矿业行业认识到高压辊磨(HPGR)解决方案(àn)可以提高磨矿和(hé)能源利(lì)用效(xiào)率,但(dàn)是在(zài)更广泛的推广应用方面,该技术仍面临多项(xiàng)挑战(zhàn)。
历史上,高压(yā)辊磨机一(yī)直存在进料差(chà)异和偏析的(de)问(wèn)题,导(dǎo)致磨矿粒径分布存在(zài)偏度。另外,高(gāo)压辊磨机的资本支(zhī)出和维(wéi)护成本高。
然(rán)而(ér),为下游工(gōng)艺(yì)带来的好(hǎo)处包括降(jiàng)低未来的运营成本,另一项优(yōu)势(shì)是可以(yǐ)告知利益相关者,高压辊磨机是对环境(jìng)最(zuì)友好的矿石处理解决方(fāng)案之一。在矿石加工工艺中(zhōng),如(rú)果应用先进的技术,例如美卓奥图泰的HRCe高压(yā)辊(gǔn)磨技术,则尤其对环(huán)境有利。
Mining Magazine采访了(le)美(měi)卓奥(ào)图(tú)泰磨矿(kuàng)业务线总(zǒng)监Christoph Hoetzel,希望进一步了解高压辊磨机技术及(jí)其未(wèi)来前景。
MM:在今后几年里,高压(yā)辊磨机是否存在(zài)有(yǒu)望提高生产率(lǜ)和提高能(néng)源效率方面的任(rèn)何改进(jìn)?
CH:高压辊磨机效率的一个主要制约因(yīn)素(sù)是,在辊的边缘附近分布的辊(gǔn)压下降,可能导致辊磨产品(pǐn)的粒径与(yǔ)进料的粒径相近。这通(tōng)常(cháng)被称为“边缘效应”。高压(yā)辊磨机技术的重大(dà)进步是,美卓奥(ào)图泰(tài)首(shǒu)次应用了法兰(lán)和旋转侧(cè)板,这些部(bù)件有效地消除了边缘效(xiào)应,明显地提高了(le)生产率和能(néng)源(yuán)效率(lǜ)。
法(fǎ)兰非常紧靠两侧的辊边缘(减少偏度和(hé)增加刚(gāng)度),辊缝被(bèi)更(gèng)有效地密封,使沿辊宽的压力(lì)分(fèn)布(bù)更(gèng)均(jun1)匀。实(shí)践证明,美卓奥图泰的HRC高压辊磨(mó)机采用法兰后提高了高压辊磨流程的效率,减小(xiǎo)了磨矿出料的总体粒径,从而减少了循环(huán)负荷率(lǜ)及降低了(le)能(néng)耗。
这(zhè)些法兰促进物料进入辊缝(féng),导致工作辊缝增大,从而降低(dī)了(le)比能耗,因此可以使用更粗的(de)进料,从而有可能降低上(shàng)游的破碎要求(qiú)。
安装了(le)法兰的压辊使(shǐ)用寿(shòu)命大大(dà)超过传统高压(yā)辊磨机压辊,其原(yuán)因是,沿辊宽(kuān)的压(yā)力分布更均匀,消(xiāo)除了“浴(yù)缸效应”。在安装边板的传统高压辊磨机中(zhōng),中心区的压力最高(gāo),辊中心部位磨损增加(jiā),导致了(le)“浴缸效应”。
另外(wài),与传统边板相比,法(fǎ)兰的(de)使(shǐ)用寿(shòu)命(mìng)更长,因为法兰(lán)随压辊旋转,运动速度(dù)与被研磨物料(liào)的速度相同。另(lìng)外,法兰耐磨层的质(zhì)量更(gèng)大,自(zì)然(rán)延(yán)长(zhǎng)了法兰的使用寿命。
将高压辊磨机技术(shù)与其他(tā)能源(yuán)效率高的磨矿技术(shù)(例如搅拌磨(mó)矿机)相(xiàng)结合,还可以进一步改进高能效的碎(suì)磨流(liú)程。
MM:高压辊磨机只能在(zài)受(shòu)控(kòng)的“干式”研磨应(yīng)用中有效使用(yòng)吗?
CH:高压辊(gǔn)磨机的效率是通过颗粒之间相互挤(jǐ)压破(pò)碎实现的,即对一(yī)个料床施加(jiā)压力,允(yǔn)许在高压/破碎区内进(jìn)行多次颗(kē)粒间破碎。这(zhè)要求提供(gòng)一个空隙(xì),破碎物料可以(yǐ)被(bèi)压缩在该空隙内,另外也(yě)要求在颗粒之间存在摩(mó)擦力,以便能够施加压力。物料的含水(shuǐ)率太高或太(tài)低都会对辊磨原理的(de)应用产生负面(miàn)影响,可能不能有效(xiào)地将物料引入辊缝和(hé)/或对颗粒(lì)物(wù)施加挤压力(lì)。
含水率(lǜ)也会影响压辊的磨损,水分能改变辊面(miàn)与料床之(zhī)间的摩擦(cā)系数,也改变柱钉式挤压辊(gǔn)自磨层料垫的(de)形成。进料(liào)必须含有(yǒu)一定(dìng)的水分,但是(shì),含水率太高(gāo)可能(néng)导致自磨层流失。因此,在(zài)设计(jì)高压(yā)辊磨机流程时,必须(xū)考虑进料的含水(shuǐ)率,但这些限制因具体的应用而异,不能笼统作出规定。
MM:既然高压辊磨(mó)机与球磨机等其他类型的(de)粉碎(suì)设备(bèi)相比具(jù)有潜在的优势,那么,我们为什么没有看到这类设备的更普遍(biàn)应(yīng)用(yòng)?
CH:在评价(jià)何时使用高压辊磨机技术(shù)时(shí),必须考(kǎo)虑进料(liào)和出料的粒(lì)径要求、矿(kuàng)石处理能力、矿石特(tè)征(zhēng)以及规模经济。当所有上述准则都(dōu)允(yǔn)许使用高压辊磨机技术(shù)时,现在通常(cháng)会(huì)选(xuǎn)择该技(jì)术,因为这已经是一项(xiàng)成熟的技术。
如果仅考虑粒径,即仅考虑(lǜ)将一次破碎后(hòu)的(de)矿石粉碎(suì)至适合(hé)球磨的(de)粒径,那么将二次破碎与(yǔ)三次高压辊磨机粉碎相结合(均在闭路中(zhōng)进行)则有(yǒu)可(kě)能取代自磨机或半自磨机磨矿。在选择时,还需(xū)要考虑(lǜ)其他因素,例如矿石硬(yìng)度和(hé)设备的矿石(shí)处理(lǐ)能力。高压辊(gǔn)磨机对(duì)硬岩和极硬岩矿石的处理(lǐ)具(jù)有(yǒu)最大的优势。但是,对于较软的矿石(shí),自磨机或半自磨机磨矿可(kě)能是(shì)更经(jīng)济的解决方案(àn),因为流程(chéng)简单,不要(yào)求二次破碎(suì)、筛分以及向(xiàng)这些(xiē)单个处(chù)理(lǐ)工序转(zhuǎn)运物料。
当各单台(tái)设(shè)备的(de)规格开始成为提高经济和技(jì)术优势(shì)的因素时,设(shè)备(bèi)的(de)矿石处理能力可能成为了(le)决定(dìng)技术方案的因(yīn)素。在这些情况下(xià),与(yǔ)自磨机或半自磨机磨矿相比,选择高压辊磨机技术可能更具可行性,因为其(qí)矿石处理能力大、能(néng)耗相对低。
总的来说,当矿石处理能力大、矿石硬(yìng)度高时(shí)以及在降雨量较(jiào)小(xiǎo)的气候环境,高压辊磨(mó)机(jī)流(liú)程在商业化(huà)应用方(fāng)面一般更具吸引力。随着富矿资(zī)源(yuán)的枯竭,矿石的品位将降低,将需要矿石处理能力更大的碎磨(mó)流(liú)程。水资源匮乏(fá)是(shì)一个真(zhēn)正(zhèng)影(yǐng)响运营许可的(de)问题,能源(yuán)效(xiào)率将成为继续(xù)关(guān)注的(de)焦点,尤其在全球向更清洁的能源生产转型(xíng)时更是如此(cǐ)。基(jī)于这些大(dà)趋势,我们(men)认为(wéi)高压辊磨机技术的应用将变得(dé)更为普及(jí)。
MM:你能解释(shì)一下高压辊磨机技(jì)术如何减(jiǎn)少选厂的用水量吗?
CH:现在,在选矿工艺中(zhōng)采用能够节水和提高能效的技术正在变得越来越重要。随着入选品(pǐn)位继续下降和项目的规模相(xiàng)应地增大,需要更创新地应(yīng)用这些技术为项目的开发提供(gòng)支持,使项目(mù)不仅在财务上具有(yǒu)可行性(xìng),而且(qiě)从所(suǒ)有利益相关者的视角来看,项目具有可持续性。高压辊磨机技术(shù)在各个流程中减少或不需(xū)要(yào)用水量,因为整(zhěng)个工艺为干(gàn)式磨矿。然而,为(wéi)了(le)评估对选厂水平衡的总体影响,应该(gāi)从全局(jú)考虑各个方面。
MM:为什么必须重(chóng)视碎(suì)磨(mó)工艺的能耗?
CH:在全球生(shēng)产的能源中,碎磨(mó)工(gōng)艺消耗了(le)很大(dà)一部分,相(xiàng)当于一个(gè)大国的能源需求。这些(xiē)能耗也占了采矿总运营成本的很大一部分。应用能源效率高的技(jì)术减少矿山的能(néng)源(yuán)需求(qiú)不仅具有生态效益,也降低了运营成本(běn)及(jí)提高了股东价值。美(měi)卓奥(ào)图泰的目(mù)标(biāo)是,在我(wǒ)们的行业成为(wéi)可(kě)持续性绩效领先企业,努(nǔ)力(lì)对(duì)全球产生净正面影响,我们致(zhì)力于为实现1.5℃控制目标而(ér)贡(gòng)献力量。我们经过Planet Positive认证的技术正在(zài)为更高效且更生态友好的碎磨工艺作出贡献,这些技术包括我们的(de)HRC高压辊磨机以(yǐ)及搅动磨矿机系列(liè),后者包括立(lì)磨机、HIGmill磨矿机和SMD磨矿机。