Ｓｅｒｉａ１ Ｎｏ．４８５ Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ．２００９ 现代矿业 Ｍ０ＲＤＥＮ ＭＩＮＩＮＧ 总第４８５期 ２００９年９月第９期 ・专家论坛・ 高压辊磨工艺在我国冶金矿山的应用现状 葛新建 （马钢集团设计研究院有限责任公司） 摘 要：参照国内外的生产实践，对高压辊磨工艺的特点、典型流程和我国高压辊磨工艺的发 展及应用情况进行了分析，着重介绍了我国第一座设计采用高压辊磨一球磨工艺的选矿厂。 关键词：高压辊磨工艺；工艺特点；典型流程；生产应用 ‘ 中图分类号：ＴＤ９２１ ．２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７４－６０８２（２００９）０９－０００１－０５ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｈｉｇｈ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｒｏｌｌｉｎｇ Ｐｒｏｃｅｓｓ ｉｎ Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｉｃ Ｍｉｎｅｓ ｉｎ Ｃｈｉｎａ Ｇｅ Ｘｉｎｊｉａｎ （Ｄｅｓｉｇｎ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｍａａｎｓｈａｎ Ｉｒｏｎ＆Ｓｔｅｅｌ Ｇｒｏｕｐ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｏｎ ｔｈｅ ｂａｓｉｓ ｏｆ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｐｒａｃｔｉｃｅ ａｔ ｈｏｍｅ ａｎｄ ａｂｒｏａｄ，ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ，ｔｙｐｉｃａｌ ｆｌｏｗ— ｓｈｅｅｔ ｏｆ ｈｉｇｈ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｒｏｌｌｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ，ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｈｉｇｈ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｒｏｌｌｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ ｉｎ Ｃｈｉｎａ ａｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｓｔａｔｅ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｏｒ ｔｈａｔ ｆｉｒｓｔ ａｄｏｐｔｓ ｈｉｇｈ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｒｏｌｌｉｎｇ—ｂａｌｌ ｍｉｌｌｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ ｉｓ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ ｉｎ ｄｅｔａｉｌ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｈｉｇｈ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｒｏｌｌｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ；ｐｒｏｃｅｓｓ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ；ｔｙｐｉｃａｌ ｆｌｏｗｓｈｅｅｔ；ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ａｐ－ ｝ｐｌｉｃａｔｉｏｎ １概述 产。 在大多数选矿厂中，碎磨流程是投资高、消耗能 量大的单元作业，其设备投资占选矿厂全部设备投 资的５０％以上，能耗则占选矿厂总能耗的６０％～ ２高压辊磨工艺的特点及典型流程 高压辊磨机实施的是准静压粉碎，是挤满方式 给料的一种料床粉磨设备，对物料实施的是料层粉 碎，是物料与物料之间的相互粉碎，辊子间的物料受 挤压后粉碎，另外在未被粉碎的颗粒内部产生了大 ７０％。因此，在选矿厂建设中，降低碎磨流程的投资 和能耗，是选矿厂设计中必须重视的问题。高压辊 磨机为西德Ｓｃｈｏｏｅ￣教授在２Ｏ世纪８Ｏ年代设计， 其机理是借助一对能连续作业的无隙、高压辊子， 以巨大的压力使物料在准静压状态下被破碎。近年 来该技术发展异常迅速，在美国、西德、加拿大、澳大 量裂纹、塌散、疏松，使物料可磨性大为改善，在后续 工序的磨机内易于磨碎，节省大量能耗。因此，先用 高压辊磨机对铁矿石进行处理，从节能、提质、环保 等方面，均可产生较大的效益，具有较好的应用前 景。和常规破碎一磨矿流程相比，高压辊磨工艺具流 程适应性强，配置灵活、单机处理能力大，易于实现 自动控制，可提高矿石的可磨度，实现湿式粗粒抛尾 利亚、希腊等国家均有使用，并形成了多种规格的设 备系列。在处理水泥生料、水泥熟料、石灰石、石英、 铅锌矿等脆性物料方面已取得了非常理想的效果。 近几年，国内外冶金矿山在新建或改建的选矿 厂碎磨流程中开始考虑高压辊磨．球磨流程。２００６ 年，国内冶金矿山第一例应用的高压辊磨一球磨流 程，由马钢集团设计研究院有限责任公司设计，在马 钢集团南山矿业有限责任公司凹山选矿厂建成投 葛新建（１９５９一），男，总工程师，高级工程师，２４３０１１安徽省马 鞍山市。 以及节能降耗、投资和经营费低等优点。 高压辊磨机的工艺特点：在工艺应用中既可以 代替细碎作第三段破碎，又可以在三段破碎后作第 四段超细碎；既可以全开路破碎，也可以在开路条件 下进行边料返回破碎；既可以实现高压辊磨后单独 湿筛闭路粗粒湿选，也可以组合成高压辊磨一分级一 球磨后粗粒湿选；既可以与碎矿系统同步作碎矿设 １ 总第４８５期 现代矿业 ２００９年９月第９期 备，又可以与磨矿同步作磨矿设备。高压辊磨一球磨 流程一般可分为四种类型六种流程，典型流程见图 碎矿产品 细碎或中碎产品 细碎或中碎产品 选别 （ａ））１ 路的辊磨一球磨流程（Ｉ） 选别 （ｂ）开路的辊磨～球磨流程（ＩＩ） 选别 （Ｃ）边料返同的辊磨一球磨流程（Ｉ） 碎矿产品 产 碎矿产品 选别 段磨选 进入磨选系统 （ｄ）边料返＿口１的辊磨球磨流程（ＩＩ） （ｅ）闭路、湿式粗粒抛尾的辊磨一球磨流程 （ｆ）闭路干式打散、筛分的辊磨流程 图ｌ 高压辊磨一球磨典型流程 图１（ａ）是最简单的高压辊磨 球磨流程，利用 高压辊磨简单开路，可以在相同的处理量条件下，减 少磨机的台数或装机功率，也可以在相同的磨矿装 返回简单闭路，充分利用辊磨后矿石物料可磨度大 幅度提高、以及辊磨后物料相应较细的特性，在进入 磨矿前先进行分级，将适宜于选别的粒级物料分出 机条件下，提高磨矿系统的处理能力，高压辊磨机即 可放在碎矿系统，也可放在磨矿系统。该流程适应 性广，配置简单，易于实现。 进入选别，粗粒级进人磨矿，组成高压辊磨一分级磨 矿闭路系统。该流程适宜于低品位磁铁矿，以及阶 段磨选的矿石，针对性强，配置简单，易于实现。 图１（ｂ）充分利用辊磨后矿石物料可磨度大幅 度提高、物料相应较细的特性，在进入磨矿前先进行 分级，将适宜于选别的粒级物料分出进入选别，粗粒 图Ｉ（ｅ）是典型的高压辊磨全闭路流程，高压辊 磨机与打散、筛分组成辊磨一筛分闭路辊磨系统，相 当于一段闭路磨矿分级系统。充分利用高压辊磨机 单机处理能力大，以及辊磨后物料适宜于选别的矿 物特性，将筛下物料直接进行湿式选别抛尾，将粗精 矿再进入下段磨选作业。高压辊磨机放在磨矿系 统，充分利用了高压辊磨机的高作业率。该流程特 别适宜于处理低品位的磁铁矿，以及阶段磨选的矿 石，针对性强，但配置较为复杂，在设计中要保证筛 分、粗选作业率，粗精矿在进入下段作业中，最好能 冲矿仓。设计中应因地制宜选择该流程。 级进入磨矿，组成高压辊磨一分级磨矿闭路系统。高 压辊磨机即可放在碎矿系统，也可放在磨矿系统。 该流程适宜于低品位磁铁矿，以及阶段磨选的矿石， 针对性强，配置简单，易于实现。 图１（Ｃ）高压辊磨边料返回的辊磨一球磨流程 （Ｉ）与图１（ａ）高压辊磨开路的辊磨一球磨流程 （Ｉ）基本相似，在需要边料返回的矿石中，使辊磨 后矿石产品粒度更加均匀，粒度组成相应较细，也是 实现自流，筛上和粗粒尾矿的返回及排放，要设立缓 较为简单的高压辊磨一球磨流程。高压辊磨机即可 放在碎矿系统，也可放在磨矿系统。该流程适应性 广，配置简单，易于实现。 图１（ｄ）高压辊磨边料返回的辊磨一球磨流程 （Ⅱ）与图１（ｂ）高压辊磨开路的辊磨一球磨流程 （Ⅱ）基本相似，在需要边料返回的矿石中，使辊磨 后矿石产品粒度更加均匀，粒度组成相应较细。也 图１（ｆ）高压辊磨闭路干式打散、筛分的辊磨流 少的矿石。 程，该流程特别适宜于缺水、干旱的地区，以及含泥 ３ 高压辊磨工艺在国外的发展状况 近２０ａ来，随着制造技术和控制水平的发展，高 压辊磨Ｔ艺在国外已经广泛地应用于铜、铅、锌、金、 是较为简单的高压辊磨一球磨流程。高压辊磨边料 ７ 镍、铁、钼、石灰石、炉渣等各种矿物的磨矿，已有近 葛新建：高压辊磨ｘ．－Ｅ在我国冶金矿山的应用现状 ２００９年９月第９期 所用辊压机均为德国魁伯恩公司生产。 图２为澳大利亚Ｏｎｅ Ｓｔｅｅｌ公司两台辊压机超 细碎现场情况。 矿山研究院进行了辊压产品选别工艺研究。研究结 果表明，采用高压辊磨机破碎－粗粒湿法磁选抛尾处 理高村铁矿石是适宜的，根据辊压试验结果，辊面寿 命可达１０ ０００ｈ。高压辊磨机产品小型试验研究表 明，充分打散后用湿法磁选抛尾，可以将入磨原矿品 位提高到４２．６４％，提前抛弃产率占４７．８０％、品位 ８．３１％的粗粒尾矿，提前抛尾效果十分显著。对于 ３～０ｒａｍ的尾矿可以用分级方法分出粗粒，用于建 筑用砂或堆存，可以大幅度降低尾矿输送量，经济效 图２ 澳大利亚Ｏｎｅ Ｓｔｅｅｌ公司两台辊压机超细碎现场情况 益和环境效益明显。 ２００４年年底，马钢集团设计研究院有限责任公 司开始对凹山选矿厂进行高压辊磨机破碎一粗粒湿 法磁选抛尾工艺流程技术改造设计。经过深入研究 ４高压辊磨机工艺在国内冶金矿山的应用现状 国内高压辊磨机工艺在冶金铁矿山的试验研究 始于２００４年，马钢集团南山矿业有限责任公司因开 采多年的凹山采场、东山采场资源即将枯竭，将于 ２０１０年前后相继闭坑。高村铁矿、和尚桥铁矿将成 为马钢集团南山矿业有限责任公司主要的后备矿 讨论，在补充了打散试验、粗粒输送试验和动力分矿 试验的基础上，针对低品位磁铁矿的特点，最终确定 采用高压辊磨机破碎．粗粒湿法磁选抛尾闭路工艺 流程，数质量流程图见图３。 技术改造工程于２００６年完成，虽然存在着流程 长、复杂，粗精矿粗粒输送成本高等问题，但经过精 心调试，现流程基本趋于稳定，对提高凹山选厂的生 山，其中高村铁矿７００万ｔ／ａ建设项目已进入前期 开采阶段，该矿山表内、表外矿储量合计为４．７７ 亿ｔ，平均含铁品位２０．２４％，其中表外矿储量合计 １．７亿ｔ，平均含铁品位１７．０８％；和尚桥铁矿资源量 为１．９５亿ｔ，平均含铁品位２２．８４％。均为玢岩式、 火山岩式矿床，特点是埋藏浅、储量大，属低品位磁 铁矿，适宜露天开采。由于其矿石铁品位低、采矿矿 产能力，稳定和提高精矿品位，保证精矿产量等发挥 了巨大的作用。成为国内高压辊磨工艺处理低品位 磁铁矿的成功范例。该流程采用德国魁伯恩公司的 高压辊磨机，给矿０～２０ｒａｍ，产品粒度０～３ｒａｍ，处 理能力新给矿８２１ｔ／ｈ，辊径１ ７００ｍｍ，辊宽１ ４００ 石损失率和废石混人率大、表外矿资源量大、铁矿物 嵌布粒度细等特点，将造成选矿比大，尾矿量大，尾 矿浓缩、输送改造压力大，选矿成本将大幅度上升。 因此，寻找一种低品位磁铁矿磨选的新工艺，对现有 的凹山选矿厂流程进行改造已迫在眉睫。在这种情 况下，经过考察调研，引入了高压辊磨机工艺。 ｍｍ。图４、图５为马钢集团南山矿业有限责任公司 高压辊磨机现场配置情况。 马钢集团南山矿业有限责任公司凹山选矿厂高 压辊磨一球磨流程建成投产后，根据应用后的成功经 验，将该工艺应用到和尚桥铁矿５００万ｔ／ａ选矿厂 的设计中。 ２００４年，马钢集团南山矿业有限责任公司委托 德国ＫＨＤ洪堡．威达克公司对高村低品位铁矿石进 行了高压辊磨机半工业试验，委托中钢集团马鞍山 ３ 总第４８５期 现代矿业 细碎产品（２Ｏ～Ｏ） ２００９年９月第９期 铁精矿 细粒尾矿 图３ 南山矿业公司凹山选矿车间高压辊磨机改造数质量流程图 图４高压辊磨机现场配置情况一 图５ 高压辊磨机现场配置情况二 和尚桥铁矿选矿试验是在２００７年完成的。在 矿石性质及高压辊磨试验研究的基础上，采用阶段 磨再选两种类型４个工艺流程对和尚桥铁矿石进行 了选矿试验研究，根据试验，推荐高压辊磨、阶段磨 矿、阶段选别、细筛及筛上再磨再选和高压辊磨、３～ ０粗粒抛尾、阶段磨矿、阶段选别、细筛及筛上再磨 磨矿、阶段选别，细筛及筛上再磨再选，高压辊磨、阶 段磨矿、阶段选别、细筛及筛上再磨再选；高压辊磨、 ３—０粗粒抛尾、阶段磨矿、阶段选别、细筛及筛上再 ４ 再选两个流程为和尚桥铁矿石合理选矿工艺流程。 葛新建：高压辊磨工艺在我国冶金矿山的应用现状 ２００９年９月第９期 建议在设计中进行工艺配置和技术经济比较，来最 终确定经济合理的选矿工艺流程。 分选流程；二期工程设计处理能力１ ５００万ｔ／ａ，采 用粗碎一闭路中碎一中间粒级高压辊磨边料返回．磁铁 矿和氧化矿分选流程。高压辊磨机给矿粒度５０— ６ｒａｍ，中间料粒度Ｐ 为５．６—０ｒａｍ，选用２台洪堡公 ２００８年，在和尚桥铁矿５００万ｔ／ａ建设工程可 行性研究中，对选厂常规碎磨流程、高压辊磨开路一 球磨流程、高压辊磨闭路一湿式粗粒磁选抛尾一球磨 流程进行了系统的方案比较。２００９年，由于尾矿库 的库容和征地问题，以设备的大型化、粗精矿自流分 司（ＫＨＤ）规格为１７００×１８００的高压辊磨机，配用 电机２２４０ｋＷ×２，辊面选用碳化钨柱钉辊面。山东 黄金集团三山岛金矿，在选矿厂的扩建改造中，也采 用了高压辊磨机工艺。 ５结语 矿、筛分作业的备用、设立中间产品缓冲矿仓等设计 思路，考虑高压辊磨闭路系统的稳定性。在优化配 置后，经技术经济比较，高压辊磨闭路一湿式粗粒磁 选抛尾一球磨流程与高压辊磨开路一球磨流程相比， 在投资相近的情况下，前者经营费用每年要节省 ５００万元，经济效益明显。 高压辊磨工艺的适应性强，应用广泛，已经成为 新建或改扩建矿山选矿厂时的重要考虑方案。在国 外，特别是大型铁矿选矿厂，高压辊磨工艺已经成为 优先选择的方案。高压辊磨机以其合理的粉碎原 理、高效节能的粉碎性能及良好的粉碎效果，以及在 结构、材料及性能上的不断改进，使用范同不断地扩 展，随着我国已有的高压辊磨工艺的应用，该设备将 越来越显示出其优越性。预计高压辊磨机将逐步在 高压辊磨闭路．湿式粗粒磁选抛尾一球磨流程对 低品位的磁铁矿选别有明显的优势及针对性，在磨 前抛去了大量的粗粒尾矿，大大减少了后续磨选矿 量，同时减少了进人尾矿库的尾矿量，粗粒尾矿还可 以开发成建材使用。马钢集团霍邱张庄铁矿５００万 ｔ／ａ矿厂设计，也在考虑采用该流程。 冶金矿山普及使用。 参考文献： 陕西金堆城钼业公司是国内首家引进高压辊磨 机用于碎矿作业的有色金属矿山。公司为扩大产 ［１］ 杨晓明等．高压辊磨机在冶金矿山的应用前景［Ｊ］．金属矿山， １９９８．０３． 能、降本增效，在原三段一闭路破碎流程和磨选流程 之间增设高压辊磨作业，进行第四段破碎，设计处理 能力为５６０ｔ／ｈ，给矿粒度２５～０ｍｍ，开路破碎产品 粒度Ｐ 为８～０ｒａｍ，选用魁珀恩公司（Ｋｏｅｐｐｅｍ）规 ［２］ 罗主平，刘建华．高压辊磨机在我国金属矿山的应用与前景展 望（一）［Ｊ］．现代矿业，２００９．０２． ［３］ 黄瑛彩，杨任新．马铜南山矿区极贫化铁矿石综合利用研究 ［Ｊ］．矿业快报，２００６．０８． ［４］ 夏菊芳．半自磨工艺在我国矿山的应用现状［Ｊ］．中国矿山工 程．２００４．０５． 格ＲＰｌ５—１０００高压辊磨机，配用电机７５０ｋＷ×２，根 据矿石性质，辊面选用碳化钨柱钉辊面。 司家营铁矿一期工程设计年处理能力７００ （收稿日期２００９－０８—２８） 万ｔ／ａ，采用常规三段一闭路破碎一磁铁矿和氧化矿 ・信息平台・ 安徽省将启动新一轮“找金＂活动 安徽省有色金属产业调整和振兴规划出炉，将 现象严重，环境代价高，存在安全生产隐患。根据安 徽省有色金属产业调整和振兴规划，到２０１１年，安 徽省黄金产量２５ｔ（进入全国前５位），白银产量 ３８０ｔ。到２０２０年，黄金产量６０ｔ，白银７００ｔ。未来安 启动新一轮“找金”活动，积极引进黄金成 建制进驻安徽期开展地质找金工作，力争到 ２０１１年黄金产量达到２５ｔ，进入全国前５位。 长期以来，安徽省地质勘探工作滞后，黄金矿山 徽省将打造铜陵、皖东北黄金产业基地。 生产规模较小，资源禀赋差，开采效率低，资源浪费 ５
