高压辊磨机并联工艺在凹山选矿厂的应用
时间：2023-02-13 21:20:05 来源：千叶帆 本文已影响人
吴浩钧 江宏 张军 许保峰
（安徽马钢矿业资源集团南山矿业有限公司）
凹山选矿厂2005 年引进了德国魁伯恩高压辊压破碎机，成功缓解了凹山采场资源枯竭问题，解决了高村极贫铁矿石的处理问题。随着凹山采场开采结束，后期改为处理高村铁矿极低品位矿石，由于配矿条件有限，矿石硬度不一。为提高高压辊磨机的作业效率，通过调整辊压和转速可基本满足生产需求，通过精细化操作满足了矿石性质的变化［1-3］。
随着宝武资源整合矿产资源，聚焦矿产资源的开发、运营、交易和物流业务，打造国际化、产业化矿产资源全流程智慧型供应链，凹山选矿厂面临新的产能目标，设备已不再满足选厂生产需求。由此，选厂为提升产量、保障精品、设备大型化提前布局，为超细碎工段引入国产GLGY1512 型高压辊磨机。通过使用高压辊磨机及对高压辊磨机选矿工艺进行改造，以提高碎矿效率，减轻主厂房球磨压力，降低矿石粒度，提高超细碎处理能力，达成以碎代磨的技术实质，不仅实现了选厂产量提升以及极贫极难选磁铁矿的经济分选，达到了降本增效及资源利用最大化的目的［4-6］。
1.1 高压辊磨机的实际应用
凹山选矿厂高压辊磨机于2005 年投入安装，工艺试验证明高压辊磨机能将20～0 mm 矿石破碎至3～0 mm，在完成碎矿的同时，通过提前抛尾，提升入磨矿石品位。同时，通过挤压使矿石产生细微裂缝，降低磨矿费用，提高矿石可磨性，解决了选厂处理量700万t/a的技术瓶颈。
随着凹山采场地采结束，由高村铁矿的难磨难选低品位铁矿石逐步替代原高品位铁矿石，仅依靠高压辊磨机，无法满足多碎少磨的生产目标。球磨机磨矿量大，出现胀肚情况，严重阻碍生产。为解决此类问题，在马钢集团设计研究院及中钢集团马鞍山矿山研究总院股份有限公司完成系统试验和专家论证的基础上，选厂创新设计了高压辊磨机+高压辊磨机的并联选矿工艺。
1.2 选厂处理量现状
2.1 高村铁矿极贫矿矿石性质
高村铁矿矿石化学成分分析及铁物相分析结果见表2、表3。
由表2、表3 可知，原矿全铁品位17.55%，其中磁铁矿品位11.37%，分布率64.79%，假象赤铁矿品位1.55%，分布率8.83%，赤铁矿品位1.05%，分布率5.98%，黄铁矿品位0.71%，分布率4.05%，菱铁矿品位0.66%，分布率3.76%，硅酸铁品位2.21%，分布率5.70%。
2.2 高压辊磨机并联工艺
凹山选矿厂通过粗碎C145颚式破碎机将矿石破碎至0～180 mm，通过圆锥破碎机CH880及HP500将矿石破碎至0～14 mm，通过干式抛尾及香蕉筛将矿石筛选出来，接着通过电机车运输至选厂料仓，通过重型粗板给料机及运输带将矿石传送至高压辊磨机，经高压辊磨机将矿石挤压破碎，通过USL3060 直线筛及申克双层筛筛选至0～3 mm，通过逆流式磁选机及渣浆泵将矿石送入一系列格子型球磨，进入半逆流式磁选后经旋流器分级进入二系列溢流型球磨，经过二系列磁选，进入高频细筛，筛下磁选经淘洗机提品，利用磁精泵打入精矿工段分矿箱，筛上经浓缩磁选机后，转入三段溢流型球磨机，重新运用重精泵进高频细筛完成循环。使用渣浆泵将精矿通过管道运至磁选机、陶瓷过滤机收干水分形成精矿粉，剩余部分形成尾矿通过溜槽传至5#大井，经浓密机、絮凝剂等完成生产水循环，并将尾矿通过管道输送至尾矿库。碎矿及并联高压辊磨机选矿作业流程见图1。
3.1 高压辊磨并联工艺的启动准备
（1）检查所有保护设施（安全护栏、防护罩、安全离合器、挡板和舱门）是否正常，检查干油脂位及行星齿轮减速机润滑油液位高度，阀门是否全开，冷却水压力是否正常，变频器室空调是否正常运行。
（2）检查4#、G4#皮带是否在连锁时运行，闸板门是否闭合至0%，比例阀设置为零，蓄能器中氮气压力检查。
（3）检查最大辊缝关停装置的位移传感器是否随轴承座正常滑动，高压辊磨机缝监测器调整检查。
（4）辊磨机及电气连锁检查。启动顺序：辊磨机以下所有设备（排料输送机、筛分设备等）→集中润滑设备→辊磨机→辊磨机以上所有设备（给料皮带、圆盘给料机等）。
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3.2 高压辊磨并联停机方法
（1）停止给料，关闭2台辊磨机闸板门。
（2）等待辊间距恢复至启动时的初始状态。
（3）按下“停车”按钮。
（4）泄压，等待辊间压力逐步下降至零。
1512型高压辊磨机操作画面见图2。
3.3 高压辊磨并联限制料位
限料位指的是精准把控2 台高压辊磨机上部缓冲仓承斗中缓存矿石料层的高度，将储矿量保持在60%～70%。承斗为重力给料装置，在生产中料层的高低控制对动定辊间距的影响较大，料仓存储量不足时，生产中矿石自重施加的给料压力不足，动定辊间距在液压系统自动调整下逐渐减小，导致高压辊磨机处理能力下降。为保证料层高度的稳定性，在承斗内部安装了位置报警系统，在料层高度超出或低于合理范围时发出警报，提醒现场作业人员及时控量生产，保证承斗深度。
3.4 高压辊磨并联缓给料
缓给料指的是通过闸板门开度调整缓慢增加给料量。闸板门是控制高压辊磨机给矿效率的直接控制装置，在超细碎系统启动、停车控制中起至关重要的作用。尤其在启动过程中必须严格把控闸板门的开度，当开度小于60%时，每次调整不得超过5 个百分点，防止矿石受重力影响急速落到高压辊面上，造成高压辊磨机跳停。GLGY1512 型辊磨机闸板门关闭速度较慢，容易在辊磨机调停后造成矿石继续下落至辊面堆积，再次启动时需手动盘辊或人工清理矿石，为避免此类情况发生，将闸板门关闭沿用魁伯恩辊磨机闸板门迅速闭合的方式。新型辊磨机采用斜插板，通过调整斜插板角度调整给料速率。
3.5 高压辊磨并联自控辊间距
辊间距工作是由信号装置和控制装置来完成的，信号装置由固定在滑动辊轴承座上和上机架之间的位移传感器测量发出。该装置可在工作期间进行连续监测，如果出现辊间距宽度超出工作要求的上下限值或滑动辊卡死现象时，它可以控制液压系统进行调整。
3.6 高压辊磨并联校准辊间距
针对魁伯恩高压辊磨机在停止给料后恢复至零负荷状态，打开侧门，在辊间空隙的左、中、右3 个位置同时投入铅块，从排矿口取出被压铅块，进行测量。将数据与规定数据进行对比，判断是否需要调整辊间距。
GLGY1512 高压辊磨机的辊缝由位移传感器连续检测并显示，当两端差值在15 mm 以内时，系统可进行自动纠偏，不允许差值大于15 mm，当辊缝达到设定的限值时，则设备自动停机。通常辊磨机备用1套垫板，根据实际运转情况来调节初始辊间距。
3.7 高压辊磨并联调辊压
辊磨机属于高压粉碎设备，一般来说压力越高，挤压效果越好。但通过试验得知，压力达到一定数值后，挤压效果不随压力升高而提升，且对此时的高压辊磨机面、减速器、轴承、联轴器、电机等寿命有很大影响。当辊磨机产品中的饼矿含量小于1/3 时，可适当增加辊间压力；
当饼矿含量大于1/2 时，需适当减少辊间压力。也可通过产品粒级含量判断，当-3 mm 粒级产品小于46%时，可增大辊间压力；
当返回料中3～10 mm 粒级含量小于75%时，需增大辊间压力。
（1）运行中高压辊磨机高压柜出现跳电，应立即停止皮带暂停给料，及时关闭闸板门。
（2）高压辊磨机承斗承载能力超过100%，承斗闸板自动关闭，如下料过快造成承斗堵塞或人为因素影响，应立即停止给料。
（3）高压辊磨机电机负荷过大（安全离合器断开）。如发现电机瞬间转速过高，造成电机转动，减速机不转，则需判断联轴器附件安全离合器是否切断，应立即停机，更换离合器。
（4）雨天因黏矿较多，辊间隙打不开，发现辊间隙小于25 mm，应降低比例阀设定压力，调至160 Pa，适当提高高压辊磨机转速。
（5）液压系统故障，如液压站比例阀堵塞、回油不畅、辊间隙无法调整、偏差太大等应及时停机，清洗比例阀或更换滤芯。
（6）油路故障，如干油管或干油嘴堵塞，操作界面会有报警，应及时清洗、更换油路，报警会持续60 min，如不及时处理，高压辊磨机将自动停机。
（7）高压辊磨机轴承温度过高，应检查水端冷却水的流动和温度，检查油泵压力，排查供油是否正常。
（8）高压辊磨机颊板给料泄漏，应确保颊板位置和辊边间隙在2 mm左右，及时调整颊板，确保给料顺畅。
（9）辊边磨损，应组织相关人员使用辊钉及时修复，日常检修可用速干胶迅速黏合。
（10）动定辊辊面磨损可导致辊间隙变大，应通过调整轴承座之间的垫片调整辊的间隙，保证辊间压力。
（1）通过设置两段高压辊磨机可将粗精矿粒度降至-0.5 mm，大幅降低了入磨矿石粒度。
（2）两段高压辊磨机运行，逐级辊磨逐级抛废，抛尾效率更高，总抛废率可达约61.71%，大幅降低了入磨矿石量。
（3）入磨矿石品位大幅提高，可大幅降低主厂房球磨磨选工作强度，有效降低生产成本，提高生产效率。
（4）高压辊磨机并联工艺从根本上解决了高压辊磨机设备单一，出现故障导致选厂球磨工作效率降低，球磨机胀肚，减产等一系列问题。
（1）高压辊磨机并联工艺在凹山选矿厂的应用，可实现选矿工艺的“多碎少磨”，解决了精矿品位不稳定、回收率低、球磨机胀肚等问题。
（2）高压辊磨机并联工艺成功应用后，预计2022年超细碎处理量提高200～300 t/h，年处理量可增加180 万t，该工艺具有实际推广应用价值。
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