耿希华 孙业长 刘建华

(安徽马钢工程技术集团矿山设计研究院)

内蒙古某磁铁矿选矿高压辊磨机试验

耿希华 孙业长 刘建华

(安徽马钢工程技术集团矿山设计研究院)

对内蒙古某选厂贫磁铁矿石进行了高压辊磨超细粉碎试验，分析了不同压力下的高压辊磨产品特性，并进行了闭路试验及相对可磨度分析。试验结果表明:高压辊磨机能够有效降低物料粒度；辊面压力的增加可使粉碎产品的破碎比增大，粒度分布更加均匀；采用闭路磨碎筛分辊面压力相同时，筛孔尺寸越小，辊磨机排矿中细粒级含量越高；辊磨能够大幅度的提高相对可磨度系数，显著提高1段磨矿的效率。

贫磁铁矿 高压辊磨机 粒度特性

在选矿厂投资中，碎磨流程投资高、消耗能量大，碎磨设备投资占选矿厂全部设备投资的50%以上，碎磨能耗则占选矿厂总能耗的60%～70%。所以，在做新建选厂的设计时，降低碎磨流程的投资和能耗是必须重视的问题[1]。

内蒙古某矿山矿石是以条带状结构为主的鞍山式沉积变质铁矿石，该选厂现有工艺中破碎系统采用粗粒干抛，3段破碎工艺，存在抛废损失的磁性铁较多，流程较复杂的问题。为此，试验拟采用高压辊磨机简化破碎系统[2-4]，提高破碎效率。

1 试验矿样与试验条件

1.1 矿样性质

矿石是以条带状结构为主的鞍山式沉积变质铁矿石，矿石品位在15%左右，磁性铁含量在8%左右，主要含铁矿物为磁铁矿，主要脉石矿物为石英；矿石普氏硬度系数为13～15，密度为3.1 t/m3，松散系数为1.76。试样中全铁品位为15.49%，试样筛析结果见表1。

由表1可知，原矿细粒级含量不高，-3,-5 mm粒级含量分别为10.93%和15.43%。

1.2 试验条件

试验所用高压辊设备为马鞍山市天工科技有限公司的GLGY0825型高压辊磨机，该辊磨机由给矿斗、给矿闸板(电动)、辊磨机、排料胶带机等组成，物料可通过电动葫芦吊装卸入给料斗中，辊径为800 mm，辊宽为250 mm，转速为26 r/min，柱钉辊面，压力可变，装机功率为55 kW×2。

表1 试验样品粒度组成测定结果

2 试验内容与结果分析

2.1 开路粉碎试验

辊面压力是高压辊磨机粉碎物料最主要的工作参数，试验选择在辊面压力分别为3.0，4.0，4.5，5.0 MPa的条件下进行开路粉碎试验，物料含水量在6%左右。确定高压辊的工作参数后启动设备，使物料堆满料仓，加压后迅速打开下料口使物料落入两辊之间，辊压完成后对粉碎产品进行打散和粒度筛析。不同压力开路试验结果见表2，产品粒度分析结果见表3。

表2 高压辊磨不同压力开路试验结果

由表2、表3可知：①高压辊磨机辊压产品粗粒级产率明显增大、细粒级产率明显减少；②随着辊面压力的增大，产品细粒级产率增大、 粗粒级产率减少；③随着辊面压力增大，料饼的厚度减小，密度增大，说明颗粒间的相互作用力增大，料层破碎的效果更好；④辊面压力为 3.0 ～5.0 MPa时，辊压产品 -3 mm 粒级产率由辊压前的10.93%提高至47%左右，-5 mm粒级产率由辊压前的15.43%增加到60%左右。

表3 高压辊磨不同压力下开路试验产品粒度分析结果

2.2 闭路粉碎试验

目前，应用于铁矿石粉碎的辊磨机大多采用大辊径小辊宽的压辊结构，这种设备较适宜用来处理较大粒度的硬质物料，但由于边缘效应( 辊面压力在辊面轴向上的分布不均而造成的辊面两端的物料被粉碎的程度较轻) 比较严重，导致碎磨产品中边料的比例偏高。试验证明，碎磨产品中的大颗粒基本上都是从辊两端逃逸的，故生产现场的高压辊磨流程一般采用闭路流程，主要包括边料循环闭路流程和分级全闭路循环流程。试验在压力为4.5 MPa，含水量为6%的条件下分别采用3、5 mm分级全闭路循环流程进行闭路试验，然后对辊磨粉碎产品进行分析。试验流程见图1。

图1 辊磨闭路试验流程

对循环辊磨后的整个产品(筛上+筛下)进行粒度分析，分析结果见表4。

由表4可知，①在高压辊磨给矿粒度-3 mm粒级含量为10.93%，-5 mm粒级含量为15.43%的条件下，样品经过筛分粒度为3 mm和5 mm的闭路高压辊磨试验后， -3 mm粒级含量分别增加到了51.36%和49.44%；-5 mm粒级含量分别增加到了66.87%和63.87%；②在相同的辊面压力条件下，闭路辊压破碎筛孔孔径减小，产品中细粒级含量越高。

表4 闭路试验产品粒度分析结果

2.3 辊压前、后物料可磨度研究

对辊压前、后物料的可磨度进行测定，测定结果见图2、图3。

图2 磨矿产品中-0.075 mm粒级含量与磨矿时间之间的相互关系

由图2可见:①高压辊磨机辊压过的物料较未辊压的物料相对易磨，相同磨矿时间内磨矿产品新生成-0.075 mm粒级产率明显高于未辊压试样；②缩小闭路筛分的筛孔尺寸，闭路辊压产品越易磨，相同磨矿时间内磨矿产品新生的-0.075 mm粒级的产率越高。

图3 磨矿产品与原矿的相对可磨度对比

由图3可知:①降低闭路辊压筛分的筛孔尺寸有利于提高其磨矿的相对可磨度，粗磨时相对可磨度提高的幅度较大，细磨时相对可磨度提高的幅度较小；②相对可磨度系数都大于1，最高值达1.4，表明该试样经过高压辊磨机辊压，矿石的相对可磨度明显提高，从而显著提高1段磨矿效率。

3 结 语

(1)对于内蒙古某选厂的磁铁矿在原矿30～ 0 mm时采用高压辊磨机较该选厂现有的粗粒干抛、3段破碎工艺能够简化破碎系统，提高破碎效率。

(2)物料通过高压辊磨机能够使粗粒级的产率显著减少、细粒级产率显著增加，随着辊面压力的增大，辊压产品细粒级含量增加，破碎比增大。

(3)辊面压力相同时，闭路筛分时的筛孔尺寸越小，高压辊磨机排矿中的细粒级含量越高。

(4)高压辊磨作业可显著提高入磨矿石的相对可磨度，筛孔尺寸越小，闭路破碎产品越易磨。

(5)辊压产品在粗磨情况下相对可磨度提高的幅度较大，能够显著提高1段磨矿的磨矿效率。

[1] 葛新建.高压辊磨工艺在我国冶金矿山的应用现状[J].现代矿业，2009(9)：1-5.

[2] Torres M，Casali A. A novel approach for the modelling of high-pressure grinding rolls [J].Minerals Engineering，2009，22(6): 1137-1146.

[3] Namik A A，Levent E，Hakan B. High pressure grinding rolls (HPGR) applications in the cement indusrty[J]. Minerals Engineering, 2006，19(10):130-139.

[4] 刘建远，黄瑛彩.高压辊磨机在矿物加工领域的应用[J].金属矿山，2010(6):1-8.

2015-05-18)

耿希华(1985—)，女，工程师，243000 安徽省马鞍山市太白大道3号。