28 选矿设备年评 - 图文

第28章 选矿设备研究进展综述

梁殿印 卢世杰 史帅星 冉红想 王青芬

（北京矿冶研究总院）

矿产资源的贫化与社会不断发展的需求以及节能降耗减排的要求，迫使企业规模化、高效化、资源化开发矿山，从而推动了国内外对大型、高效、低耗选矿设备的研究与应用，尤其是近十年来，破碎设备、磨矿设备、浮选设备、磁选设备等大型化、高效化、自动化的步伐明显加快，有力地促进了选矿技术水平的提高，降低了能耗，提高了资源利用率，增加了矿山企业的经济效益，改善了环境。

28.1 粉碎设备研究进展

近十年来，粉碎工程设备发展以高效化、降低入磨粒度为显著特征，大幅度提高了碎磨系统的生产能力、降低了系统能耗和钢耗，主要体现在： （1）伴随大型矿山的建设，设备大型化发展迅速，单机处理能力不断创造新高； （2）粉碎理论和试验技术继续发展，离散单元方法被引入粉碎理论研究中； （3）料层粉碎原理不断获得实践和应用，新型设备的研究和快速发展普遍遵循这一原理，高压辊磨机、立式辊磨机成为热点；

（4）国外破碎设备更好地实行―多碎少磨‖，技术水平大幅领先国内，破碎设备的改进和创新仍是重点；

（5）国内在某些碎磨设备研究方面已达到国际先进水平，但整体实力和技术水平还较弱，引进国外设备、学习改进仍是发展主线。 28.1.1旋回破碎机

旋回破碎机结构如图28.1所示，其主要适用于粗碎作业，适用于破碎中等硬度及以上的各种矿石和岩石[1]。因其具有给料粒度大、产能高、破碎比大、排料粒度均匀、维修间隔周期长及

图28.1旋回破碎机的结构示意图 1—横梁衬套和密封；2—轴套锁紧螺母； 3—高强度机架；4—与主轴锻造成一体的破碎圆锥；5—齿隙调节装置；6—主轴位置控制系统；7—主轴位置传感器探头；8—动平衡配重；9—带正压鼓风的防尘密封；10—锰钢或铬钢衬板；11—破碎腔； 运行成本低等优势，可有效降低采选成本，促进大规模采选技术的推广[2]。

芬兰美卓公司研制的Superior MK-II―超级横梁‖旋回破碎机占据了国际市场约70%以上的份额，是矿山和石料行业全球公认技术领先的旋回破碎机。主要型号有54-75、62-75、60-89、60-110等。最新改进型号60-110E的装机功率为1200kW，给料口尺寸为1525mm，整机重量553t，生产能力达到5535-8890 t/h；瑞典山特维克公司的代表性产品为CG 系列液压旋回破碎机，主要型号有CG650、CG820、CG840、CG850和 CG880 等大中型旋回破碎机，其中CG880的装机功率为1100kW，给料口尺寸为1650×4410mm，生产能力达到4810-9750t/h，整机重量748t。德国蒂森克虏伯（ThyssenKrupp）公司开发、国际上最大的旋回破碎机，型号为KB63×114，处理能力可达10000t/h，目前有三台该型号的设备在矿山应用，2台用于印尼自由港格拉斯伯格铜金矿[3]，2007年为智利科亚瓦希铜矿提供了一台KB63×114用于破碎铜矿石，设计产能为7000 t/h。

国内生产旋回破碎机的主要厂家有北方重工集团有限公司和中信重工机械股份有限公司。北方重工设计制造的PXZ1623旋回破碎机，给料口尺寸1600mm，最大给矿粒度1350mm，最大装机功率620kW，整机重量465t，处理能力可达到3050-3350t/h。中信重工尽管开发旋回破碎机时间不长，但其设计制造的PXZ-152/287型旋回破碎机已经处于领先地位，装机功率1200kW，处理能力可达8000t/h，这是目前国内自行设计制造的最大规格的旋回破碎机[4-5]。

与国外相比，国内旋回破碎机的技术水平还有一定差距，尤其在设备处理能力、关键部件使用寿命方面还有提升空间。

而近年来，山特维克公司、美卓诺德伯格公司等已开始发展中碎用旋回破碎机，成为旋回破碎机的新方向。

28.1.1 圆锥破碎机

圆锥破碎机主要适用于中碎、细碎作业，是目前破碎各种矿石和岩石广泛应用的设备。国内设备主要为PY型圆锥破碎机，国外设备主要为CH型和HP型液压圆锥破

图28.2 山特维克公司单缸液压圆锥破碎机 1-底部油缸；2-偏心轴；3-主机架；4-上机架；5-横梁；6-定锥衬板；7-动锥衬板；8-躯体；9-主轴；10-传动轴；11-锥齿轮副 碎机。

2011年瑞典山特维克（Sandvik）公司研制了CH型世界上最大单液压缸圆锥破碎机，其型号为CH890，如图28.2。该机装机功率为750kW，最大给矿粒度为370mm，最大处理能力可达到2595t/h，用于二段破碎。CH895的最大给矿粒度为120mm，最大处理能力可达到1170t/h，装机功率为750kW，用于三段破碎。图28.3是芬兰美卓（Metso）公司研制的HP型多液压缸圆锥破碎机。研制成功的HP890圆锥破碎机，装机功率630kW，最大处理能力可达到1200t/h。

近年来，国外的CH型和HP型圆锥破碎机在国内矿山的应用越来越多，应用效果得到广泛认可，与国内PY型圆锥破碎机相比具有明显优势。首先大幅提高了生产效率，在相同装机功率、同等生产条件下，CH型圆锥破碎机的生产能力比PY型高30%以上；CH型和CP型圆锥破碎机的整体故障率低，检修和维护工作量小，机械性能可靠，过载和过铁的能力强，这些都是国产PY型圆锥破碎机有待改进的地方[6]。以山东苍山铁矿改造为例，使用3台CH660 型圆锥破碎机取代原来的3台PY型圆锥破碎机，总功率由1200 kW降为945 kW，筛分效率由67%提高到75%，产品粒度由0-18mm降低为0-12mm。每年节约电费110万元，节约衬板费用118.8万元，改造后每年可创造经济效益710.3万元[7]。

北京矿冶研究总院与俄罗斯Механобр技术有限公司合资成立的北京凯特破碎机有限公司，专门从事惯性振动破碎设备的研制。近十年在破碎腔形、材质、加工质量以及大型化等方面进行了大量研究和改进，大大提高了设备过铁性能及设备可靠性。2008年成功研究了GYP1200型惯性圆锥破碎机，该设备一段开路

图28.3美卓公司多缸液压圆锥破碎机 1-过铁释放总成；2-动锥；3-动锥衬板；4-定锥衬板；5-液压调整马达；6-锁紧缸；7-切割环；8-给料盘；9-锁紧螺钉；10-动锥球体；11-给料斗；12-定锥；13-调整环；14-球面瓦；15-动锥上衬套；16-主机架；17-偏心套衬套；18-动锥下衬套；19-偏心套；20-传动轴；21-传动轴外轴套；22-齿轮副；23-主轴；24-偏心套止推轴承；25-配重护板； 破碎可使90%产品粒度达到10mm以下，大大降低入磨粒度，提高磨机处理量30%左右，同时简化了碎矿流程。

2014年北京凯特破碎机有限公司又成功开发了GYP-1500型惯性圆锥破碎机（图28.4），该设备装机功率315kW，处理能力180-300t/h，一段开路破碎P80产品粒度可达-12mm。

目前惯性圆锥破碎机广泛用于金属及非金属矿、冶金、图28.4惯性圆锥破碎机结构示意图 1-底架；2-皮带传动装置；3-隔振元件；4-激振器；5-外壳；6-球面瓦；7-衬板；8-定锥；9-动锥；10-动锥支座；11-轴套 电子、陶瓷、涂料、耐火材料、化工、磨料磨具、建材、医药、

食品等行业的物料破碎领域，取得了显著的经济效益和社会效益。在辽宁鞍山某矿业公司，原采用颚式破碎机与圆锥破碎机组成四段闭路生产流程，最终矿石破碎粒度-12 mm小于80%。改造后由一台颚式破碎机和一台GYP-1200惯性圆锥破碎机组成两段开路破碎流程，矿石破碎粒度-9 mm占80%以上。大大简化了破碎工艺流程，减少了运行成本，降低了能耗[8]。

28.1.2 颚式破碎机

近年来，随着技术的进步与完善，颚式破碎机吸取了高能圆锥破碎机的技术思路，不再只是向着大型化发展，而高能化成为颚式破碎机发展的新方向，即为了提高破碎机性能和改善破碎产品质量，一方面通过结构参数优化，改善动颚运动轨迹，使得动颚相对于静颚更接近于平移；另一方面通过腔形优化，使得物料在破碎腔内的流动更合理；另外，还通过转速、动颚冲程等参数优化，与高能输入相配合，实现产能提高和更小产品粒度。

北京矿冶研究总院一直致力于高效破碎机的研究，在传统复摆颚式破碎机机构参数优化和腔形优化方面做了大量工作。在上世纪90年代开发出外动颚式破碎机的基础上，2007年又成功研究了1200×1500外动颚式破碎机，该设备装机