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矿业行(háng)业认识到高压辊磨(mó)(HPGR)解决(jué)方案可以(yǐ)提高磨矿和能源利用效率,但是在(zài)更广泛的(de)推广应(yīng)用方面,该技术仍面临多项挑战。
历(lì)史上(shàng),高(gāo)压辊磨机一(yī)直存在进料差异和(hé)偏析的问题,导致磨矿(kuàng)粒径(jìng)分(fèn)布(bù)存在偏度(dù)。另外,高压(yā)辊磨机的资本(běn)支出和维护成本高。
然而,为下(xià)游工艺带(dài)来的好处(chù)包括降低未来的运营(yíng)成本,另一项优势(shì)是可以告(gào)知利益相关者,高压辊磨机是对环境最(zuì)友好的矿石处理解(jiě)决(jué)方案(àn)之一。在矿石(shí)加(jiā)工工(gōng)艺中,如果应用先进的技术(shù),例如美卓(zhuó)奥图泰的HRCe高压辊磨(mó)技(jì)术,则尤其对环(huán)境有利。
Mining Magazine采(cǎi)访了美卓奥图(tú)泰磨(mó)矿业务线总监Christoph Hoetzel,希望进一步了解高压辊磨机技(jì)术(shù)及其未来前景。
MM:在今后几年里,高压辊(gǔn)磨(mó)机是否存在有(yǒu)望提高(gāo)生产率和提(tí)高(gāo)能源效率(lǜ)方(fāng)面的任何改进(jìn)?
CH:高压(yā)辊磨机效率的一(yī)个(gè)主要制约因素是,在辊的边缘(yuán)附近分布(bù)的辊压下降,可(kě)能导致辊磨产品的粒径与(yǔ)进料的粒径相(xiàng)近。这通常被称为(wéi)“边缘效应”。高压辊磨(mó)机技(jì)术的重大进步是,美(měi)卓奥图(tú)泰(tài)首次应用了法兰(lán)和旋转侧板(bǎn),这些部件有效地(dì)消除了边缘效(xiào)应,明显(xiǎn)地提高了(le)生产率和能源效(xiào)率。
法兰非(fēi)常紧靠(kào)两(liǎng)侧的辊(gǔn)边缘(减少偏(piān)度(dù)和增加刚度),辊缝被更有效地密封,使沿辊宽的压力分布更均匀。实践证明,美(měi)卓(zhuó)奥(ào)图泰的HRC高压辊磨机采(cǎi)用(yòng)法兰后提高了(le)高(gāo)压(yā)辊(gǔn)磨流程的效率,减小了磨矿出料的总体粒径,从而减少了循环负荷率及降低了能(néng)耗(hào)。
这(zhè)些法兰促(cù)进物(wù)料进入(rù)辊(gǔn)缝,导致工(gōng)作辊缝增(zēng)大,从而降低了(le)比能耗,因此可(kě)以使用更(gèng)粗(cū)的进料,从而有可能降低上游的(de)破(pò)碎要求。
安装(zhuāng)了法兰的压辊(gǔn)使用寿命大大超过传统高(gāo)压辊磨机压辊,其原因(yīn)是,沿辊宽的压(yā)力(lì)分布更均匀,消除(chú)了“浴缸(gāng)效应”。在安(ān)装边板的传统高(gāo)压辊(gǔn)磨机中,中(zhōng)心区的压力最高(gāo),辊中心部位磨(mó)损增加,导致了“浴缸效应”。
另外,与传统边板相比,法兰(lán)的使(shǐ)用寿(shòu)命更长,因为法兰随(suí)压辊旋转,运动速度与(yǔ)被研(yán)磨物料的速度相同。另外,法兰耐磨层(céng)的质量更大,自然延长了(le)法(fǎ)兰的(de)使用寿命。
将高压辊磨机(jī)技术与其(qí)他能源效率高的(de)磨矿(kuàng)技术(例如搅拌磨矿机(jī))相结合,还可(kě)以(yǐ)进一步改进高能效的碎磨流程。
MM:高压辊磨机只能(néng)在受控的(de)“干式(shì)”研(yán)磨应用中有效(xiào)使用吗(ma)?
CH:高(gāo)压辊磨(mó)机的效率(lǜ)是(shì)通过颗粒之间相(xiàng)互(hù)挤(jǐ)压破碎实(shí)现(xiàn)的,即对一个(gè)料床(chuáng)施加压力,允许在高(gāo)压/破碎区内进(jìn)行多次颗粒间破碎。这要求提供(gòng)一个空隙(xì),破碎(suì)物料可以被压缩在(zài)该空隙内,另(lìng)外(wài)也要求在颗粒之间(jiān)存在(zài)摩擦力,以便能够施(shī)加(jiā)压力。物料的含水率太高或(huò)太低都会对辊磨原理(lǐ)的应用产生负面(miàn)影响,可能(néng)不能有(yǒu)效地将物料引(yǐn)入(rù)辊缝和/或(huò)对(duì)颗粒物施加挤压力。
含水率也会影响压辊的磨损,水分能改(gǎi)变(biàn)辊(gǔn)面与料床之间的摩擦系(xì)数,也改变柱(zhù)钉(dìng)式(shì)挤压辊自磨层料(liào)垫的形成。进(jìn)料(liào)必须含有一定的水分,但是,含水率太高可能导致自磨(mó)层流失。因此(cǐ),在设计高压辊磨机流程时,必须考虑进料(liào)的含水率,但(dàn)这些限制(zhì)因具体的(de)应用而异,不能笼统作(zuò)出规定。
MM:既然高压辊磨(mó)机与球磨机等其他类型的粉(fěn)碎设(shè)备相比具有潜在的优势,那(nà)么,我们为什么没有看到这类设(shè)备的(de)更普遍(biàn)应用(yòng)?
CH:在评(píng)价何时使用高压(yā)辊(gǔn)磨机(jī)技术时(shí),必(bì)须考(kǎo)虑进(jìn)料和出料的粒径要求、矿(kuàng)石(shí)处理能力、矿石特征以及规模经济。当所有(yǒu)上述准(zhǔn)则都(dōu)允许使用高压辊磨机技术时,现在(zài)通常会选择该(gāi)技(jì)术,因(yīn)为这已经是(shì)一项成熟的技术。
如果仅(jǐn)考虑粒径(jìng),即仅考虑将一次破碎后的矿石粉碎至(zhì)适合球磨的(de)粒径,那(nà)么将二次破碎与三(sān)次高压辊磨机粉碎(suì)相结(jié)合(均在闭路中进行)则有可能取代自磨机或半自磨机磨矿。在选择时(shí),还需(xū)要(yào)考虑其(qí)他因(yīn)素,例如矿(kuàng)石硬度(dù)和设备的矿石处(chù)理能力。高压辊磨机对硬(yìng)岩(yán)和极(jí)硬(yìng)岩矿(kuàng)石(shí)的(de)处理具有最大的优势。但是,对于较软的矿石,自(zì)磨机或半自磨机磨矿可能是更经(jīng)济的解决方(fāng)案,因为流程简(jiǎn)单,不要求二次破碎、筛分以及向这些单(dān)个处理工序转(zhuǎn)运(yùn)物料(liào)。
当各单台(tái)设备的规格开始(shǐ)成为提高经济和(hé)技(jì)术优势的(de)因素(sù)时,设备的(de)矿石处理能力可能成为(wéi)了决定(dìng)技术方案的因素。在(zài)这些情(qíng)况下,与(yǔ)自磨机或(huò)半自磨机(jī)磨矿相比,选择(zé)高(gāo)压辊磨机技术可能(néng)更具可行性,因为(wéi)其矿石处理(lǐ)能力大、能耗相对低。
总的来(lái)说,当矿(kuàng)石处理能力大、矿石硬度高时以及在降雨量(liàng)较小的(de)气候(hòu)环境,高压辊磨(mó)机流程在商业化应(yīng)用方面一(yī)般更(gèng)具吸引力。随着富矿资源的枯竭(jié),矿(kuàng)石的品位(wèi)将(jiāng)降低,将需(xū)要矿石处理能(néng)力更大的碎磨流程。水(shuǐ)资源匮乏是(shì)一个真(zhēn)正影响(xiǎng)运营(yíng)许可的问题,能源效(xiào)率将成为继(jì)续(xù)关注的焦点,尤其在(zài)全球向(xiàng)更清洁的能源生产(chǎn)转型时(shí)更是(shì)如此。基于(yú)这些大趋(qū)势,我(wǒ)们认为高压辊磨机技术(shù)的应用将变(biàn)得更(gèng)为普及(jí)。
MM:你能解释一下高(gāo)压辊磨机技(jì)术如何减(jiǎn)少(shǎo)选厂(chǎng)的(de)用水(shuǐ)量吗?
CH:现(xiàn)在,在选矿工艺中采用能够节水和提高(gāo)能效的技术正(zhèng)在变得越(yuè)来越重要。随着入选品位继续(xù)下(xià)降和项目的(de)规模相应地(dì)增大,需要(yào)更(gèng)创新地应用(yòng)这些技术为项目的开发(fā)提供支持,使项目不仅在财务上(shàng)具有(yǒu)可行性,而且(qiě)从所有(yǒu)利(lì)益相(xiàng)关(guān)者(zhě)的视(shì)角来看,项目具有可持续性。高压辊磨机技术在各(gè)个流程(chéng)中减少(shǎo)或不需要用水量,因(yīn)为整个工艺为干式磨矿(kuàng)。然(rán)而,为了评估对(duì)选厂水(shuǐ)平衡的总(zǒng)体影响,应该(gāi)从全局考虑各(gè)个(gè)方面。
MM:为什么必须重(chóng)视碎磨(mó)工艺的能(néng)耗?
CH:在(zài)全球生产的(de)能源中(zhōng),碎磨工艺消耗(hào)了(le)很大一部(bù)分,相当(dāng)于一(yī)个大国(guó)的能源需求。这些能耗也占了(le)采矿(kuàng)总运营成本的(de)很大(dà)一部(bù)分。应用能源效率高的技术减少矿山的(de)能源需(xū)求不仅具有生态(tài)效益,也降低了(le)运营成本及提高(gāo)了股东价值(zhí)。美卓奥图泰的目标是,在(zài)我们的行业成(chéng)为可持续性绩效(xiào)领先企业,努力对全(quán)球产生净正面影响,我(wǒ)们致力于为实(shí)现1.5℃控制(zhì)目标而贡献力量。我们经过Planet Positive认证的(de)技术(shù)正在(zài)为更高效且更(gèng)生(shēng)态友好的碎磨工艺(yì)作出(chū)贡献,这些技术包括我(wǒ)们(men)的(de)HRC高压(yā)辊磨机(jī)以及搅动(dòng)磨矿机系(xì)列(liè),后(hòu)者(zhě)包(bāo)括立磨机、HIGmill磨矿机和SMD磨矿机。