上海巍立浅谈铁矿石破碎生产线的设计

1  破碎工艺选择
      破碎生产线设计包括破碎工艺选择、破碎设备选择、生产线组成及设备配置等项目。破碎生产线设计所需要的基础资料有: 原矿石的处理能力、最大块度、最终破碎产品的粒度、硬度、比重、含水率和含泥率, 破碎生产线的工作制度及原矿石的供矿方式和工作制度。
 
      以往新建的大、中型企业, 一般多采用三段一闭路破碎工艺流程, 近年来, 随着高效新型破碎设备的引进和使用, 较多采用两段一闭路破碎工艺流程, 如陕西sf 金矿选矿厂, 选用了天津美卓矿机c100 颚式破碎机、hp400圆锥破碎机各一台, 构成两段一闭路破碎工艺流程, 满足了2600 t/ d规模的生产需要。同样, 四川ml 金矿选矿厂选用c100 颚式破碎机和gp11f 圆锥破碎机各一台, 最大生产能力将达到1500 t/ d; 吉尔吉斯斯坦某1000 t/ d金矿选矿厂, 选用了c80 颚式破碎机、hp100 圆锥破碎机各一台; 俄罗斯某多金属选矿厂和陕西省ldg 钒矿选冶厂的设计规模都是1000 t/ d, 均选用了c80 颚式破碎机、gp100圆锥破碎机各一台; 陕西jcl 金矿1000 t/ d的生产规模,选用duolingwatson 1060 ×750 颚式破碎机和sv edalah 4000 圆锥破碎机各一台; 均采用了两段一闭路破碎工艺。这样既节省了投资和能耗, 又降低了破碎成本, 还便于厂址地形的利用。

 

       2 破碎设备的选择
       破碎设备的选择依据包括破碎工艺的要求、生产能力的需要和市场可供的设备类型。在能满足工艺要求、生产能力的条件下, 选择什么样的设备, 则要从设备性能、能耗、投资、运输条件和生产管理等诸多方面进行比较。如果是老厂技改项目, 还需考虑原有厂房的建筑面积、检修设备吨位。
 
       对于破碎设备的选择比较, 现以规模为1000 t/ d的某选矿厂为例。其中, 原矿最大块度450mm, 矿石硬度为中硬, 矿石真比重2.90 t/ m3 , 含水率约5%, 最终破碎产品粒度12 mm, 总破碎比37.5。可供选择的设备方案有: 方案1: c80 颚式破碎机, gp100m 液压圆锥破碎机; 方案2: 907hd 颚式破碎机, h3800m 液压圆锥破碎机; 方案3: pe600×900 颚式破碎机, wlf1380高效复合圆锥破碎机。
 
       从表1~ 4 中可以看出, 方案1能耗最低, 设备最轻,价格相对较高; 方案2能耗较高, 设备较重, 价格最高;方案3能耗最高, 设备最重, 价格最低。通过综合比较,设计推荐出性能先进, 能耗较低, 价位合理, 管理方便的破碎设备的组合方案。对一个方案的评判与取舍, 不同的地域、企业和行业会从不同的出发点和侧重点得出不尽相同的结论。一个合理的破碎方案形成是工艺与相关专业的结合, 破碎作业与相邻作业相互协调的过程。
 
       在某采选企业设计中, 采矿方法为露天开采, 原先提出的供矿粒度为< 700 mm, 破碎最终产品粒度为12 mm,破碎工艺选用三段一闭路为宜。后经与采矿专业协商, 将原矿供矿粒度调整为< 450 mm, 破碎工艺优化为两段一闭路, 既减少了投资, 又节约了能耗, 见表5。

 
      3 破碎生产线组成与设备配置
      破碎生产线的组成取决于破碎工艺和设备的选择。两段一闭路的破碎工艺, 包含粗碎、细碎和筛分作业。三段一闭路的破碎工艺包含粗碎、中碎、细碎和筛分作业。这些作业设备如何有机、合理的组合、配置, 取决于厂址地形条件。通常出现的组合形式有: 粗碎( 含原矿仓) 、中碎、细碎、筛分; 粗碎车间( 含原矿仓) 、中- 细碎、筛分; 粗碎( 含原矿仓) 、中细碎- 筛分、转运站; 破碎( 含原矿仓、粗碎、细碎) 和筛分车间。除粗碎车间外的各车间可视设备数量、工作制度确定缓冲料仓的设置与否。
 
     要完成一项合理的破碎生产线设备配置设计, 一般须考虑以下几方面: 1) 在满足设备操作、利于物料输送、方便设备检修的基础上, 布置紧凑, 面积合理, 尽可能节约建设资金; 2) 要合理利用地形, 充分利用高差, 尽可能实现物料自流, 以达到节能的效果; 3) 应满足与其相关的辅助专业-如总图、土建、暖通、电力、自控、给排水等专业的合理需要; 4) 应注意与其上下游作业和设施的配套与衔接。
 
     对于采用两段一闭路的企业而言, 一般多由破碎和筛分厂房组成, 见图1。

 
       通常情况下, 粗矿仓与破碎厂房连接在一起, 设置在粗碎设备的前侧上方。也有因受厂区地形条件的限制, 为了方便原矿的卸矿, 将粗矿仓与破碎厂房分割, 独立设置。粗矿仓与破碎厂房之间的物料输送用胶带输送机来实现。
 
       在这样的破碎厂房内, 粗、细两段破碎设备, 同跨一条胶带输送机通廊, 共用一台检修设备。一条胶带输送机同时承接粗、细两段破碎机的排料, 输往筛分厂房的筛分设备。
 
       筛分厂房呈三层布置, 最上层是筛分作业的给料胶带机头部, 中层是主机圆振筛及除尘设施, 底层是分别输送筛上物料和筛下产品的两条胶带输送机尾部, 底层操作面一般设置在正负零平面。
 
       同样的地形条件, 不同的工程地质条件, 则可布置出不同的总平面和车间组成。如在秦岭山区的某钒矿选冶厂设计中, 仅从合理利用地形条件考虑, 破碎车间采用了” －”形布置, 当发现工程地质条件变化后, 破碎车间的布局调整成了” ▏”形, 其间的建筑物组合关系也进行了相应的调整,见图2。

       因地制宜, 不仅要在选矿厂厂址选择过程中体现, 而且要在破碎车间的设计过程中体现, 即不仅要根据地形地貌条件制定设计方案, 还要根据工程地质条件调整设计方案。对于采用三段一闭路破碎工艺的企业而言, 一般多由3 部分组成:
粗碎厂房。该车间呈阶梯布置, 由粗矿仓和一台颚式破碎机组成。矿仓排料口安装有给料机一台, 通过排矿漏斗与破碎机联接。破碎机的排料是通过安装在其底部的胶带输送机送往中细碎厂房的预先筛分设备。
 
       中细碎厂房。中、细两段破碎设备安装在同一建筑跨度内, 共用一台检修设备, 同跨一条胶带输送机通廊。该条胶带输送机同时承接中、细两段破碎机的排料, 输往筛分厂房的筛分设备。
 
       筛分厂房的配置, 如上所述亦呈3 层配置。对于大规格的筛分设备, 由于设备在运行时, 振动荷载对建筑物影响较大, 从建筑物的安全考虑, 有时将振动筛操作面设置在正负零平面, 底层呈地下室。
 
       当中碎作业前设置有预先筛分作业的时候, 往往不单设筛分厂房, 常把用作预先筛分的设备设置于中碎作业设备之上, 把用作闭路筛分的设备设置于细碎作业设备之上, 组成中细碎－筛分厂房。考虑到两段筛分设备的筛下物料均为最终破碎产品, 故安装一条供二者共用的胶带输送机将其筛下物料送至成品料仓。两段破碎机的排料亦共用一条胶带输送机将物料送至转运站。两段振动筛的给料均由相关的胶带输 送机供给。该车间的配置特点是: 从纵剖面看, 给料胶带输送机－振动筛－破碎机－排料胶带输送机从上至下呈阶梯式配置; 从正面看, 给料胶带输送机－振动筛－破碎机－排料胶带输送机以一条垂线自上至下衔接, 有利于物料通畅自流。由于物料闭路循环的需要, 另设独立的胶带输送机转运站, 即厂房内来料胶带机头部, 转运胶带机、去料胶带机尾部依次呈上、中、下交错布置, 见图3。

 
       综上所述, 要做好一个破碎车间的设计, 在考虑企业规模、工作制度、供矿最大块度、破碎产品粒度和矿石本身的物理性质的基础上, 还要结合企业所选厂址的地形地貌、工程地质条件及原矿输送条件, 做出几个可能的设计方案－工艺方案、设备方案及厂房配置方案, 进行技术经济比较, 最后推荐出适合企业实际的破碎厂设计方案,以满足企业节约投资、高效低耗的生产需求。

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