碎矿与磨矿技术发展及现状_刘全军

碎矿与磨矿技术发展及现状*

刘全军，姜美光

（昆明理工大学国土资源工程学院，云南昆明650093）

摘要：阐述了碎矿与磨矿在国民经济中的地位和作用，从多个角度综述了我国碎矿与磨矿的技术发展现状．并对其今后发展方向进行了分析。

关键词：碎矿；磨矿；技术；发展现状

中图分类号：TD921.4文献标识码：A文章编号：1006－0308（2012）05－0021－08

Technological Development of Ore Crushing and Grinding and Their Current Situation

LIU Quan－jun，JIANG Mei－guang

（Faculty of Land Resource Engineering，Kunming University of Science and Technology，

Kunming，Yunnan650093，China）

ABSTRACT：By presenting the status and role of ore crushing and grinding in the national economy，the development situation of crushing and grinding technologies in China was reviewed from multiple angles，and their future developing directions were further analyzed．KEY WORDS：ore crushing；ore grinding；technology；development situation

1概述

矿产资源是当代人类生存和发展的物质基础，即使是在信息技术高速发展的今天，矿产资源仍然在人类日常生活中发挥着不可替代的作用。碎矿与磨矿作业是矿产资源加工工艺过程中一个重要的环节，也是投资巨大，能耗极高的作业，就金属矿山而言，碎磨作业的设备投资占全厂总金额的65% 70%，电能消耗约为50% 65%，钢材消耗高达50%［1］，因此，如何改进碎磨作业设备性能、研发高效节能设备、获得更大的破碎比、达到更细的破碎产品粒度、降低钢耗，成为各领域工作者共同追求的目标。本文从碎磨工艺的改进、碎磨作业设备的发展以及破碎作业理论的研发对我国碎磨作业技术做一简述，并对其发展进行分析。2碎磨工艺流程的改进

矿石的粉碎作业一般包括矿石的破碎与磨碎两个环节，而磨矿作业是让矿物达到单体解离，使其粒度满足选别要求的最终作业，磨矿是一项耗能高效率低的作业，而破碎作业的功耗仅占磨矿作业的8% 12%，因此改进碎磨工艺过程是实现高效低耗、增加经济效益的有效途径。

2.1多碎少磨工艺

物料的破碎主要靠设备对矿物的挤压及冲击作用来实现，而磨矿主要是靠设备对其冲击、研磨和磨剥作用来实现，破碎作业的能量利用效率远远高于磨矿作业，可以将碎矿与磨矿作为一个整体来考虑，确定合理的破碎产品粒度，发挥破碎能耗低的长处，实行多碎少磨，实现最佳经济效益。为了有效实现多碎少磨，一般来说：

1）可以采用高效细碎型破碎机。如A．C公

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*收稿日期：2012－07－09

作者简介：刘全军（1964－），男，四川广安人，教授，博导。

司生产的底部单缸液压圆锥破碎机，Nordberg公司生产的HP系列圆锥破碎，小型选厂采用国产JC56、JC4060颚式破碎机、SX系列双动颚破碎机，这些细碎型破碎机在闭路碎矿时可以得到10 mm以下的破碎产品。

2）改进破碎工艺流程。根据选厂的规模、矿石的性质、给矿粒度、产品粒度等，选择合适的破碎工艺流程。例如山东省蚕庄金矿在两段一闭路破碎流程的基础上，改造为两段半破碎流程，解决了二段破碎设备生产能力和破碎比之间的合理匹配问题，在生产中取得了明显的经济效益［2］。

2.2阶段磨矿阶段选别流程

选矿原则是“能收早收、能抛早抛”，阶段磨矿阶段选别可以及时抛去脉石矿物，不仅可以减轻磨矿作业负担，而且还可以降低选别作业成本，现已广泛应用于生产实践。

1997年，北京矿冶总院对乌拉嘎金矿浮选厂进行技术改造，将两段直接磨细后浮选改为阶段磨矿阶段浮选工艺流程，经生产实践，浮选回收率指标提高了一个百分点，金精矿品位提高7.68g/t，精矿产率降低1.72个百分点，收到良好效果［3］。齐大山选矿厂由原来连续磨矿，弱磁－强磁工艺流程，改为阶段磨矿，重－磁－浮工艺流程，经过多年实践，现已达到精矿品位63.50%，金回收率72%的生产水平，已达到金矿选矿技术的先进水平［4］。

2.3推广常规细破碎，取代常规磨矿

由于选矿厂的粉碎作业效率很低，而粉碎作业的85%左右又消耗在了磨矿作业中，所以可以采用圆锥破碎机生产细产品来取代常规磨机作业，虽然有关用圆锥破碎机湿式破碎岩石的工艺知识尚存在许多空白领域，但在硬岩粉碎方面，水冲式圆锥破碎机可以逐步替代常规筒式磨矿机［5］。

2.4改造老厂原有工艺流程

一些原有选厂，设计规模庞大，但由于多种原因，生产规模只有其原设计的一半左右，随着矿产资源的逐渐减少，对这些老厂进行大规模的设备改造已经没有经济效益，适宜方法就是进行节能增效改进，完善其碎矿工艺流程，在节能增效同时保证其破碎粒度，实现节能增效。汤丹公司选厂建厂完成后，由于种种原因基本处于半停产状态，企业每年亏损达一千多万元，经过对其破碎工艺技术改造，完善后形成三段闭路双回路碎矿流程，处理能力提高30%，每年节省电资140.35万元，综合经济效益498.09万元［6］。湖南新龙矿业有限公司对其破碎系统进行了改造扩建，使处理能力从150t/ d提高到800t/d，为企业节省5000多万元，创造了良好的经济效益［7］。

3新型碎磨理论的提出与应用

3.1微波助磨

在目前的矿业生产中，矿料的粉碎方式以机械粉碎为主，但是机械破碎有着能耗高、材料消耗高、产品粒度不好等缺点，为了降低碎磨作业的钢材消耗，提高能源的利用效率，矿业工作者研发出了新的破碎方法，其中微波预处理是一种比较有前景的破碎方式［8］。

所谓微波就是频率大约在300MHz 300GHz、波长在100cm 1mm范围内的电磁波。微波是一种高频电磁波，能够渗透矿物内部使物质分子产生取向极化和变形极化，随着电极的不断变化，极化方向也在不断的变化，从而出现矿物体的自加热效应，温度升高，但是由于矿石中的各种矿物性质不同，吸波特性也有差异，从而导致矿石中的各个矿物产生温度差，加之各矿物的热膨胀系数也不同，结果就会产生热裂等现象，使矿物体系中产生微裂纹并使原有的微裂纹扩展，从而有利于后续的粉碎作业［9］。尽管微波加热处理具有传统加热方式不可比拟的优点，但是目前对于微波助磨的理论研究还不够深入，也存在一些急需解决的问题，相信，随着众多科研工作者对微波设备的研究并开发，在不久的将来，微波将在降低碎磨作业的能耗、钢耗方面发挥巨大作用。

3.2选择性磨矿

所谓选择性磨矿就是利用矿物的选择性解离以及选择性磨碎所进行的磨矿，其目的就是造成磨矿作业具有某种选择性［10］。碎磨作业的主要目的不是使矿石粒度减小，而是让有用矿物从脉石矿物中解离出来，因此磨矿作业的最终发展目标是利用最小的能量输入，获得最高的单体解离度。选择性磨矿在金属矿、非金属矿以及煤矿等矿业生产中均得到广泛应用，尤其是在铝土矿的生产实践中，发挥重要作用。

我国铝土矿资源丰富，但是铝硅比很低，随着富矿资源的日趋枯竭，我国氧化铝生产企业将被迫采用低铝硅比的原料，目前生产流程多采用烧结法、混联法工艺技术，但是其生产耗能高、流程长、生产成本高，使氧化铝生产工业生存和发展面

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