“多碎少磨”是节能降耗、提高矿石处理量的“至理名言”,即合理分配碎磨作业的能量消耗,减少磨矿部分的比例,确定适当的磨矿部分给料粒度,使作业压力向能量利用率较高的破碎环节移动。
合理降低磨矿部分给料粒度,是实现“多碎少磨”和“能耗前移”,提高磨矿效率和选厂经济效益的有效途径,主要有以下几种方法:
1、强化爆破作业
爆破、破碎和磨矿3个粉碎阶段,矿石的粒度依次由粗到细,其粉碎效率从高到低,爆破作业的能耗甚至要远低于破碎作业。
强化采矿时的爆破作业,通过增加炸药用量以及调整爆破参数等方法,可以降低破碎机的给矿粒度,并使矿块中的裂隙增多,同样能显著降低破碎段费用,从本质上来说是“多碎少磨”原则向采矿段的拓展,有学者称之为“能耗前移”。
2、调整破碎比,增强筛分能力
合理地分配总破碎比,就是重新调整破碎流程的过程,包括提高粗碎或中碎的破碎比,增加破碎段数,改开路破碎为闭路破碎等。
每段的破碎比取决于矿石的性质、设备的性能及破碎段的类型,如果破碎流程不变,在保证处理能力的条件下,减小排矿口尺寸,稍微增加各段破碎比,可以发挥破碎机潜力。
目前常见的破碎流程为两段或三段破碎,增加破碎段数或者增加闭路作业可以得到更细的产品,但是需要考虑其改造成本。闭路破碎流程的优化,除了需要调整破碎机的工作状态外,必然也要相应地提高筛分设备的性能。缩小筛孔尺寸,降低破碎产品粒度,会增加破碎机的循环负荷,如果筛分效率过低的话,较多的细粒级物料在闭路流程中循环,不但影响破碎效果,还会造成筛子的损坏。提高筛分作业效率可以从改善筛子振动方式、增加筛分面积、采用多层筛分和新型筛板材料以及降低筛面倾角等方面入手。
3、细碎取代常规粗磨
两段磨矿或多段磨矿可保证磨矿产品细度,适用于给矿粒度偏大、矿石嵌布粒度细、矿石硬度大、或是阶段磨矿选别工艺等情况。棒磨机或球磨机常作为粗磨设备使用。粗磨给料粒度分布很不均匀,筒式磨机的作业效率很低,可以采用破碎机生产细产品来取代常规粗磨。
4、采用高效破碎设备
目前,许多新型破碎机不断出现,并正向高效化、自动化及大型化方向发展。如圆锥破碎机的破碎比大,排料粒度均匀,生产能力高,一直都是中碎和细碎的常用设备。冲击式破碎机破碎比大,产品粒度小,过粉碎现象轻,结构简单且运行可靠,特别适用于脆性较高的非金属矿石。
5、采用采用自磨及半自磨工艺
自磨机和半自磨机工艺流程简单,和常规的破碎流程相比,省去了中、细碎及部分筛分作业,降低了选矿厂的投资成本和维护成本,在大型选矿厂中优势更加明显。
由于兼具有破碎和磨矿的功能,自磨机或半自磨机可以直接与分级设备形成闭路,得到非常细的产品,也可以将排料经筛分后给入球磨机,组合成完整的碎磨流程,配合控制筛分可以将球磨机给料粒度保持在较细的水平,保证球磨机的磨矿效率。
该工艺的不足之处是自磨、半自磨设备的单位能耗要高于常规碎磨设备,但是其总的生产费用和建设投资成本要低于常规碎磨工艺,所以合理采用自磨或半自磨工艺也是提高碎磨流程效率的有效方法。
6、合理采用高压辊磨工艺
高压辊磨机及其粉磨工艺是在“层压破碎”、“多碎少磨”等理论指导下发展起来的高效粉碎技术,广泛应用于矿山行业物料入磨前的破碎作业。
高压辊磨机运转时,辊子之间形成了高密度封闭空间,大量颗粒受到缓慢施加的高压力作用,发生粒群层压粉碎效应,破碎比可达到10以上,能量利用率较高,可显著降低破碎单位能耗。矿石内部经挤压后会生成很多微裂纹,大大降低了矿石的硬度和邦德功指数,使后续磨矿处理更加容易。
高压辊磨工艺有开路、闭路以及边料返回3种类型,目前利用高压辊磨工艺实现碎磨系统的提产降耗,已经成为了一种非常有前景的新技术。
7、球磨前预处理
在磨矿作业前通过化学破碎、微波破碎及电磁破碎等预处理工艺,可以降低磨矿给料粒度,或使矿石内部产生裂隙,提高选择性磨矿的效果。
如微波破碎是利用不同矿物之间的受热不均匀性,使矿石内部颗粒间的应力状态发生变化,从而导致矿石粉碎或者是硬度降低。
来源:郭威,孙小阵,董节功.降低球磨给料粒度的意义及方法探讨[J]. 矿山机械,2019,47(6):24-28.
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