矿业行业(yè)认识到高压辊(gǔn)磨(HPGR)解决方案可以提(tí)高(gāo)磨矿和(hé)能源(yuán)利用效率,但是在(zài)更广(guǎng)泛的推广应(yīng)用方(fāng)面,该技术仍面(miàn)临(lín)多项(xiàng)挑战。
历史上,高压辊(gǔn)磨机一直存在进料差异(yì)和偏析的问题,导(dǎo)致磨(mó)矿粒径(jìng)分(fèn)布存在偏度。另外,高压辊磨(mó)机的资(zī)本支出和维(wéi)护(hù)成(chéng)本高。
然而,为下游工艺带(dài)来的好处包(bāo)括(kuò)降低未来的运营(yíng)成(chéng)本,另(lìng)一项优势是可以告知(zhī)利益相关者,高压辊磨机是(shì)对环境最友好的(de)矿石处(chù)理(lǐ)解决方案之一。在矿石加(jiā)工工艺中(zhōng),如(rú)果应用先进的技术,例如美卓(zhuó)奥图(tú)泰的HRCe高压辊(gǔn)磨技术,则尤其对环境有利(lì)。
Mining Magazine采访了(le)美卓奥(ào)图泰磨(mó)矿业务线总监(jiān)Christoph Hoetzel,希望(wàng)进一(yī)步了解(jiě)高(gāo)压(yā)辊磨机技术及(jí)其未来前景。
MM:在今后几年里,高压(yā)辊磨(mó)机是否存在有望(wàng)提高生产率(lǜ)和提高能源效率方面的任何改进(jìn)?
CH:高压(yā)辊磨机效率的一个主要(yào)制约(yuē)因(yīn)素是,在辊的边缘附近分布的辊压下降(jiàng),可能导致辊(gǔn)磨产品的粒径与(yǔ)进(jìn)料的粒径(jìng)相近。这(zhè)通常被称为“边缘效应(yīng)”。高压辊磨机技术的重(chóng)大进步是,美卓奥(ào)图泰(tài)首次应用了(le)法兰和旋转侧板(bǎn),这些部(bù)件有效(xiào)地(dì)消除了边缘效应,明显地提高了生产率和能源效率。
法兰非常紧靠两侧的辊边缘(减少偏度和增加刚度),辊缝(féng)被更有效地密封,使沿辊宽的压力(lì)分布(bù)更均匀(yún)。实践证明,美卓(zhuó)奥图泰(tài)的HRC高(gāo)压(yā)辊(gǔn)磨机采用法兰后提高(gāo)了(le)高(gāo)压辊磨流程的效(xiào)率,减(jiǎn)小了(le)磨矿出料的总体(tǐ)粒径,从(cóng)而(ér)减少了循环负荷率及降低了(le)能耗。
这些法兰促进(jìn)物料进入辊缝,导致工作辊缝增大(dà),从而(ér)降低了(le)比能耗(hào),因此(cǐ)可以使用(yòng)更粗的(de)进(jìn)料,从而有(yǒu)可能降(jiàng)低上(shàng)游的破碎要求。
安装了(le)法兰的压辊(gǔn)使(shǐ)用寿命大大超过传(chuán)统高压辊磨机压辊,其原因是,沿辊(gǔn)宽(kuān)的(de)压力分(fèn)布更均匀,消除了(le)“浴缸效应”。在(zài)安(ān)装边板的传统高压辊磨(mó)机中,中心区的压力最高,辊中心部(bù)位磨(mó)损增加(jiā),导致了“浴缸(gāng)效应(yīng)”。
另外,与传统边板相比,法兰的使(shǐ)用(yòng)寿命更长(zhǎng),因(yīn)为法兰随压辊旋转,运动速度与被研磨物料(liào)的速度相同。另(lìng)外,法兰耐磨层(céng)的质量更(gèng)大,自然延长了法兰(lán)的(de)使用(yòng)寿(shòu)命(mìng)。
将(jiāng)高压辊磨(mó)机技术(shù)与其(qí)他能源效(xiào)率高的磨矿技术(例如搅拌磨矿机)相结合,还(hái)可(kě)以进一步改进高能效的(de)碎磨流程。
MM:高压(yā)辊磨机只能(néng)在受控的“干式”研磨应用(yòng)中有(yǒu)效使用吗?
CH:高压辊磨(mó)机的效率是通过颗(kē)粒之间相互挤(jǐ)压破碎实现的(de),即对一个料床施加压(yā)力,允许在高压/破碎(suì)区内(nèi)进行多(duō)次颗粒间破碎。这要(yào)求提(tí)供一(yī)个空隙,破碎物料可以被压缩在该空隙内,另外也要(yào)求在颗粒(lì)之(zhī)间存在(zài)摩擦(cā)力,以(yǐ)便(biàn)能(néng)够施加压力。物料的含水率太高(gāo)或太(tài)低都会对辊磨原(yuán)理的应用产生负面(miàn)影响,可能不能有效地(dì)将物料引入辊缝和/或对颗粒物施加挤压力。
含水(shuǐ)率也(yě)会影响压辊的(de)磨损(sǔn),水分能改(gǎi)变辊(gǔn)面与料(liào)床之间(jiān)的摩擦系(xì)数,也改(gǎi)变柱钉(dìng)式挤压辊自磨(mó)层料(liào)垫的形成。进料(liào)必须含有一定的水分,但是,含水率(lǜ)太高可能导致自磨(mó)层流失。因此,在设计高压(yā)辊磨(mó)机流程时,必须考虑进料的含水率,但这些(xiē)限(xiàn)制因具体的(de)应用而异,不能笼(lóng)统作出规定。
MM:既然(rán)高压辊磨机与球磨机等其他类型的粉碎(suì)设备相比具(jù)有潜在的优(yōu)势,那(nà)么(me),我们为什么没有看到这(zhè)类设备的更普(pǔ)遍应用?
CH:在评价何时使用高(gāo)压辊磨机技术时,必须考虑进料和出料的粒(lì)径(jìng)要求、矿石(shí)处理能力、矿石特征以及规(guī)模经济。当所有上述准则都(dōu)允许使用高压辊磨机技术时(shí),现在(zài)通常会选择(zé)该(gāi)技术,因为这已经(jīng)是一项成熟的技(jì)术(shù)。
如(rú)果仅考虑粒径,即仅(jǐn)考虑将一次破碎后的矿石粉(fěn)碎至适合(hé)球磨的(de)粒径,那么将二次(cì)破碎(suì)与三次高(gāo)压辊(gǔn)磨机粉碎相结合(均在闭路(lù)中进(jìn)行)则有可能取(qǔ)代自磨机(jī)或半自磨机磨矿。在(zài)选择时,还需要考虑其(qí)他因素,例(lì)如矿石硬度(dù)和设备的矿石处理能力。高(gāo)压辊磨机对硬岩和极硬岩矿(kuàng)石的处(chù)理具有最大的优势。但是,对(duì)于较软的矿石,自磨机或(huò)半自(zì)磨(mó)机磨(mó)矿可(kě)能是更经济的解决(jué)方案,因为流程简单,不要(yào)求二次破碎、筛分(fèn)以及向这些(xiē)单个处理工(gōng)序转运(yùn)物料。
当各单台设备的规格开始成(chéng)为提(tí)高经济和技术优势的因素时(shí),设备(bèi)的矿石处理(lǐ)能力可能成为了决定技术方案的(de)因素。在这些情况下,与自磨机或半自磨机磨(mó)矿相比,选择(zé)高压辊(gǔn)磨机技术(shù)可(kě)能(néng)更(gèng)具可行(háng)性,因为(wéi)其矿(kuàng)石处(chù)理能力大(dà)、能(néng)耗相对低。
总的来说,当矿石处理能力大、矿石硬度(dù)高时以及在降雨量(liàng)较小的(de)气候环境,高(gāo)压辊磨机流程(chéng)在(zài)商业化应(yīng)用方面(miàn)一般更具吸引力。随着(zhe)富矿资源(yuán)的枯竭(jié),矿石的品位将降低,将(jiāng)需要矿石处理能力更大(dà)的碎磨流程。水资源匮(kuì)乏是一个真正影响(xiǎng)运营许可(kě)的问题,能源效率将成为继续关注的(de)焦点,尤其在(zài)全球向更清洁(jié)的(de)能源生(shēng)产转型时(shí)更是如此(cǐ)。基于(yú)这些大趋势,我们认(rèn)为(wéi)高压辊(gǔn)磨(mó)机技术的应用将变得(dé)更为普(pǔ)及(jí)。
MM:你能(néng)解释一下高压辊磨(mó)机技术如何(hé)减(jiǎn)少选厂的(de)用(yòng)水量吗(ma)?
CH:现在,在选矿工艺中(zhōng)采用能够节水和提高能效(xiào)的(de)技术(shù)正(zhèng)在变得越来越重要。随着入(rù)选(xuǎn)品位继(jì)续下降和项(xiàng)目的规模相(xiàng)应地(dì)增大,需要更创新地应(yīng)用这些技术(shù)为(wéi)项(xiàng)目的开发提供支(zhī)持,使项目不仅在财(cái)务(wù)上(shàng)具有可行性,而且从所有利益相关者(zhě)的视角来看,项(xiàng)目具有(yǒu)可持续(xù)性(xìng)。高压辊磨机技术在各个流(liú)程中减(jiǎn)少或不需要用水量,因为整个工艺为干式磨矿。然而(ér),为了评估(gū)对选厂水平衡的总体(tǐ)影响,应该从全局(jú)考(kǎo)虑各个(gè)方面。
MM:为什么必须(xū)重视碎(suì)磨工艺的能耗(hào)?
CH:在全球生产的(de)能源中,碎磨(mó)工艺消耗了很大(dà)一部分,相当于一个大国的能源需求。这些能耗也占(zhàn)了采矿总运营成本的很大一部分。应用能源效(xiào)率高的技术减(jiǎn)少矿山的能(néng)源需(xū)求不(bú)仅具(jù)有生态效(xiào)益,也降低了运营(yíng)成本及提(tí)高了股东价值。美(měi)卓奥图(tú)泰(tài)的目(mù)标是,在我们的行业成为可持续(xù)性绩(jì)效领先企业,努力对全(quán)球产生净正面影响(xiǎng),我们致力于为(wéi)实现1.5℃控制目(mù)标而贡献(xiàn)力量。我们经过Planet Positive认证的技术正在为更高效且更生态友好的碎磨(mó)工艺作出贡献,这些技(jì)术(shù)包(bāo)括我们(men)的HRC高压辊(gǔn)磨(mó)机以及(jí)搅动磨矿机系列,后者(zhě)包(bāo)括立磨机、HIGmill磨矿机和SMD磨矿机。