矿业行业认识到高压(yā)辊磨(HPGR)解决方案可以提高磨矿和能源利用(yòng)效率(lǜ),但是(shì)在更(gèng)广泛的推广应用方面(miàn),该技(jì)术仍(réng)面临多项挑战。
历史(shǐ)上,高压辊(gǔn)磨机一(yī)直存在(zài)进(jìn)料差异和(hé)偏(piān)析的问题,导致磨矿粒径分布存在偏度。另外,高压辊磨机的资本支出和维护(hù)成本高。
然而,为(wéi)下游工艺带来的好处包括降低未来的运营成本(běn),另一项(xiàng)优势是可以告知利益相关者,高压辊磨机是对环境(jìng)最友好的矿(kuàng)石(shí)处理解决方(fāng)案(àn)之一。在矿(kuàng)石加工工艺中,如果应用先进的技术,例如美卓奥图泰的HRCe高压辊磨技(jì)术,则尤其对环(huán)境有(yǒu)利。
Mining Magazine采访了美卓(zhuó)奥图泰磨矿业务线总(zǒng)监Christoph Hoetzel,希望进一步了解高压辊磨机技术及其未来前景(jǐng)。
MM:在今后几(jǐ)年里,高压(yā)辊(gǔn)磨机是否存在(zài)有望提高生产率和提高能源(yuán)效率方面的任何(hé)改进?
CH:高(gāo)压辊磨机效率的一个(gè)主要(yào)制约因素是,在(zài)辊的边缘附近分布的辊压下(xià)降,可(kě)能导致辊磨产品(pǐn)的粒(lì)径与进料的粒径相近。这通常被称为“边缘效应”。高压辊磨机技术的重大进步是(shì),美卓奥(ào)图泰首次(cì)应用了法兰和旋转(zhuǎn)侧板,这些部件有效地消(xiāo)除了边缘效应(yīng),明显地提高(gāo)了(le)生产(chǎn)率和能源效(xiào)率。
法兰非常紧靠两侧的辊(gǔn)边缘(减少偏度(dù)和增加(jiā)刚度),辊缝被更有效地(dì)密封,使沿辊宽的压(yā)力(lì)分布更均匀。实践证明,美卓奥图泰的HRC高压辊磨机采(cǎi)用法兰后提(tí)高了高压辊磨流程的效率,减小(xiǎo)了磨矿出料的总体(tǐ)粒径,从而减少了循环负荷率及降低(dī)了能耗。
这些法兰促进物料进入(rù)辊缝,导致工作辊缝增(zēng)大,从(cóng)而降低了比(bǐ)能(néng)耗,因此可以使(shǐ)用更粗(cū)的进料(liào),从而有可能降低上游的(de)破碎要求。
安装了法兰的压辊使(shǐ)用寿(shòu)命大(dà)大超过传统(tǒng)高压辊磨机压(yā)辊,其原因是,沿辊宽的(de)压力分布更均匀(yún),消除了“浴(yù)缸效应”。在安装边板的传(chuán)统高压(yā)辊磨机中,中(zhōng)心区的压力(lì)最高,辊中(zhōng)心部位(wèi)磨(mó)损增加,导(dǎo)致了“浴缸效应”。
另外,与传统边板(bǎn)相比,法兰的使用(yòng)寿命(mìng)更长,因为法兰随压辊旋转(zhuǎn),运动速度与被研(yán)磨物(wù)料的速度相同(tóng)。另外,法兰(lán)耐磨(mó)层的质量更大,自然延长了法兰的使用寿(shòu)命。
将高压(yā)辊磨机技术与其他能源效(xiào)率高的磨矿技术(例如搅拌(bàn)磨矿机)相结合,还可以进一步改(gǎi)进高能(néng)效的(de)碎(suì)磨流程。
MM:高(gāo)压辊磨机只能在受控的“干式(shì)”研磨应用中(zhōng)有(yǒu)效使用吗?
CH:高(gāo)压辊磨机的效率是通过(guò)颗(kē)粒(lì)之间相互挤压破碎实现的(de),即对一(yī)个料床施加压力,允许在高压/破碎区内进行多次颗粒间破(pò)碎。这要求(qiú)提(tí)供一个空隙(xì),破(pò)碎物料可以被压缩在该空隙(xì)内(nèi),另(lìng)外(wài)也要求在颗粒之间存在摩擦力,以(yǐ)便能够施加压力。物料的含水率太高或太低都会(huì)对辊磨原(yuán)理的应用产生负面影响,可能不(bú)能有效地(dì)将物料引入(rù)辊缝和/或对颗粒物施(shī)加挤压力。
含(hán)水(shuǐ)率(lǜ)也会影响压辊(gǔn)的磨损,水分能改变辊(gǔn)面(miàn)与料床之间的(de)摩擦(cā)系数,也改变柱钉(dìng)式(shì)挤压辊自磨层料(liào)垫的形成。进(jìn)料必须含(hán)有一(yī)定(dìng)的水分,但是,含水率太高可能导致(zhì)自磨层流失。因此,在设计(jì)高(gāo)压辊磨机(jī)流程时,必(bì)须考虑进料的含水率,但(dàn)这(zhè)些限制因具体(tǐ)的应用(yòng)而异,不能笼统(tǒng)作出规定。
MM:既然高压辊(gǔn)磨机与球(qiú)磨(mó)机等其他类(lèi)型(xíng)的粉碎设(shè)备相比具有(yǒu)潜在的优势,那么,我(wǒ)们为什么(me)没有看到这(zhè)类设备的(de)更普(pǔ)遍应(yīng)用?
CH:在评价何时使用高压辊磨机技术时,必须(xū)考虑(lǜ)进料和出料的粒径要(yào)求、矿石处(chù)理能力、矿石(shí)特征以及规模经济(jì)。当所有上述准则(zé)都允(yǔn)许使(shǐ)用高压辊磨机技术时,现在通常会选择(zé)该技术,因为这(zhè)已经是一(yī)项成熟的技术。
如果(guǒ)仅考(kǎo)虑粒径,即(jí)仅(jǐn)考(kǎo)虑将(jiāng)一次破(pò)碎后的矿石粉碎至适合球磨的粒径,那(nà)么(me)将二次破碎(suì)与三次(cì)高压辊磨机粉碎(suì)相结合(均在闭(bì)路中进行)则有(yǒu)可能取代(dài)自磨机或半自磨机(jī)磨矿。在选择时,还需要考虑其他因(yīn)素(sù),例如(rú)矿石硬度和(hé)设备(bèi)的矿石处理能力。高(gāo)压辊磨机(jī)对(duì)硬岩和极硬岩矿(kuàng)石的处理具有(yǒu)最大的优(yōu)势。但是,对于较(jiào)软的矿石(shí),自磨机或(huò)半自磨机磨矿可能(néng)是(shì)更(gèng)经济的解决方案,因(yīn)为流程简单,不要求二次破碎、筛分以及向这(zhè)些单个处理工序转运物料(liào)。
当(dāng)各(gè)单台设备的规格开(kāi)始成为(wéi)提高经济和技术优势(shì)的因素时(shí),设备的(de)矿石处理能力可(kě)能(néng)成为了决定技术方案(àn)的因素。在(zài)这些情况下,与自磨机(jī)或(huò)半自磨机磨(mó)矿相比,选择高压(yā)辊磨机(jī)技术可能更具(jù)可行性,因(yīn)为其矿石处理能力大(dà)、能耗相(xiàng)对低。
总的来说(shuō),当矿石处理(lǐ)能力(lì)大、矿石(shí)硬(yìng)度高(gāo)时以及在降雨量较(jiào)小的气(qì)候(hòu)环境,高压(yā)辊磨(mó)机流程在商业化应(yīng)用方面一般更具吸引力。随着富矿资(zī)源的枯竭(jié),矿石的品位(wèi)将降低,将需要矿石处(chù)理能力(lì)更(gèng)大的碎磨流(liú)程。水资源匮乏是(shì)一个真正(zhèng)影响运营许可的问题,能源效率将成为继续关注的焦点(diǎn),尤(yóu)其在全球向更清洁(jié)的能源生(shēng)产转型时(shí)更是(shì)如(rú)此。基于这些大趋势,我们(men)认为高压辊(gǔn)磨机(jī)技术的应用将(jiāng)变得更(gèng)为普(pǔ)及(jí)。
MM:你能(néng)解释一下高压辊磨机技(jì)术如何减少选厂的用(yòng)水量吗?
CH:现在,在选(xuǎn)矿工(gōng)艺(yì)中采用能够节水和提高能效的技术正在(zài)变(biàn)得越(yuè)来越重要。随(suí)着入(rù)选品位(wèi)继(jì)续(xù)下降和项(xiàng)目的规(guī)模相应地(dì)增大,需要更创新地应用这些技术(shù)为项目的开发提供支持,使项目不仅在财务上具(jù)有可行性,而(ér)且从所有利(lì)益相关者的视角(jiǎo)来看(kàn),项目(mù)具有(yǒu)可持续性。高压辊磨机技术在各(gè)个流程中减少或不需要(yào)用水量,因为整个(gè)工(gōng)艺为干式磨矿。然而,为了评估对选厂水平衡的总体影响,应该(gāi)从全局考虑各(gè)个方面。
MM:为(wéi)什么必须重视碎磨工艺的(de)能耗?
CH:在全球生产(chǎn)的能源(yuán)中(zhōng),碎磨工(gōng)艺消耗了很大一部(bù)分(fèn),相当于一(yī)个大(dà)国的能源需(xū)求。这(zhè)些能耗(hào)也占了采矿(kuàng)总运营成本的很大一部分。应用能源效率高(gāo)的技术减少矿山(shān)的能源需求不(bú)仅具有生态效益,也降(jiàng)低了运营成本及提高了(le)股(gǔ)东价值。美卓奥图泰的目标是(shì),在我(wǒ)们的行业成为可持续性绩效领先企业,努力对全球(qiú)产生净(jìng)正面影响,我们致力于为实现(xiàn)1.5℃控制(zhì)目标而(ér)贡献力量。我们经过Planet Positive认证的技术正在(zài)为更高效(xiào)且(qiě)更生态友好的碎磨工艺(yì)作出(chū)贡献,这些(xiē)技术包括(kuò)我们的HRC高压辊磨机以及搅动磨矿机系列,后者(zhě)包括立磨(mó)机(jī)、HIGmill磨矿机(jī)和SMD磨矿机(jī)。