矿业行业认识(shí)到高压辊(gǔn)磨(HPGR)解(jiě)决(jué)方案可以提高磨矿和能源利用(yòng)效率(lǜ),但是在更广泛的推广应(yīng)用方(fāng)面(miàn),该技术仍面临多项(xiàng)挑战。
历史上,高压辊磨机一直存(cún)在(zài)进料差异(yì)和(hé)偏析的问题,导致磨矿粒径分布存在偏度。另外,高压(yā)辊磨机的资本支出(chū)和维(wéi)护成本高。
然而,为下游工(gōng)艺带(dài)来的好处包括降低未来的运(yùn)营(yíng)成本,另一项(xiàng)优(yōu)势是(shì)可以告知利益相关者,高压(yā)辊磨机是(shì)对环(huán)境最(zuì)友好的矿石处理解决方案之(zhī)一。在矿石加工(gōng)工(gōng)艺中,如(rú)果(guǒ)应用先(xiān)进的技术,例如美卓奥图泰的HRCe高压(yā)辊(gǔn)磨技(jì)术,则尤其对环境有(yǒu)利。
Mining Magazine采访了美卓奥图泰磨矿业务线总(zǒng)监Christoph Hoetzel,希(xī)望进一步了解高压辊磨机技术及其(qí)未来前(qián)景。
MM:在今后几年(nián)里,高压辊磨机是否存在有望提高生产(chǎn)率(lǜ)和提(tí)高(gāo)能源(yuán)效率(lǜ)方面的任何改(gǎi)进?
CH:高压辊磨机效率的(de)一个(gè)主要制约(yuē)因素是(shì),在辊(gǔn)的边(biān)缘附近分布的辊(gǔn)压(yā)下降(jiàng),可能导致辊(gǔn)磨产品的粒径与(yǔ)进料的粒径相近。这通常被称为“边缘(yuán)效应”。高压辊(gǔn)磨机技术的重大进步是,美卓奥图泰首次应(yīng)用了(le)法兰和旋转侧板,这些部件有效地消除了边缘(yuán)效应,明显地提(tí)高了生产率和能源(yuán)效率。
法(fǎ)兰非常(cháng)紧靠两侧的辊边(biān)缘(减(jiǎn)少(shǎo)偏度和增(zēng)加刚度),辊缝(féng)被更有效地密封,使沿(yán)辊宽(kuān)的压力(lì)分布更(gèng)均匀(yún)。实践(jiàn)证明,美卓奥图(tú)泰的HRC高压辊磨机采(cǎi)用(yòng)法兰后提高了高(gāo)压(yā)辊磨流程(chéng)的效率,减小了磨矿出料(liào)的总体粒径,从而(ér)减少了循环(huán)负荷率及降低了能耗。
这些法兰促(cù)进物料进入辊缝,导(dǎo)致(zhì)工作辊缝增大(dà),从而降(jiàng)低了比能耗,因此可以使用更粗的进(jìn)料,从(cóng)而有可(kě)能(néng)降低上游的破(pò)碎要求。
安装了法兰的压辊(gǔn)使用寿命(mìng)大大超过传统高压辊(gǔn)磨机压辊,其原因是,沿辊宽的(de)压力(lì)分布更(gèng)均匀,消(xiāo)除了“浴缸(gāng)效应(yīng)”。在(zài)安(ān)装边板的传统高压辊(gǔn)磨(mó)机(jī)中,中心区的压力(lì)最高,辊中心(xīn)部位磨损增加(jiā),导致了(le)“浴缸效应”。
另外(wài),与(yǔ)传统边板相比,法兰的使用(yòng)寿命更长,因为法兰随压辊旋转,运(yùn)动速度与被研磨物料的速度相同。另外,法兰耐磨层的质(zhì)量更大(dà),自然延长了法(fǎ)兰的使用寿命(mìng)。
将高压辊(gǔn)磨机技术与其他能源(yuán)效率高的磨矿技术(例如搅拌磨矿机)相结合(hé),还可(kě)以进一(yī)步改进高能效的碎磨流程。
MM:高压辊磨机(jī)只(zhī)能在受控的“干式(shì)”研(yán)磨应用中有效使用(yòng)吗?
CH:高(gāo)压辊(gǔn)磨机的效(xiào)率是通过颗(kē)粒(lì)之间相互挤压(yā)破碎实现(xiàn)的,即对一个料床施加(jiā)压力,允许在(zài)高压/破碎区(qū)内进行多次颗粒间破碎。这要求提供一个空隙,破碎物料可以被(bèi)压缩在该空隙内(nèi),另外也要求在颗粒之间存在(zài)摩(mó)擦力,以便能(néng)够施加压力。物料的(de)含水(shuǐ)率太高或太低都会对辊磨原理(lǐ)的应用产生负面影(yǐng)响,可能不(bú)能有效地将物(wù)料引入辊缝(féng)和/或对颗粒物施加挤(jǐ)压力。
含水率也会影响压辊(gǔn)的(de)磨损,水分能(néng)改变辊面与料(liào)床之间(jiān)的摩擦系数,也改变柱(zhù)钉式挤压(yā)辊自(zì)磨(mó)层料(liào)垫的形成。进料必须含(hán)有(yǒu)一(yī)定的水分,但是,含(hán)水率太高(gāo)可能导(dǎo)致自(zì)磨(mó)层流失。因此,在设计(jì)高(gāo)压辊磨机流程时,必须(xū)考虑进料的(de)含(hán)水(shuǐ)率,但(dàn)这(zhè)些限制因具体的应用而异,不能笼统(tǒng)作出规(guī)定。
MM:既(jì)然高(gāo)压辊磨机与球磨机等其(qí)他类型的粉碎设备相比具有潜在的优(yōu)势,那么,我们为什么没有看到这类设备的更普遍应用?
CH:在评价何时使用(yòng)高压(yā)辊磨机技术时,必须考虑进料和(hé)出料的粒径要求、矿石处理能力、矿石特征以及(jí)规模经济(jì)。当(dāng)所有上述准则都允许使用高压辊(gǔn)磨机技术(shù)时(shí),现在(zài)通常会选择(zé)该技术,因为这已经是一项成(chéng)熟的技术。
如果仅考(kǎo)虑粒径,即仅考虑将一次破碎后的矿石粉碎(suì)至适合(hé)球磨的(de)粒(lì)径,那么(me)将(jiāng)二次破碎与三次(cì)高压辊磨机粉碎相结合(hé)(均(jun1)在闭路中进行)则有可能取(qǔ)代(dài)自磨(mó)机或半自磨机磨矿(kuàng)。在选择时,还需要考虑其他因素,例如矿石硬度和设备的(de)矿石处理(lǐ)能力。高压(yā)辊磨(mó)机对硬岩(yán)和极(jí)硬(yìng)岩矿石的处理具有最(zuì)大的优势。但是,对于较软的矿(kuàng)石,自磨机或半自磨机(jī)磨矿可能(néng)是更(gèng)经济的解决方(fāng)案,因为流(liú)程(chéng)简单,不要(yào)求二次破碎、筛分以(yǐ)及向这些单个处理工序转运物料。
当各单(dān)台设(shè)备的规格开始成为提高经济(jì)和技术优势(shì)的因素时,设备的矿(kuàng)石处理能力可(kě)能(néng)成为了(le)决定技(jì)术方案(àn)的因(yīn)素。在(zài)这些情况下,与自磨(mó)机或半自(zì)磨机磨矿相(xiàng)比,选择高压辊(gǔn)磨机技(jì)术可(kě)能更具可行(háng)性,因为其(qí)矿石处(chù)理能(néng)力大(dà)、能耗相对低。
总(zǒng)的来说,当(dāng)矿石处(chù)理能力大、矿石硬度高时以及在降雨量较小的气候环(huán)境,高(gāo)压(yā)辊(gǔn)磨机流程(chéng)在商业化应用方面一(yī)般(bān)更具吸(xī)引(yǐn)力。随(suí)着富矿资源的枯竭,矿石的品位将降低,将需要矿(kuàng)石处理能(néng)力更大的碎磨流(liú)程。水(shuǐ)资源匮乏(fá)是(shì)一(yī)个真正影响运营许(xǔ)可的问题,能源效率将成为继(jì)续关注(zhù)的焦点,尤(yóu)其在全球(qiú)向更清(qīng)洁的能源生产转型时更是如此。基于这些(xiē)大(dà)趋势,我们认为(wéi)高压(yā)辊磨机(jī)技术的应用将变得更为普及。
MM:你能解释一下高压辊磨机技(jì)术如何减少选厂的用水量吗?
CH:现在,在选矿工艺中采(cǎi)用能够节水和提高能效(xiào)的技术正在(zài)变(biàn)得越(yuè)来越重要。随着入选(xuǎn)品位继续(xù)下降(jiàng)和项目的规模相应地增(zēng)大,需要更创(chuàng)新地应(yīng)用这些技术为项(xiàng)目的开(kāi)发提供支(zhī)持,使项目不仅(jǐn)在(zài)财务上具(jù)有(yǒu)可行性(xìng),而且从所有利益相关者的(de)视(shì)角来看(kàn),项目具有可持续性。高压辊磨机技术在各个流程中减少或不需要用(yòng)水量,因为整个工艺为干式磨(mó)矿。然(rán)而,为(wéi)了评估对选厂水(shuǐ)平衡的总体影响,应该从全局考虑各个方面。
MM:为什么必须重(chóng)视(shì)碎磨工艺的(de)能耗?
CH:在全球生产的能(néng)源中,碎磨工艺消耗了很大一部(bù)分,相(xiàng)当于(yú)一(yī)个大(dà)国的(de)能源需求。这些能耗也占了采矿(kuàng)总运营成本的很大一部(bù)分。应用能源效率高的技术减少矿(kuàng)山的能源需求(qiú)不仅具有生态(tài)效益,也降低了(le)运营成本及提高了股东价值。美卓奥图(tú)泰的目标(biāo)是,在我们的行业成为可(kě)持续(xù)性绩效领先企业,努力(lì)对全球产(chǎn)生净正面影响,我们致力(lì)于为实现1.5℃控制目标而贡献(xiàn)力量。我们经过(guò)Planet Positive认证的技术正在为(wéi)更高效且(qiě)更生(shēng)态友好的碎磨工艺作(zuò)出贡献,这些技术(shù)包括我们的HRC高压辊(gǔn)磨机以及搅动磨矿机系列,后者包括立磨机、HIGmill磨矿机和(hé)SMD磨矿机。