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高压辊磨机—球磨工艺中球磨机的选型修正

导读

针对高压辊磨机—球磨工艺流程中采用传统邦德公式进行球磨机选型计算，理论计算结果与实际运行数据偏差较大的问题，提出了在邦德公式的基础上，引入高压辊磨机增效系数K对计算结果进行修正。经现场运行数据验证，引入高压辊磨机增效系数K后，高压辊磨机—球磨机系统中球磨机选型计算误差小于5%。

碎磨系统作为矿山高投资、高能耗作业，一直是矿业工程研究的重点，随着我国工业矿床贫、细、杂特点的日益显现，以及国家对“节能减排”方针实施力度的加大，国内设计单位和矿山企业纷纷引进先进工艺设备，为矿山系统能力提升、节能降耗开拓新途径。其中，高压辊磨机因其高效、节能的粉碎效果成为提高破碎系统能力、降低矿石入磨粒度、实现“多碎少磨”的关键设备。目前，高压辊磨机在国内金属矿山领域主要应用于两段破碎后的细碎作业或三段破碎后的超细碎作业，将破碎系统产品粒度降低至3～5mm。因此，高压辊磨机—球磨工艺系统中，磨机进料最大粒度为3～5mm，F80约为2～3mm，远低于传统三段破碎—球磨工艺中磨机进料F80值(8～10mm)；同时，高压辊磨机采用高压层压破碎原理，破碎后矿石内部产生大量微裂纹，增加矿石可磨度，球磨功指数降低5%～15%。

目前，高压辊磨机—球磨工艺中磨机选型仍采用邦德理论，基于增加高压辊磨机后球磨机进料粒度和矿石功指数的变化，对邦德公式中的F80、Wi(邦德功指数)等参数进行修正。但工程实践表明，理论计算的磨机产能较现场磨机实际产能明显偏低。

1现场运行实践

1.1现场运行指标

洛阳某钼矿选厂原碎磨系统采用三段一闭路破碎+球磨工艺流程，一段磨矿系统进料粒度为-12mm(F80=8mm)，一段磨矿系统产品-0.074mm含量为64%。为提高碎磨系统产能，节约生产成本，选厂对原有碎磨系统进行技术升级改造，在原有三段一闭路破碎的基础上，增加高压辊磨机进行超细碎作业，将磨矿系统进料粒度降低至-5mm(F80=3.2mm)。

改造完成后，一段磨矿系统在保持原有产品细度不变的条件下，磨机产能显著提高，具体参数如表1所列。

表1选厂改造前后φ4.8m×7.0m磨机参数

由表1可知，增加高压辊磨机进行超细碎后，球磨机进料粒度(F80)和邦德功指数发生较大变化，采用邦德公式计算增加高压辊磨机后一段球磨机产能，理论计算值仅为310t/h，而现场磨机实际产能为350t/h，理论计算值与现场运行数据存在较大差异。

1.2原因分析

针对增加高压辊磨机后，一段球磨机理论计算产能与实际产能差异较大的问题，分析其主要原因为邦德公式中仅考虑磨机入料F80值的变化，未对入料粒度组成进行修正。改造前后球磨机入磨粒度组成如表2所列。

表2改造前后球磨机入料粒度

为更直观地对比三段一闭路破碎流程与三段一闭路破碎+高压辊磨机流程中，磨机进料粒度组成的差异，取相同P80值条件下的破碎机与高压辊磨机产品粒度组成进行对比，如图1所示。

图1相同P80条件下破碎机和高压辊磨机粒度组成

由表2和图1可知，在相同P80的条件下，破碎机和高压辊磨机产品粒度组成具有明显差异，高压辊磨机产品中细粒级产品含量更高。洛阳某钼矿选厂一段磨矿细度要求-0.074mm含量为64%，最大粒度约为170μm。由图1可知，高压辊磨机产品中-170μm产品含量比破碎机产品中-170μm产品含量高17%。该部分物料已达到一段磨矿细度要求，可直接作为一段磨矿成品。

已达到一段磨矿细度的物料经过磨机时不再进行研磨(不考虑过磨产生的能耗)，因此针对洛阳某钼矿选厂在相同P80条件下，高压辊磨机产品作为球磨机给料较破碎机产品作为球磨机给料，球磨机的产量可提高17%。该选厂φ4.8m×7.0m磨机在进料F80为3.2mm，辊压后邦德功指数为11.64kW·h/t，运行功率为2460kW的条件下，根据邦德公式计算磨机产量为310t/h(见表1)。考虑高压辊磨机产品比破碎机产品中达到一段磨矿细度要求的物料含量高17%，则球磨产能为310×(1+17%)=363t/h，与现场实际产能350t/h相近。

2高压辊磨机后球磨选型方法

根据现场工业实践，高压辊磨机—球磨工艺流程中采用邦德公式对球磨机选型计算，计算结果与现场运行数据偏差较大，其主要原因是邦德公式中仅对入磨F80值进行修正，而未考虑进料的粒度组成。高压辊磨机产品与破碎机产品粒度组成不同，在相同P80的条件下，高压辊磨机产品中细粒级物料含量更高，达到磨矿细度要求的物料含量更多，这部分物料在磨矿过程中只需消耗很低的能耗即可进入下一工序作业，使磨矿单位能耗降低，并且P80值越低，这种差异值越大。

采用邦德公式进行破碎机给料条件下球磨产能计算，准确度较高，该方法已被广泛应用。因此，当球磨进料为高压辊磨机产品时，可按邦德公式进行计算，