摘要：从高压辊磨机在矿石碎磨工艺流程中的地位及所起的作用角度综述此设备在矿物加工领域的应用现状和潜力，展望未来的发展前景及面临的挑战。
关键词：高压辊磨机；矿物加工；粉碎
引言
近些年来，高压辊磨机的应用已成为矿山企业工艺创新的热点之一。国内外应用高压辊磨机的矿山企业在逐渐增多，处理的矿石种类也有所扩大。国产高压辊磨机以其性价比及售后服务优势赢得市场的认可，取代进口设备已是大势所趋。本文从高压辊磨机在矿石碎磨工艺流程中所处的地位和所起的作用角度综述此设备在矿物加工领域的应用现状和潜力并展望未来发展前景及面临的挑战。
1、作为细碎超细碎设备
除了用于金刚石矿的解离破碎和铁精矿球团前的预磨作业外，作为矿石的细碎或超细碎设备是当前高压辊磨机在矿物加工领域的应用主流。在这类应用中，最大粒度为65～20 mm的给矿物料被高压辊磨机破碎成粒度不大于3～10 mm的细碎或超细碎产物，此产物或者直接作为后续球磨回路的给矿，或者经预选作业抛弃一部分粗粒尾矿之后再进入球磨回路，球磨回路将物料继续粉碎至后续选别作业所需的细度。
根据工艺要求及选矿厂具体情况的不同，用于细碎或超细碎的高压辊磨机可开路作业，也可与筛分机一起构成闭路作业，将筛上物料返回高压辊磨机。此外还可以采用一种高压辊磨机特有的回路形式，即分别截取边缘产物和中部产物，将粉碎程度较低的边缘产物返回高压辊磨机。
在高压辊磨机和筛分作业构成的闭路细碎/超细碎流程中，筛分粒度决定后续球磨回路的给矿粒度，影响粉碎能耗在高压辊磨回路与球磨回路之间的分配比例。筛分粒度越小，高压辊磨回路所承担的粉碎任务占比越大，整个“高压辊磨—球磨”系统的总能耗越低。但另一方面，筛分效率一般随着筛分粒度的减小而降低。筛分粒度小于6 mm时，干式筛分效率显著下降，需要采用湿式筛分，而湿式筛分的筛上物料返回高压辊磨机时可能会带来给矿物料含水量过高的问题。目前工业实践中应用的最小筛分粒度为3 mm。筛分粒度小于3 mm时，筛上产物的含水量显著增加，从而导致高压辊磨机给料含水量的显著增加。虽然高压辊磨机可以接受含水量不超过一定限度的给料，但较高的物料含水量会影响设备的稳定运行和磨矿效率并导致系统总能耗增加。
2、作为半终磨或终磨设备的潜力
在水泥行业，高压辊磨机的应用经历了作为预磨设备、作为半终磨设备和作为终磨设备的发展历程。作为预磨设备时其作用与在矿业领域作为细碎/超细碎设备的情况类似，预磨产物粒度较粗，还需经过较长时间的球磨磨矿才能得到最终产物;作为半终磨设备时可获得P 80粒度(筛下产率为80%所对应的筛分粒度)为100～1 000μm的半终磨产物，此产物再经较短时间的球磨磨矿就能得到最终产物;作为终磨设备时则完全取消后续的球磨磨矿，直接获得P 80粒度为30～250μm的最终产物。与矿物加工领域不同的是，水泥行业的物料粉碎和分级均为干式作业，高压辊磨机与风力分级机构成闭路作业系统。
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3、矿业领域应用高压辊磨机干磨系统的前景
物料含水量和磨蚀性是影响矿业领域应用高压辊磨机干磨系统的两个关键因素。单机处理量也是需要考虑的一个因素。
物料含水量会影响干磨系统的作业效果，虽然与干式球磨相比较，高压辊磨机对给矿物料含水量的容忍度要高一些。我们知道用于细碎/超细碎作业时，不超过一定限度的含水量有时甚至会改善粉碎效果。半工业规模的高压辊磨机终磨试验表明当物料含水量从0增加到3%时，能耗的增幅仅为5%～10%。这意味着此含水量水平还不至于将回路效率降低至不可接受的水平。这也说明只要给料含水量不超过一定界限，就可避免对物料的加热干燥。这就给下游分选作业为湿法过程时，仍可经济有效地应用高压辊磨机干磨系统提供一个机会。物料加热干燥所需的附加能耗往往会高于干式终磨所节省的能耗，因此对物料进行干燥会损害干磨过程的经济性。如果需要获得干产物，给矿物料最好能在风力分级系统中干燥，不用单独的干燥系统。对于风力分级系统而言，可接受的给矿物料的最高含水量一般在5%～10%。高出这个数值就需要采用单独的干燥系统。
4、关于矿石物料试验
高压辊磨粉碎试验通常在小型(辊径不超过300mm)或半工业型(辊径不超过1 000 mm)高压辊磨机上进行。作为工艺设计及设备选型依据的矿石物料试验至少应获得关于设备处理量、能耗及粉碎效果随工作压强(或比压力)变化的关系。压辊转速、物料含水量等因素的影响往往也是需要加以考察的内容。将物料试验结果应用于细碎/超细碎工艺设计和设备选型时，还应该考虑给矿粒度及边缘效应的影响。
给矿粒度的影响。一般来说，矿石物料的粉碎特性随其粒度而变，颗粒越小越难碎。对于给矿粒度较大的细碎作业，应尽可能以半工业型高压辊磨机上的试验结果为设计依据。因为小型设备上的试验受最大给矿粒度的限制，其结果可能无法准确反映大型设备中实际给矿物料的粉碎结果。如果试验的给矿粒度与实际生产给矿粒度的差异较大，需要根据经验或采用过程模拟方法对试验获得的结果进行适当的修正。
结束语
作为细碎或超细碎设备是目前高压辊磨机在矿物加工领域的应用主流。在这种应用模式中，高压辊磨机产物或者直接作为后续球磨回路的给矿，或者经过某种预选作业抛弃一部分粗粒尾矿后再给入球磨回路。球磨回路将物料进一步粉碎至下游选别流程所需的细度。与传统的碎磨工艺相比，这种应用模式的节能效应主要源自两个方面:(1)通过高压辊磨机超细碎降低后续球磨回路的给矿粒度，无论物料的球磨功指数是否由此得以降低，这都相当于让高压辊磨机承担了原先该由球磨机承担的粉碎任务;(2)通过抛弃粗粒尾矿减少后续球磨回路需要处理的矿量。此模式已在铁矿石加工领域得到成功的应用并取得预期的节能效果。然而，若是在采用高压辊磨机代替传统的细碎设备时未能显著降低后续球磨的给矿粒度且预先丢弃粗粒尾矿的做法不可行.水泥行业的应用经验表明，高压辊磨机作为终磨或半终磨设备可取得更大的节能效果。
参考文献
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论文作者:高珊珊
论文发表刊物:《基层建设》2017年第10期
论文发表时间:2017/7/26
标签：高压论文; 粒度论文; 细碎论文; 含水量论文; 物料论文; 作业论文; 回路论文; 《基层建设》2017年第10期论文;