高压辊磨机铜矿应用－工艺突破.pdf

Polysius AG HPGRs in Copper Ore Comminution Proceedings of Cu 2012 高压辊磨机铜矿应用高压辊磨机铜矿应用高压辊磨机铜矿应用高压辊磨机铜矿应用－－－－工艺突破工艺突破工艺突破工艺突破 E. Burchardt, N. Patzelt, J. Knecht, R. Klymowsky 摘要 自1986年高压辊磨机被使用于钻石选矿以来，高压辊压机技术应用取得了稳步和突破性的进 展。特别是在铁矿石行业的应用发展速度尤为突出。其应用于铜矿领域的突破则始于2006年 Freeport公司在秘鲁的“Cerro Verde” 铜矿以及2007年印度尼西亚的“Grasberg” 铜矿。 2008年国际铜价的下跌使其在铜矿行业的应用发展受到一定的影响，但这并不影响铜矿对这项 技术的兴趣。 很多新近探明的铜矿和金矿都有储量大，品位低，矿石硬度高的特点。高压辊磨机非常适合大 处理量及高硬度矿石。运行成本低是高压辊磨机的最显著优点，但在处理低品位、高硬度矿石 的项目来说，选用高压辊磨机工艺同样还可以节省投资成本。 高压辊磨机的应用已在两个方面取得突破。一是作为近几年进入该领域的新技术，它已经在贵 金属及基础冶金选矿行业成为一项成熟的并被接受的工艺，二是在有些项目中高压辊磨机的能 力已被证明是项目获得经济可行性的关键。 这里我们来回顾一系列的应用实例，从秘鲁的Cerro Verde铜矿和印度尼西亚Grasberg铜矿开 始；2009年7月澳大利亚Boddington 3500万吨/年金矿；2008年3月英国Anglo Platinum’s集团 Mogalakwena 60万吨/月铂金矿；2008年7月Assmang的BKM铁矿；2008年5月Northam Platinum的UG2项目；第一台高压辊磨机使用在金矿堆浸选矿领域的是加纳的Tarkwa 金矿。 本文我们想要介绍高压辊磨机在这些不同领域的项目中生产和使用所获得的经验和我们正在所 做的如何提高磨辊使用寿命，降低能耗和总运行成本的进展。 另外，本文展望了高压辊磨机技术的发展方向。 有迹象表明一些日用品行业正在恢复。当经济全面复苏时我们有信心确立高压辊磨机将在矿石 破碎粉磨领域的主导地位。 简介简介简介简介 在上世纪80年代中期，高压辊磨技术由于其在节能方面有很高的潜在优势，首次被引入水泥工 业。使用高压辊磨机研磨水泥熟料、矿渣和石灰石比使用传统的球磨机可降低约50的能耗。 然而，由于磨辊的磨损及相关工艺设计方面的原因，除了钻石和铁矿外其它矿业选矿很少采用 这项技术。 我们付出了极大努力来改进高压辊磨机设计，使得其耐磨件在高磨蚀应用条件下达到可接受的 使用寿命，并改进了设备的维护条件，使得设备的运转率达到94以上。这是高压辊磨机在冶 Polysius AG HPGRs in Copper Ore Comminution Proceedings of Cu 2012 金以及贵金属矿业被接受的先决条件。磨损问题已经被成功解决，我们还将在未来几年继续改 进工艺，从而进一步减少磨耗成本。在高压辊磨机被成功地使用在铜矿和在其它矿产领域之后， 对该技术的应用将更多关注在诸如以下方面 在什么样的条件下选择高压辊磨的工艺流程比传统工艺流程更经济 从经济可行性角度来看高压辊磨机是否适合低品位，高价值的矿山 采用高压辊磨机的工艺流程和工厂布置怎样才能最经济 如何在最低投资成本的情况下配置最节能的破碎，粉磨流程 在二级破碎，高压辊磨和球磨系统中，各级物料最佳的前后粒度界面设置和能耗分配 在高压辊磨工艺流程中，为了得到更低的磨损和更低的能耗，什么是我们在降低投资的同时必 须做的 根据今后的设备规格和设计标准、最优工厂规划、以及满足最好的操作和维护条件要求，在我 们已建的项目中我们能够学到什么 本文对上述某些方面作了阐述，主要是对于这个技术的发展现状做一个初步的介绍。 结合高压辊磨机的粉磨流程结合高压辊磨机的粉磨流程结合高压辊磨机的粉磨流程结合高压辊磨机的粉磨流程 高压辊磨机第一次进入铜矿业应用是在上世纪90年代中安装于塞浦路斯Sierrita铜矿，尽管它也 获得了许多正面的肯定，但在那个时候被认为是一个失败的案例[1,2]。高压辊磨机在铜矿业成 功应用的第一个案例是始于2006年秘鲁“Freeport“的“Cerro Verde铜矿”[3]和2007年印度 尼西亚“Grasberg铜矿”[4] 高压辊磨机在铜矿和其它矿产的主要应用有 ■ 在SAG磨选矿工艺流程中用作顽石破碎（图1 新建或改造项目） ■ 在选矿工艺流程中用于三级破碎（图2 新建项目） ■ 在选矿工艺流程中用于四级破碎（图4 改造项目） ■ 在选矿工艺流程中用于三级，或四级破碎（新建或改造项目） 高压辊磨机用作顽石破碎的可能性已被研究很长一段时间了，许多可行的工艺流程布置已经被 研究。图1 所示包含了其中2种观念。最有效的方法配置高压辊磨机作为二级破碎处理顽石 （SC），高压辊磨机出料经筛选，筛下料直接进球磨机。 高压辊磨机能有效结合到现有SAG/AG磨循环系统（改造项目），提高系统处理能力。高压辊 磨机第一次用作顽石破碎， 也即SAG系统大颗粒破碎， 是在上世纪90年代的一个铁矿选矿项目。 2008年一个黄金生产商决定采用使用高压辊磨机作顽石破碎的SAG研磨系统来分选矿石[5] （如 图一SAG-选项2）。 Polysius AG HPGRs in Copper Ore Comminution Proceedings of Cu 2012 左图是高压辊磨机破碎顽石；右图是高压辊磨机作为矿石二级破碎 高压辊磨机在新建矿山工艺流程中的典型应用 高压辊磨机在闭路破碎流程中作为三级破碎，可选用湿法筛分，也可以干法筛分。在常规闭路 循坏中，循坏筛分料直接回到高压辊磨机的进料方式（如图2 左图所示）或是采用右图所示方 式的分级倒置闭路循环（循坏筛分料返回料场）。倒置闭路循环方式在钻石行业是常用的标准 选矿工艺，但在金/铜矿业，主要由于磨损问题，遭到反对。目前在运行的项目，如2006年运行 的秘鲁 “Freeport” 的Cerro Verde铜矿、 2008年英国Anglo Platinum集团Mogalakwena铂金矿、 2009年澳大利亚Newmont公司Boddington金矿。都是采用图2左图所示常规闭路循环加湿法筛 分系统。迄今为止只有Anglo Platinum集团选用干法筛分流程[6,7]。 图2 高压辊磨机作为三级破碎左边为正常闭路循环；右边倒置闭路循环 Polysius AG HPGRs in Copper Ore Comminution Proceedings of Cu 2012 图3高压辊磨机在Cerro Verde（秘鲁自由港）-全部采用高压辊磨机的铜矿分选[4] 其它即将被陆续投入使用的有巴西Vale公司Salobo铜矿、澳大利亚钼矿公司的Spinnefex Ridge铜矿、澳大利亚Gindalbie Metals公司Mt. Karara铁矿都是采用常规闭路喂料加湿法筛分 循环系统（图2 左示流程） 一个倒置高压辊磨循环加湿法筛分系统被南非Assmang公司BKM 铁矿项目选用，该项目已于 2008年7月投入生产。做出这个决定的主要原因是在生产过程尽量减少细粉的产生以减少产品 损失。由于缺省细粉（减少）可能造成磨损加剧的担心并未得到证实。从正在使用现场得到的 反馈将作为重新考虑推广倒置闭路循坏工艺流程在铜矿、金矿及其它硬矿石行业（特别是低磨 损领域）应用的依据。 高压辊磨机已经被证明是一个对升级现有破碎、研磨系统非常有用的设备，首次作为第四级破 碎成功使用的是2007年在印度尼西亚自由港的Grasberg铜矿（如图四所示）。 图4 高压辊磨机应用在Grasberg铜矿Freeport-第一台在铜矿作为四级破碎 在Grasberg铜矿，高压辊磨机以三级破碎系统的产品作为进料，三级破碎可使物料粒径小于 15mm，高压辊磨机对物料再次细碎，使球磨得到更细的喂料。这就可能在相同浮选细度下， Polysius AG HPGRs in Copper Ore Comminution Proceedings of Cu 2012 提高产量和回收率，或者保持产量不变，提高产品浮选细度从而增加回收率。两种情况下都可 以在总运行成本较低情况下提高生产率。 通过使用高压辊磨机替代原有三级破碎系统的第三级锥形破碎机或棒磨，不仅仅是降低运行成 本，还提高产能和矿品回收率。 2008年一台高压辊磨机应用在类似的南非Northam Platinum公司UG2矿，二次破碎车间的成品 物料。高压辊磨机被安装在浮选流程的中间阶段，并把最初的棒磨改为球磨。整个项目的重新 设计已经被证实是非常成功的[7]。 2009年10月第一台投用与商业用途的高压辊磨机在加纳的Goldfields –Tarkwa金矿堆浸选矿工 艺流程开始试运行，这被认为是第一台全面投入堆浸工艺工业试运行的高压辊磨机，主要是验 证高压辊磨机对堆浸选矿工艺流程的适应性，同时为了验证在实验室已被反复验证的，高压辊 磨机处理后的矿石，具有更快更高的堆浸效率和回收率。正面的工业实验结果将对铜矿SX/EW 堆摊浸出选矿工艺流程产生积极影响。 工业操作经验 近来应用在铜矿和其它矿业的高压辊磨机， 主要的设计数据被归结在图5。 大量从这些已经安装 运行的设备中得到操作经验为我们提供了设计变更和改进的依据，比如耐磨寿命提高、验证规 格标准及尺寸放大比例标准，同时使设备达到最佳操控维护性能。新项目及潜在的项目将从这 些持续收集的经验中受益。 图5新近用于铜矿及其它矿业高压辊磨机的设计及操作数据总结 总之，由于没有相类似的工业实际应用参考，早期应用于矿业的高压辊磨机在产能、循环负荷 要求及闭路循环操作中能量输入以及设备使用寿命的预估都是相当保守的。 工业用高压辊磨机使用寿命都比我们预估保证使用寿命长，高压辊磨机耐磨测试实验（ATWAL Polysius AG HPGRs in Copper Ore Comminution Proceedings of Cu 2012 磨损指标）给出一个比较现实的寿命，在铜矿工业中用于细物料研磨的高压辊磨机最大使用寿 命可超过20000小时。只有一个项目的磨辊辊套预估使用寿命（6000小时）大于实际初次使用 寿命（3000小时）。造成这种状况的原因是相比较于设计阶段矿石的性质（更高的ATWAL 磨 损指标）已经发生改变，而且瞬时进料大于设计产能。经过优化磨辊的耐磨保护设计（改善耐 磨钉设计和耐磨等级），该项目磨辊的使用寿命已经超过5000小时，如果做进一步的设计改进 最终潜在使用寿命会超过6000小时，其它高磨损用户将从这个改进中受益。 所处理矿石的矿物特性是影响磨辊磨损的最主要因素，通常矿物特性对磨辊磨蚀的影响比喂料 粒度、辊磨压力和水分的影响都要大。影响磨辊磨损的第二大因素是入料粒径或者说是入料粒 径与磨辊间隙的比值。入料粒径明显小于磨辊间隙，磨辊磨损率降低。根据ATWAL磨蚀实验分 析以及随后的实际运行经验反馈，矿石的硬度，或韧性对磨辊磨损影响相对来说较小。 高压辊磨机入料前的物料粒径控制实质上是为了延长磨辊使用寿命，因为这是最大限度减少辊 钉断裂的先决条件。坚硬的矿石对辊钉的断裂破损有很大潜在风险，过多（超过进料粒度控制 要求）的大尺寸的物料会造成严重的辊钉断裂，并最终导致磨辊辊面的损坏。对硬度或韧性很 高的物料来说，降低或限制入料粒度可以延长磨辊辊胎的使用寿命。在今后，针对这种特性的 矿石应提前选用改进后耐磨辊钉。 通过建立优化的维护工作程序，磨辊更换可在36小时之内完成。 辊压机最初使用时出现磨辊辊间距偏差问题也得到了很好的解决。一般情况下，辊间距偏差是 由于喂料量不足或是下料离析引起的。在有些现场，辊间距偏差主要是由于喂料系统启动进料 时和连续运行状况下喂料量不足引起的。导致了只有磨辊中间区域能压到物料，这不利于形成 饼状式料柱喂料条件。在实际操作中，可以调节磨辊转速适应实际的喂料量从而形成饼状式料 柱，或者是在开始喂料时，慢慢增加磨辊转速。 工业用高压辊磨机的实际产能通常比通过实验室（批量）试验所获得的产能系数要高。实验室 获得的产能系数用于设备规格选择。结果是工业用高压辊磨机的实际产能通常高于保守设计产 能。 在闭路循环加分级筛的循环负荷与供应商预计的差不多，起初工程师和咨询顾问担心供应商预 估的循环负荷量可能不足，从而倾向于选择设备规格较大的富余量，实际上这个富余量可以更 合理地减小一些。供应商，工程师和咨询顾问一致认为，对高压辊磨机实际循环负荷以及系统 实际产能的合理估算，可以为客户提供一个减少投资成本的机会。 低估高压辊磨机的实际产能而选择过大规格的设备，以及过高估计产能需求，有时会因喂料不 足产生一些问题，特别是在固定转速驱动的项目。高压辊磨机的可变速驱动控制对正常生产运 行和处理产能波动是十分必要的。 改变研磨压力是优化高压辊磨机循环的一个强有力的方法，无论是在低循环负荷下达到最大产 能还是高循环负荷下得到最优能效。 高压辊磨机辊压后的物料中料饼的形状比我们当初预估的要理想，现在料饼的稳定性实验给了 我们一个很好评估料饼的依据。湿料的筛分效率比干料要高。筛上物料的水分（即使是网眼 5-6mm的筛子）很容易控制。进入筛分前的物料打散，沿筛子宽度均匀分配物料，以及足够的 Polysius AG HPGRs in Copper Ore Comminution Proceedings of Cu 2012 筛子面积，是控制筛上物料合理水分含量的前提条件。通常，6mm网眼的筛子的筛上物料，在 正常操作条件下物料的水分小于4。 这样水分含量有利于进一步降低高压辊磨机与球磨机的分 界粒径尺寸。 在正常的操作条件下，生产小于粒径6mm的铜矿产品的循环流程所需的单位能耗小于3kwh/t. 高压辊磨机的实际运用表明该设备对所处理的物料性能变化不是很明感，即使是不同矿体的矿 石、单位产能输出、循环负荷、吸收功耗，单位输入功率没有明显变化。球磨机的入料粒径级 配相当稳定。球磨入料粒径分布主要取决于湿法筛的网眼尺寸而不是原料本身的物理特性。这 个特性使得球磨基本上能在一个产能和细度稳定的工况下运行，也使随后的浮选流程可以很好 地控制。由于生产要求的产能变化，或由于微小的入料性能变化，很容易通过磨辊转速调节。 SAG磨的性能很大程度受到研磨物料硬度的影响，物料粒径分布和矿石的硬度韧性很大程度上 影响SAG成品输出，同时也对SAG磨和球磨循环之间物料粒径改变也有很大影响。总之，高压 辊磨机和球磨机之间的循环平衡更容易得到。 高压辊磨机与SAG磨循环比较 带循环的高压辊磨机系统通常是与传统SAG磨系统竞争，虽然现在有些迹象显示在一些比较小 的，矿石比较难磨的矿区有再次采用传统的三级破碎系统的。 在产能100,000t/天的大型选矿区，根据不同矿石硬度韧性和产品粒度要求需配备5至6台二级破 碎机和约10到15台三级破碎机。在高磨损矿区二级破碎机的衬板寿命一般小于30天，三级破碎 机衬板使用寿命甚至更短。世界级的项目必须考虑避免使用这样高设备维护量和高运行成本的 传统破碎流程。 在大多数情况下研究比较大范围应用下的SAG磨和高压辊磨机理论。传统SABC流程与高压辊 磨机循环流程的经济差别，主要是由矿石样品在SAG磨的研磨数据来决定。最初SAG磨系统的 设计选型是依据“Bond 理论”测试的Bong功指数。然而，“Bond理论”在以往的SAG磨实验 中失败。 近几年，SAG磨设计选型根据落锤（DWI）试验，或者是SPI试验，落锤实验得出的结果称为 “A*b”参数或矿石的DWI参数。 纽蒙特（Veilette＆Parker，2005）[8]发表了一张图表，列出了许多他们所统计的运行工厂和项 目[图6]的数据，给出了SAG磨之间所需的功率输入和表示矿石破碎碾磨能力的A *b参数之间的 关系。从这张图表得出的结论是，在一个SAG磨的功率需求可能从4KWh/吨（A*b 80）至16 千瓦时/吨（A* b 25）变化，或换句话说，不同性质的矿石在SAG磨中可能会有不同表现 - 即 使是在同一个矿的矿石。 Polysius AG HPGRs in Copper Ore Comminution Proceedings of Cu 2012 图6纽蒙特关于SAG能耗与矿石特性（A*b参数）函数关系图[8] 矿石的破碎研磨特性A*b参数和邦德功指数 （球磨能耗比例系数） 或矿石在高压辊磨机中的破裂 特性系数之间的关系还未找到。 图7中左边图面， 显示了在实验工厂用实验高压辊磨机研磨A*b参数在18至36之的矿石成品细度 与研磨压力的关系。实际上，我们可以发现产品细度没有很大不同。这个结论说明，即使是矿 石的“A* b”参数值在一个很大范围波动或矿石特性差异很大， 在高压辊磨机流程中循环负荷率不 会有很大变化。 图7右手边图面显示了近30种不同矿石的A*b参数与邦德功指数的相互关系。 邦德功指数只在162KWh/t之间变化，即使A*b参数指标在18至75之间变化（SAG能耗指标从 约5 kWh/t到超过16 kWh/t之间变化） Polysius AG HPGRs in Copper Ore Comminution Proceedings of Cu 2012 图7高压辊磨机成品细度与研磨压力曲线图（左）邦德功指数与矿石硬度韧性参数A*b的关系 曲线图（右） 综上得出以下结论 ■ 矿石硬度韧性的变化在SAG磨系统中仍是需要考虑的一个主要问题 ■ 在邦德实验中一旦矿石喂料粒径都小于3.15mm 矿石韧性不是主要问题。 ■ 高压辊磨机能够有效补偿矿石硬度韧性的差异（大补偿器） 表8综合比较了不同矿石硬度韧性反映在所设置流程系统的单位能耗以及所需设备规格和数量。 这只是一个非常简单的常用比较表格，反映三种SAG磨系统所需输入功率分别为4kwh/t 、10 kwh/t、 16kwh/t的矿石在SAG磨流程和等效的高压辊磨机流程中生产小于6mm的球磨机喂料。 这三种不同矿石对高压辊磨机来说，其产品细度波动很小，因此高压辊磨机的研磨效果受矿石 易磨性变化的影响是可以忽略的。球磨机的能耗是主要受喂料物料粒径和产品细度要求影响， Polysius AG HPGRs in Copper Ore Comminution Proceedings of Cu 2012 矿石变化可能造成的影响可以被忽略。在高压辊磨机流程中根据球磨机产品细度要求，球磨机 的能耗会有约小于10的左右的提高。尽管如此,这样一个修正不会改变图8中所得出主要结论。 图8 图中容易看出，SAG磨对于不同硬度矿石的能耗指标与高压辊磨机的区别。 对于100000吨/天的矿石处理厂从图表中我们可以得出以下结论 ■对于硬度较低的矿石可能只需要安装一台大型SAG磨 ■对于中等硬度矿石来说至少需要安装2台SAG磨，而对于高硬度矿石来说需要安装4台才能达 到要求。 ■ 如果使用高压辊磨机最多只需安装4台，而不需考虑矿石的硬度特性。 ■如果使用现有的最大规格高压辊磨机或是考虑提高球磨机入料颗粒粒径（大于6mm）的话， 安装3台就可以。 ■对于中等硬度矿石需要对2-3台SAG磨成本与4台高压辊磨机流程成本的投资对比。 ■ 对于超强硬度韧性的矿石我们需要进行4台SAG磨成本与4台高压辊磨机流程成本的资金支 出对比 得出的结论是在大规模处理高硬度和易磨性差的矿石项目中，高压辊磨机是较为合适的选择。 磨蚀损耗在整个操作成本中占了很大比例， SAG磨及球磨机的能耗大小很大程度受矿石本身的 磨蚀性影响。高压辊磨机的磨损同样受矿石的磨蚀性影响。SAG磨和高压辊磨机的磨损成本的 比较需要根据实际情况进行评估。 高压辊磨机在铜矿及其它矿业的使用前景 在未来的粉磨流程中进一步降低总运营成本和能耗是一个显而易见需要。这是为了适应今后处 理低品位和高硬度矿石的必然要求。限制二氧化碳排放，防止全球变暖已成为世界范围内的重 要政治议题。对现有的能源（二氧化碳证书）使用限制，或至少需要花比目前更高的能源成本。 只有选用高效的破碎粉磨系统才能使开发和利用那些“低品位/高硬度的矿石”项目成为可能，使 投资（CAPEX）和运营（OPEX）成本在经济上可行。最后，水的可能（获得）性越来越是个 问题。 Polysius AG HPGRs in Copper Ore Comminution Proceedings of Cu 2012 高压辊磨机引入作为处理高硬度矿石的选矿三级破碎，在处理高能耗高磨损矿石的选矿领域， 是节能和降低磨耗成本的一个里程碑。而且，高压辊磨机的潜在应用需求范围会远超过今天。 在高压辊磨机与球磨组合的系统里有三个方面的优化值得注意 ■降低二级破碎高压辊磨机球磨机系统SC-HPGRBM的投资成本， 这个系统是被认为比一般 传统的SAG破碎顽石破碎球磨（SABC）的循环系统投资成本要高。 ■减少球磨机和二次破碎机的工作量，把更多的负荷转移到更高效的高压辊磨机来完成，从而 提高粉碎系统的整体能效。 ■进一步降低破碎，辊压，和球磨的磨蚀损耗成本。 经济上的权衡比较结果通常是，高压辊磨机粉磨系统相对于传统的SABC粉磨系统来说投资成 本较高而运行成本比较低。其实，这种看法是不完全正确。这两种破碎粉磨方式的的经济差异， 主要取决于矿石在SAG磨试磨时的能耗需求。 对于一个日处理10万吨矿石的矿场需要SAG磨的 数量 （前面已经做过分析 ） ，根据不同的矿石硬度需要1至4台“20兆瓦的”SAG磨。然而，无论 矿石硬度怎样不同，都需要4台高压辊磨机。在需要4台大型SAG磨的情况下，高压辊磨机在投 资成本上是具有优势的。在高压辊磨机流程系统中，投资成本高的一个主要原因是物料处理的 辅助设备，尤其是二级破碎和高压辊磨都采用当下流行的闭路筛分流程。 二级破碎采用开路方式和多次通过，高压辊磨采用机开路方式粉磨，被认为是简化工艺流程， 有时被视为降低投资成本（也希望能降低运行成本）的一个潜在举措。 有论文说，如果二级破碎能保持理想的操作条件，开路方式是一个可行的选择。可是，开路方 式不能保证无大粒径矿石进入高压辊磨机。这种大粒径物料在某种情况下可以通过二级破碎， 特别是在超负荷运行时破碎机间隙增大时。持久和临时的大粒径入料都会降低高压辊磨机耐磨 辊胎的使用寿命。 过去一直认为，甚至现在仍有人认为，高压辊磨机应该尽可能处理粗粒径物料，从而可以免去 二级破碎，确保破碎粉磨系统达到最高效率。尽管，在某些应用场合，二级破碎的磨衬寿命可 能相当短，但磨耗成本在二级破碎中相对来说还是比较低的。磨耗成本随着每级破碎粉磨的产 品细度增加是超比率的升高，从这点考虑，增设二级破碎能力，而不是勉为其难，让三级破碎 HPGR去适应粗物料，甚至超大粒径物料，是更经济的。 比较小的喂料粒径肯定对高压辊磨机有利。首先，辊压粉磨小粒径原料有助于延长高压辊磨机 耐磨保护件的使用寿命，从而可以节约耐磨保护成本。其次，较细的入料是应用新一代耐磨辊 钉的先决条件。这种耐磨辊钉具有更高的耐磨性（较长的寿命） ，但同时也更脆（有更易折断的 风险） 。早些时候建议的喂料粒径和辊间距比例，需要重新定义，特别是考虑到矿石硬度或韧性 的影响。根据矿石的硬度、磨蚀性、最大喂料粒径选择相匹配的耐磨辊钉，可以降低辊钉的折 断风险。 全面了解这些交互作用的影响因素是优化二次破碎和HPGRs之间物料粒径接口的前提 条件，以确保为一个特定的应用选择最适合的耐磨保护设计，最低的磨耗成本。 此外,经常讨论的问题是 “如何让高压辊磨机更多完成本该由球磨机来完成的粉磨任务， 同时简 化工艺流程配置” 这两种工艺方案在实际流程布置要求上是有明显区别的。 尽管实际上有很多 Polysius AG HPGRs in Copper Ore Comminution Proceedings of Cu 2012 种可能的工艺组合流程配置，其中也有将二者结合考虑的配置方案。第一种方案考虑提升效率， 采用更细的筛网选择高压辊磨机产品，但同时必须接受系统的高循环荷载。这种方法对现有工 厂的设计和布局改动不大。第二个方案是高压辊磨机的多次循环辊压，不设中间分级（筛选） 的开路模式。这一方案的支持者希望达到一个简化的工厂流程布置以降低投资成本。需做进一 步的工程研究来证明这一点。 展望四种典型的非标准流程流程图见图9。 图9可供选择的高压辊磨机工艺流程 广泛的测试工作已经在工业试验规模的高压辊磨机和实验室规模球磨机上进行，研究各种不同 工艺流程（包括球磨在内的）系统的总体能效的差异。 从这些试验测试总结得出的结论是 ■现在通常使用的工业筛网（筛眼尺寸5-10mm） ，只要湿筛过程中的筛上物料的水分含量能控 制在一个适当的水平，使用的筛眼更细（小于5-10mm）的工业筛可以提高循环回路的效率。 ■在各级高压辊磨机喂料中，把细粉分离出去可以使系统达到最高效率。 ■多次辊压，如不分离细粉，会降低系统循环辊压的的效率。 这些结论也跟矿业以外的工业实践应用相一致。当今水泥行业对于最有效的利用高压辊磨机具 Polysius AG HPGRs in Copper Ore Comminution Proceedings of Cu 2012 有最广泛的经验。在水泥工业的不同使用场合我们得到两个重要的经验总结。首先,高压辊磨机 的能效比球磨机高出40 - 60以上；其次、高效分选是实际达到节能的关键。在水泥工业中任 何多级研磨没有中间分选设备，会降低整个研磨系统的效率。基于这些显而易见的经验，如果 使用高压辊磨机在矿产业也可以达到最佳的节能效果。在过去的一段时间里水泥粉磨、矿渣粉 磨及石灰石粉磨等终粉磨系统的应用实践表明，球磨机最终将被完全弃用。 到目前为止，世界最大的高压辊磨机石灰石终粉磨系统在印度的水泥厂中运行。该厂的两个粉 磨厂都分别配备一台POLYCOM21/16规格的高压辊磨机， 这两台高压辊磨机处理的原料都是邦 德功指数为15到16Kwh/t的石灰石， 每个研磨车间的产量为320-370吨/小时之间， 产品细度P80 为65-90um之间。根据产品细度要求不同，系统中高压辊磨机、风机、选粉机及斗式提升机等 主要设备的综合能耗在10.7至11.5Kwh/t之间。 对普通的铜矿矿石，邦德功指数为15到16Kwh/t是很常见的。假设选用同一尺寸规格的高压辊 磨机、以同样的粉磨和分选效率，那么在印度水泥厂的那台高压辊磨机能够每小时处理450吨 铜矿石，把细度磨到浮选细度150m。用一台POLYCOM24/18高压辊磨机可每小时处理650 吨。终粉磨系统相比较与现在使用的高压辊磨机加湿法球磨系统可以节省约40的能耗。 当然，对于矿产行业来说，采用干法终粉磨系统还存在许多问题和挑战，比如说水分、磨损、 维护等等，但是，这将是铁矿和有色金属矿选矿破碎粉磨工艺达到最低能耗的终极目标。 在金属和有色矿产破碎和粉磨工艺中不断推广应用高效的高压辊磨机技术，在不久的将来会有 一个很大的发展。把高压辊磨机技术应用到这些邻域并发展到终粉磨系统的应用将是一场革命 性变革。 结论 高压辊磨机已经确立作为被接受认可和成熟的技术，并能显著降低铜精矿和其它矿产应用的生 产成本。 “我不想成为第一个使用新技术”的障碍已被清除，由于高压辊磨机已经被成功安装使用在很多 大型铜矿，如Cerro Verde铜矿，Grasberg铜矿，Boddington金矿和Mogalakwena矿。在智利 和巴基斯坦的世界级项目都在以高压辊磨机技术作为可行性研究前提。 高压辊磨机打破了最近和和当前一些项目存在的一些障碍，使高压辊磨技术从经济的角度来看 成为可行的技术， 特别是在矿石坚硬， 低品位矿体如果使用传统SAG磨需要很高能耗的情况下。 然而，相对于大家都知道的已被使用几十年的传统破碎和粉磨工艺流程来说，高压辊磨研磨技 术还是一个相对年轻的技术。有一个值得注意的机会，是优化第一代高压辊磨机工艺流程来节 约运行和投资成本。这将是在未来几年需要持续不断的工作。 高压辊磨机铜矿堆摊浸出工艺中的出色应用，以及作为终粉磨系统把铜精矿粉磨到浮选细度， 将是高压辊磨机在铜矿应用的下一个里程碑。 Polysius AG HPGRs in Copper Ore Comminution Proceedings of Cu 2012 参考书籍 [1] Patzelt N., J. Knecht, E. Burchardt, and R. Klymowsky “Challenges for High Pressure Grinding in the New Millenium”; 7th Mill Operators Conference 2000, Kalgoorlie,