“双碳”战略下高压辊磨机碎磨工艺的创新

碎磨工艺是后续选别工艺的准备作业，碎磨质量的高低直接决定选矿指标的优劣，在当前“双碳”战略政策背景下，作为矿山主要耗能单元的碎磨过程承担着重大的责任。

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高压辊磨机，高效节能的粉碎设备

高压辊磨机采用“层压破碎”的工作原理。所谓层压破碎，是在破碎腔的有效破碎段形成高密度的多个颗粒层，将充足的破碎功作用于矿石颗粒群，在充分发挥层压破碎的同时充分利用矿石破碎过程中所产生的强大碎片动能，对相邻矿粒进行再破碎以获得极高的破碎率。“层压破碎”效果高于个体颗粒的破碎效果，其设备磨损小，处理量大，节能效果明显。

高压辊磨机结构

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高压辊磨机典型粉碎工艺流程

高压辊磨机粉碎流程一般包括开路粉碎工艺、边料循环全闭路粉碎工艺和筛分全闭路粉碎工艺。

高压辊磨机粉碎工艺流程

高压辊磨机开路粉碎工艺虽然工艺简单，但由于物料仅经过一次破碎，产品粒度跨度大，粉碎产品性质不够稳定，仅适用于成本有限、对粉碎产品粒度要求相对宽松的选厂。

边料循环粉碎工艺相较于开路粉碎工艺虽然二者均无筛分作业，但边料循环粉碎工艺通过将边料返回进行重复粉碎从而减小了边缘效应对粉碎效果的影响，虽然循环负荷增加但同时产品中的细粒级含量也得到了提高，采用高压辊磨边料循环粉碎工艺需要考虑在满足高压辊磨机处理能力及粉碎产品粒度的同时制定适宜的边料循环量，才能实现良好的粉碎效果。

筛分全闭路粉碎工艺相较于开路粉碎工艺及边料循环粉碎工艺粉碎效果最好，但由于粉碎产品以料饼的形式为主，因而要根据现场具体情况指定适宜的闭路筛分作业，若采用干式筛分则需在筛分前设置一道打散作业，此外筛孔尺寸的选择也会影响高压辊磨机的处理能力，虽然筛分全闭路粉碎工艺能够实现入料的高效破碎，得到最佳的粉碎产品，但需根据实际情况进行粉碎工艺的确定。

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“双碳”战略下高压辊磨机的新工艺

近年来高压辊磨机已被广泛应用于选矿行业。因具破碎比大、能量转化率高、生产能力大等优点，高压辊磨机常被应用于替代第三段细碎、第四段超细碎及自磨／半自磨工艺中的顽石破碎。

而随着我国对矿产资源的需求越发巨大，伴随着日益开采矿石的贫杂化，单一的高压辊磨机闭路工艺已难以满足降耗增效的要求，亟需高压辊磨新工艺来解决这一问题。

• 两高压辊磨并联粉碎工艺

在实际生产过程中，单一的高压辊磨闭路粉碎工艺往往容易因为出现故障导致磨矿作业效率降低进而减产甚至停产，为解决这一问题，引入一段新的高压辊磨机粉碎、两段高压辊磨机并行运行，同时处理矿石，在减小了故障率的同时增大了生产效率，从根本上解决了这一问题。

• 两段高压辊磨机串联粉碎工艺

高压辊磨闭路粉碎产品的粒度上限通常为５～３ｍｍ，为扩大产能，节能降耗，就必须减小矿石入磨粒度，然而继续减小入磨粒度会导致高压辊磨闭路粉碎循环负荷增大，加配更多分级、运输装置以解决产能问题，进而增加成本。因此在一段高压辊磨闭路粉碎的基础上增加一段高压辊磨机串联配置，可以在减小粉碎产品粒度的同时降低循环负荷，还能节约成本。

• 高压辊磨机联合搅拌磨／塔磨工艺

作为一种高效节能的超细碎设备，高压辊磨机已被广泛应用于细碎作业；相较于球磨机，搅拌磨／塔磨具有高效、节能、选择性磨矿的特点，同时磨矿产品粒度还更细。因此，采用高压辊磨机联合搅拌磨／塔磨工艺取代在传统工艺中能耗占比最大的球磨作业，充分发挥高压辊磨机与搅拌磨／塔磨的优势，实现节能降耗。

目前，主流研究的高压辊磨+立磨工艺有两种：多段高压辊磨机串联+立磨、高压辊磨机的双闭路破碎+立磨，前者在国外的研究比较广泛，后者在国内比较流行，目前已在铅锌矿和磁铁矿碎磨领域推广使用。

粗碎+中碎+高压辊磨细碎+立磨工艺流程

(黑龙江某铁锌矿选厂)

• 高压辊磨机联合风力分级机工艺

传统工艺中，高压辊磨粉碎产品常使用旋流器或分级机来进行磨矿分级工艺，考虑到高压辊磨粉碎产品粒度较细，可以联合风力分级技术进行分级，相较于传统分级工艺，风力分级机不需要脱水处理，有望为水资源匮乏区域提供可行的解决方案。

• 高压辊磨机联合双层振动筛工艺

高压辊磨产品中主要包含三种颗粒：粗颗粒矿物、矿粉及料饼。传统工艺对高压辊磨粉碎产品进行分级需要一段打散作业，增加了能耗。双层振动筛在一次筛分作业中可分选出三个粒级产品，因此将高压辊磨机联合双层振动筛作业，把粉碎产品细分为三个产品，提高筛分效率，减小循环负荷，降低能耗。

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小结

随着高压辊磨粉磨工艺技术的不断优化创新，设备耐磨技术得到大幅度提高，我国粉磨装备生产企业已具备完全独立的研发和生产能力，技术水平已接近甚至超过了国外同类产品，设备性能达到甚至优于进口设备。根据国家战略规划及行业节能减排要求，具有低能耗、低污染、低资源消耗及能实现工业固体废弃物减量化、资源化、高附加值再利用的新设备、新产品将不断出现，粉磨系统设备将会向低耗、高效、大型化方向发展。

参考资料：陈睿哲等.高压辊磨机碎磨新工艺国内外研究及应用现状吕冠男等.“双碳”战略下矿产碎磨工艺的现状与发展魏波等.高压辊磨机粉碎工艺国外应用进展与发展趋势余浔.高效节能碎磨设备在碎磨工艺中的设计应用