矿业行(háng)业认(rèn)识到高压辊磨(HPGR)解决方案可以提高磨矿(kuàng)和能源(yuán)利用效率,但是在更广泛的推(tuī)广应(yīng)用方面,该技术仍面临多项挑战。
历史上,高压辊磨机一直存(cún)在进料差异(yì)和偏析的问题,导致磨(mó)矿粒径分布存在(zài)偏度。另外,高压辊磨机(jī)的资(zī)本支出和维护成本高。
然而,为下游工艺带来的好处包括降(jiàng)低未来(lái)的运营成本,另一项(xiàng)优(yōu)势是可以告知利益(yì)相关者,高压辊磨机(jī)是(shì)对环(huán)境最友好的矿石处理解决方案之一。在(zài)矿石加工工艺中,如果应用先进的技术,例如美卓奥图泰(tài)的HRCe高压辊磨技术,则尤其对(duì)环境有利。
Mining Magazine采访了美(měi)卓(zhuó)奥图泰(tài)磨矿业务(wù)线总监Christoph Hoetzel,希望(wàng)进(jìn)一(yī)步了解高(gāo)压(yā)辊磨机(jī)技(jì)术(shù)及其未来前景。
MM:在今后(hòu)几(jǐ)年(nián)里,高压辊(gǔn)磨机是否存在有望提高(gāo)生产(chǎn)率和提高(gāo)能(néng)源效率方面的(de)任(rèn)何改进?
CH:高压(yā)辊磨机效率(lǜ)的一(yī)个主(zhǔ)要(yào)制(zhì)约(yuē)因素是,在辊的边缘附近分(fèn)布的辊压(yā)下降(jiàng),可能(néng)导(dǎo)致(zhì)辊磨产品的粒(lì)径与进料的粒径相(xiàng)近。这通常(cháng)被称为“边缘效应”。高压辊磨机技术的重大(dà)进步(bù)是,美卓(zhuó)奥(ào)图泰首次应(yīng)用了法兰和旋(xuán)转(zhuǎn)侧板(bǎn),这些部件有效地消除(chú)了边缘效应(yīng),明(míng)显地提高了生产(chǎn)率和能源效(xiào)率。
法(fǎ)兰非常紧靠两(liǎng)侧的辊边缘(减(jiǎn)少偏度和(hé)增加刚度),辊缝被更有效地密封,使沿(yán)辊宽的(de)压力分布更均(jun1)匀(yún)。实(shí)践证明(míng),美卓奥(ào)图泰的(de)HRC高压辊磨机采用法兰后提高(gāo)了高压辊磨流程的效率(lǜ),减(jiǎn)小了(le)磨矿出料的总体粒径,从而减少了循环负荷率及降低了能耗(hào)。
这些法(fǎ)兰促进物料进入辊缝(féng),导致(zhì)工作辊缝(féng)增大,从而降(jiàng)低了(le)比能耗,因此可以使用更粗的进料,从而有(yǒu)可能降低上游的破碎要求。
安装了法兰的压(yā)辊使用寿(shòu)命大大超过传统高(gāo)压辊磨机压辊,其原因是,沿辊宽的压(yā)力分布更均匀,消(xiāo)除(chú)了“浴缸效应”。在安装边板(bǎn)的传(chuán)统高压辊磨机(jī)中,中(zhōng)心区的压力最(zuì)高,辊中心部位(wèi)磨损增加,导(dǎo)致(zhì)了“浴缸效应”。
另外,与传统边板相比,法(fǎ)兰(lán)的使用寿命更(gèng)长(zhǎng),因为(wéi)法兰(lán)随(suí)压辊(gǔn)旋转,运动速度与被(bèi)研磨物料(liào)的速度相同。另外,法兰耐磨层的质(zhì)量更大,自(zì)然延(yán)长(zhǎng)了法兰的使用寿(shòu)命。
将高压辊(gǔn)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(kuàng)机)相结合,还可以进一步改进高能(néng)效(xiào)的(de)碎磨流程。
MM:高压辊磨机只能在受控的“干式”研磨应(yīng)用中(zhōng)有效使(shǐ)用吗?
CH:高(gāo)压辊(gǔn)磨机的效率(lǜ)是通过颗粒之间相互挤压破碎实现的,即对一个(gè)料床(chuáng)施加压力,允许在(zài)高压/破碎区内进行多次颗粒间破碎(suì)。这要(yào)求提(tí)供一个空隙,破(pò)碎(suì)物料可(kě)以(yǐ)被压(yā)缩在该(gāi)空隙内,另外也要求在颗粒之间存在摩擦力,以便能够施加压力。物(wù)料的含水率太高或太低都会(huì)对辊磨(mó)原理的应(yīng)用产生负(fù)面影响,可能不(bú)能有(yǒu)效地将物料引入辊(gǔn)缝和/或对颗粒物施加挤压力。
含水(shuǐ)率也会影响压辊的(de)磨损,水分能改变辊面与料床之间的摩擦系(xì)数,也改变(biàn)柱钉式(shì)挤(jǐ)压辊自磨层(céng)料(liào)垫的(de)形成。进料必须含有一定的水分,但是,含水率(lǜ)太高可能导致自磨层(céng)流失(shī)。因(yīn)此,在设计高压辊(gǔn)磨(mó)机流程(chéng)时,必(bì)须考虑进料的含(hán)水率,但这些限(xiàn)制因具体的应用而异,不能笼统(tǒng)作出规(guī)定(dìng)。
MM:既然高压辊磨机与球磨机等其他(tā)类型的(de)粉(fěn)碎设(shè)备相(xiàng)比具有潜在的(de)优势,那么,我(wǒ)们为(wéi)什么没有看(kàn)到这类设备的更(gèng)普(pǔ)遍应用?
CH:在评(píng)价何时使(shǐ)用高压辊磨机技术时,必须考虑进(jìn)料和出料的粒径要求、矿石处理能力、矿石特征以及(jí)规模经济(jì)。当所有上述准则都(dōu)允许使(shǐ)用高压(yā)辊磨(mó)机技术时(shí),现在通常会选择(zé)该技(jì)术,因为(wéi)这已(yǐ)经是一项成熟的技术。
如果仅考虑粒(lì)径(jìng),即仅考(kǎo)虑将一次破碎后(hòu)的矿石粉(fěn)碎至适合球(qiú)磨的粒径,那么将二次(cì)破碎与(yǔ)三次高压辊磨(mó)机粉碎相结合(均在闭路中(zhōng)进(jìn)行)则有可能取代自磨机(jī)或(huò)半自磨机磨矿。在选择时,还需(xū)要考虑(lǜ)其他因素,例如矿石硬度(dù)和设备(bèi)的(de)矿石处(chù)理能力。高压(yā)辊磨机对硬岩和极硬(yìng)岩矿(kuàng)石的(de)处理具有最大的优(yōu)势。但(dàn)是,对于较软(ruǎn)的矿石,自磨机或半自磨机(jī)磨矿可能是(shì)更(gèng)经济的解决方案,因为(wéi)流(liú)程(chéng)简单(dān),不要求二次破碎、筛分以(yǐ)及向这(zhè)些(xiē)单个处理工序转(zhuǎn)运物(wù)料。
当各(gè)单台设备的规格开始成为提高经济和(hé)技(jì)术优(yōu)势(shì)的因(yīn)素时(shí),设备的(de)矿石处(chù)理能力可能成为了决定技术方案的因(yīn)素。在(zài)这些情况下,与(yǔ)自(zì)磨机或半自磨机(jī)磨矿相比(bǐ),选(xuǎn)择高压辊磨机技术可能(néng)更具可行性,因为其矿(kuàng)石(shí)处(chù)理能力大、能耗相(xiàng)对低。
总的(de)来说,当矿石处理能力大、矿石硬度高时以及在(zài)降雨量(liàng)较(jiào)小的(de)气候(hòu)环境,高压辊磨机流程在商业化应用方面一(yī)般更具吸引力。随(suí)着富矿资源的枯(kū)竭,矿石的品位(wèi)将降低,将(jiāng)需要(yào)矿(kuàng)石(shí)处理能力更(gèng)大的碎磨(mó)流程。水资(zī)源匮乏是一个真正影响运营许可的(de)问题,能源效率将成为继续关注的(de)焦点,尤(yóu)其在(zài)全(quán)球向更清洁的能(néng)源生(shēng)产转型时更是如(rú)此。基于这些大趋势(shì),我们认为高压辊(gǔn)磨(mó)机技术的(de)应用将变得(dé)更为普及。
MM:你能(néng)解释一(yī)下高压辊磨机技术如何减少选厂的用水量吗?
CH:现(xiàn)在,在选矿工艺中采用能够节水和提(tí)高(gāo)能效的技(jì)术(shù)正在变(biàn)得越来越重要。随着入选品位继续(xù)下降和项目的规模相应地增(zēng)大(dà),需要更创(chuàng)新地(dì)应用这(zhè)些技术为项目的开(kāi)发(fā)提供(gòng)支持(chí),使项目不(bú)仅在财务上具有可行性,而(ér)且从(cóng)所有利益相关者的视角来看,项(xiàng)目具有可持(chí)续性。高(gāo)压(yā)辊磨机技术在各个流程(chéng)中(zhōng)减少或不需要用水量,因为整个(gè)工艺为干式(shì)磨矿。然而,为(wéi)了评(píng)估(gū)对选厂水平衡的总体影响,应该(gāi)从全局考虑各个方面。
MM:为什么必须重视碎磨(mó)工艺(yì)的能(néng)耗?
CH:在全球生产的(de)能源中,碎磨(mó)工艺消耗了很大一部分,相(xiàng)当于一(yī)个大国(guó)的(de)能源(yuán)需求。这(zhè)些能耗也占了采矿(kuàng)总运营成本的很大一(yī)部分。应用能源效率高的技术(shù)减少矿(kuàng)山的(de)能(néng)源需求不仅(jǐn)具有生态(tài)效(xiào)益,也降低了运(yùn)营成(chéng)本及(jí)提高了(le)股东价值。美卓奥图(tú)泰的目标是(shì),在我们的行业成为可持续性绩效领先(xiān)企业,努力(lì)对全球(qiú)产生净正面影响,我们致力于为实现1.5℃控制目标而(ér)贡献力量。我们经过Planet Positive认证的技术正在(zài)为更高效且更生态(tài)友(yǒu)好的(de)碎磨工艺作出贡献,这些技术包括我们的HRC高压辊(gǔn)磨机以及搅动(dòng)磨矿机系列,后者包括立磨机、HIGmill磨(mó)矿机和SMD磨矿机。