礦山碎磨工藝流程的基本情況及發(fā)展趨勢

礦山碎礦與磨礦工藝通常作為選礦過程的準(zhǔn)備作業(yè)，其投資及經(jīng)營費(fèi)用占選礦廠全部投資的50%以上，能耗約占選礦廠的65%～70%，其中約90%為磨礦部分能耗。碎磨能耗占全球能耗總量的3%～4%，隨著某些偏遠(yuǎn)礦山能源的短缺和價(jià)格的上漲，加上將啟動碳排放稅，“節(jié)能降耗”也將成為礦山企業(yè)永恒的話題。因此，碎磨工藝流程的好壞，將直接影響選礦廠的各項(xiàng)指標(biāo)。近年來已有不少選礦廠使用了各種新設(shè)備和新流程。

1、常見碎磨流程

根據(jù)項(xiàng)目情況和要求（礦石性質(zhì)、產(chǎn)品粒度及處理能力）可以對不同工藝流程進(jìn)行計(jì)算對比，并進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析，以確定 設(shè)計(jì)方案。近20年來，發(fā)展最快的磨礦工藝是半自磨-球磨工藝。最近幾年，高壓輥磨機(jī)也成為碎磨流程必須考慮的因素。不同的流程有不同的具體配置，其中應(yīng)用最多的磨礦設(shè)備當(dāng)屬球磨機(jī)設(shè)備。

2、碎磨流程需要考慮的因素

初步考慮的因素有選廠能力、礦石性質(zhì)、產(chǎn)品粒度等，進(jìn)一步考慮的因素有礦山壽命、地質(zhì)構(gòu)造、采礦方法及工藝要求，還要進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性分析。

3、大型礦山典型的兩種磨礦流程

近年來，大型礦山比較典型的磨礦流程是半自磨－球磨流程、高壓輥磨機(jī)－球磨流程。

（1）半自磨機(jī)流程的特點(diǎn)

①流程簡單，易于操作 了導(dǎo)致流程不暢的難題，省去了破碎產(chǎn)生的粉塵回收及處理的麻煩，為整個(gè)流程的自動化控制創(chuàng)造了條件。

②投資和經(jīng)營費(fèi)用低半自磨機(jī)兼有沖擊破碎和研磨的特點(diǎn)，降低了大型選礦廠的投資和經(jīng)營費(fèi)。與常規(guī)的碎磨流程相比：在投資上，半自磨流程省去中細(xì)碎廠房、篩分廠房和多條帶式輸送機(jī)及其相應(yīng)的收塵設(shè)備等，在基建投資、占地面積方面具有優(yōu)越性；在經(jīng)營費(fèi)上，半自磨流程的單位能耗稍高，但其金屬消耗卻較低。

③改善了礦漿的電化學(xué)性質(zhì)采用礦石自身作為磨礦介質(zhì)，在處理復(fù)雜的硫化礦時(shí)，銅、鎳、鈷、金、鉬、鉛以及鋅等礦物的浮選回收率會相應(yīng)地提高。

④要求自動控制水平高由于礦石自身作為磨礦介質(zhì)，磨礦效率受礦石性質(zhì)影響很大，礦石的硬度、粒度和含泥量等變化，會導(dǎo)致處理能力波動。因此，要求給礦量和磨礦能力均能進(jìn)行調(diào)節(jié)，以適應(yīng)給入礦石性質(zhì)的變化。

（2）高壓輥磨機(jī)－球磨流程的特點(diǎn)

節(jié)省能耗，礦石破碎可達(dá)到5～6mm，適于硬礦石，不適于黏性或多泥的礦石。據(jù)資料介紹，高壓輥磨機(jī)1kW的能耗相當(dāng)于自磨機(jī)或常規(guī)球磨機(jī)2kW的能耗。

兩種主要工藝流程的使用特點(diǎn)：高壓輥磨機(jī)不能代替半自磨機(jī)。在許多條件下，高壓輥磨機(jī)仍然是一個(gè)有競爭力的選擇，在合適的環(huán)境和礦石性質(zhì)的條件下，如果半自磨機(jī)處理的比能耗大于8～9kW·h/t，球磨功指數(shù)大于15～17kW·h/t，則該種礦石采用高壓輥磨機(jī)處理有明顯的優(yōu)勢，否則則相反。

4、磨礦流程發(fā)展趨勢

（1）設(shè)備大型的步伐從來沒有停止過。半自磨機(jī)和自磨機(jī)的裝機(jī)功率均達(dá)到28MW，規(guī)格分別達(dá)到12.2m×7.9m和12.2m×11.0m。球磨機(jī)的裝機(jī)功率也已經(jīng)達(dá)到22MW，規(guī)格是8.53m×13.70m。將來半自磨機(jī)的裝機(jī)功率可達(dá)到36MW，直徑也將達(dá)到13.4m或13.7m。球磨機(jī)的功率也將達(dá)到25～30MW，直徑將達(dá)到9m以上。

影響磨礦裝備大型化的因素有：礦產(chǎn)資源貧礦多、富礦少，要求開發(fā)大型碎磨設(shè)備；礦產(chǎn)企業(yè)的大型化要求；規(guī)模效益的要求；對礦產(chǎn)資源消耗的大量需求也要求開發(fā)大型碎磨設(shè)備。

磨礦裝備大型化的優(yōu)點(diǎn)：①粉磨設(shè)備大型化大大減少廠房的建筑面積，按照球磨機(jī)單位裝機(jī)功率使用面積計(jì)算，可以節(jié)約建筑面積50％～75％。②粉磨設(shè)備大型化大大減少了鋼材的使用，按照球磨機(jī)單位裝機(jī)功率，可以節(jié)約鋼材22％～35％，節(jié)約襯板裝入量15％～41％。如果襯板的報(bào)廢厚度執(zhí)行相同標(biāo)準(zhǔn)，則小型球磨機(jī)的報(bào)廢量是大型球磨機(jī)的0.4～1.7 。③粉磨設(shè)備大型化大大減少了選廠的系列，如果采用大型半自磨系統(tǒng)，可避免采用因破碎能力所限的多段多系列破碎系統(tǒng)，且更容易 自動化控制，大大減少自動化設(shè)備投資，降低所需勞動能成本。

（2）自動化水平提高，在線監(jiān)測設(shè)備得到了進(jìn)一步發(fā)展，例如在線粒度、濃度監(jiān)測更加智能化；半自磨襯板內(nèi)安裝傳感器，能檢測鋼球的落點(diǎn)位置，和磨機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)整 互動，通過調(diào)整轉(zhuǎn)速控制鋼球的落點(diǎn)，提高襯板的壽命。

（3）DEM模型和流體模型的耦合，廣泛應(yīng)用于礦磨設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)模擬；可以模擬礦磨設(shè)備的驅(qū)動功率，甚至襯板的磨損。

（4）由于現(xiàn)代設(shè)計(jì)手段的使用，設(shè)備質(zhì)量進(jìn)一步減輕，可靠性進(jìn)一步提高。

（5）現(xiàn)代在線設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測手段的使用，提高了磨機(jī)故障的預(yù)見性以及使用的可靠性。

（6）通過磨礦系統(tǒng)控制的優(yōu)化，可以提產(chǎn)降耗，穩(wěn)定生產(chǎn)。

綜上所述，磨礦裝備未來的發(fā)展趨勢必然是流程 化、規(guī)格大型化、結(jié)構(gòu)多樣化和操作自動化。