨 机在 铁 矿 山的应 用 在世 界 范 围 内仍 然 很少 ,工业 实践 经验 还 在摸 索 。铁 矿选 矿 企业 、科 研 院所 要 加紧 其研 究 与 应 用 ,尽 早 取 得 经 济效 益 。 参考文献 l 任德树. 料团粉碎机理和 K HD洪堡 威达克公司辊压机在金属 矿山的应用. 金属矿山 ,2 0 0 4 增刊 2 李值. 高压辊磨技术一 节能降耗的有效途径. 金属矿山,2 0 0 4 增刊 3 王宏勋,吴建明 ,袁海生. 粉碎工程及其加工设备的进展. 金属 矿山 ,2 0 0 5 增刊 4 饶绮麟 ,郎平振.破碎 设备的类型及 市场需 求.金 属矿山 , 2 0 0 4 增刊 5 刘曙 ,王永清. R P 3 . 6 1 2 0 /5 0 B辊压机在程潮球 团生产中的 应用. 金属矿山,2 0 0 5 增刊 6 张成强,张锦柱. 选矿企业节能降耗的措施及其相关理论依据. 金属矿山 ,2 0 0 5 增刊 口 收稿 13 期 2 0 0 6 1 2 1 4 修改稿 13期2 0 0 7 0 2 1 5 维普资讯