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如何降低球磨机给料粒度,实现“多碎少磨”,降低磨矿作业能耗?这几个方面要留心

发布时间:2022-07-07 16:07人气:

磨矿为选别作业提供合格的物料,决定了入选矿石的最终粒度和矿物的单体解离度,直接影响选矿厂的处理能力和选别指标,在选矿厂中有着十分重要的地位。但磨矿是一个高能耗、高钢耗的过程,据统计,全国每年约有5%的电耗用于磨矿,磨矿作业的能耗占整个选矿厂能耗的50%以上,消耗的钢球和衬板可达上百万吨。

长期以来,许多学者结合粉碎理论与生产应用,发展出多碎少磨的节能理念,指出实行多碎少磨原则,适当降低球磨机的给料粒度,可以降低磨矿作业的能耗和钢耗,提高碎磨系统的处理能力。本文分享降低球磨机给料粒度的几种方法。

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。强化爆破作业仅需要少量增加爆破能耗,且较小尺寸的矿石也有利于运输,对矿山节能有很大帮助。

2,常规破碎工艺及设备的优化

2.1 调整破碎比,增强筛分能力

降低破碎产品的最终粒度,总破碎比增加,尤其加剧了细碎机的工作负荷。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。

2.2 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。

2.3 采用高效破碎设备

(1)新型圆锥破碎机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。目前许多新型圆锥破碎机不断出现,正在向高效化、自动化及大型化方向发展。

改进圆锥破碎机的腔型也是提高破碎机性能的措施之一,通过改变破碎腔上部的形状和啮角,提高其容积,采用新型衬板并延长下部平行区域,可加强料层粉碎条件,可以提高圆锥破碎机的处理能力,降低产品粒度。

(2)冲击式破碎机冲击式破碎机利用高速旋转部件的强烈打击力,使矿石在受力破碎的同时获得很高的速度,在多重碰撞和研磨作用下,被破碎成很小的颗粒。该类设备破碎比大,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。在金属矿山应用也较为广泛,但要注意设备的磨损问题。

此外自循环超细粉碎机、柱磨机、双腔回转式破碎机、摆辊式振动破碎机、振动圆锥破碎机等破碎设备也得到了广泛应用。

2.4 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。

2.5 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。

3,球磨前预处理工艺

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,可以降低球磨给料粒度,或使矿石内部产生裂隙,提高选择性磨矿的效果。

(1)化学破碎是基于矿石密度和表面化学性质的粉碎方法,主要用于破碎煤矿,在增加解离度的同时有效防止过磨。化学粉碎通常使用氨气或者高浓度氨水溶液对煤矿进行处理,煤矿的选择性破碎发生在煤炭和非煤物质的边界,该方法可以高效地分离出煤炭,降低后续碎磨作业的强度。

(2)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。大多数硫化矿物和一些氧化矿物容易受微波作用而快速升温,而石英等脉石矿物受微波的影响较小,甚至观察不到升温,所以微波加热下有用矿物的膨胀度要高于脉石矿物,两者接触面产生裂缝,增加了矿物解离度。

(3)电磁破碎电磁破碎技术同样具有高效选择性破碎作用,正逐渐在矿物加工领域得到应用。经电磁技术处理的矿石,拥有更高的解离度,有利于提高精矿品位和回收率,并极大地降低磨矿能耗。

磨矿作业是一个高能耗、高钢耗的过程,电耗占选矿厂的50%以上,能量利用率远低于爆破作业和破碎作业。降低球磨给料粒度,实现多碎少磨和能耗前移,是提高磨矿效率和选厂经济效益的有效途径。

资料参考:《矿山机械》

编辑整理:工程机械视点(转载请注明来源)

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