1、前言
我國十種有色金屬產(chǎn)量超過26 000萬t，但大部分有色金屬礦的品位低，嵌布粒度細，礦物不易解離，要磨至-0.074mm才能有效進行選別。目前大多數(shù)有色礦山選廠，功耗和鋼耗構(gòu)成了整個生產(chǎn)成本的主要部分，占選廠成本的60%以上。特別是磨礦，其單位能耗遠比破碎高得多，占整個礦物粉碎作業(yè)的89%~93%，占整個選廠的40%～70%。粉碎過程中電耗、鋼耗和原材料消耗極大，目前國內(nèi)有色礦山選廠粉碎階段處理每噸原礦的電耗平均約為16kW．h，占選礦廠總電耗的40%左右，鋼耗平均約為1.5kg/t，因此，在有色礦山實行節(jié)能降耗，可產(chǎn)生巨大的社會效益和經(jīng)濟效益。
近幾年來，國外礦山選廠新建的先進破碎系統(tǒng)，物料經(jīng)過兩段破碎，產(chǎn)品粒度可以達到-25～12mm，采用三段或四段破碎，產(chǎn)品粒度可達到-6mm。
國內(nèi)許多有色礦山選廠經(jīng)過三段或四段破碎，人磨粒度還維持在-(25—30)mm。目前國內(nèi)有色礦山破碎工藝流程存在的問題是：破碎產(chǎn)品粒度大，難以貫徹“多碎少磨”的節(jié)能原則，能耗、鋼耗高；破碎工藝流程冗長，破碎段數(shù)多，需配備的
破碎機、篩分機及轉(zhuǎn)載的
皮帶運輸機臺數(shù)多；設備臺數(shù)和作業(yè)段數(shù)多，所需設置的輔助操作崗位也必然多；設備配置需要的高差大，造成土建和施工方面工程量的增加，并給總圖和工藝配置造成困難；投資成本、運轉(zhuǎn)成本高。
破碎和磨礦的作用原理表明，強化破碎、盡量降低入磨粒度是提高碎磨效率、降低選礦成本的重要途徑。磨機的效率只有1%，破碎機的效率達10%。而且與磨機相比，破碎機能耗低、運轉(zhuǎn)維護簡單，因此使用超細碎破碎設備，用破碎機部分取代磨機，實現(xiàn)“多碎少磨”是當前粉碎工程領(lǐng)域的發(fā)展趨勢。“多碎少磨”是粉碎工程領(lǐng)域普遍公認的節(jié)能降耗的重要途徑，“料層粉碎”是粉碎機理的一大突破。慣性圓錐破碎機便是基于“料層粉碎”機理，實現(xiàn)“多碎少磨”節(jié)能降耗的代表設備之一。慣性圓錐破碎機以其先進的破碎理論、獨特的設計思路、合理的機械結(jié)構(gòu)和優(yōu)良的性能代表了當前世界圓錐破碎機的先進水平，能夠滿足“多碎少磨”新工藝的要求。
2、慣性圓錐破碎機的結(jié)構(gòu)特點
慣性圓錐破碎機的結(jié)構(gòu)如圖1所示。
慣性圓錐破碎機機體通過隔振元件座落在底架上，工作機構(gòu)由定錐和動錐組成，錐體上均附有耐磨襯板，襯板之間的空間形成破碎腔。動錐軸插入軸套中，電動機的旋轉(zhuǎn)運動通過傳動機構(gòu)傳給同定在軸套上的激振器，激振器旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生慣性力，迫使動錐繞球面瓦的球心做旋擺運動。在一個垂直平面內(nèi)，動錐靠近定錐時，物料受到?jīng)_擊和擠壓被破碎，動錐離開定錐時，破碎產(chǎn)品因自重由排料口排出。動錐與傳動機構(gòu)之間無剛性聯(lián)接。
由于其獨特的I作原理及結(jié)構(gòu)特點，慣性圓錐破碎機與傳統(tǒng)的破碎設備相比，在使用及工藝等方面具有許多優(yōu)點。
(1)具有良好的“料層選擇性破碎”作用。由于是擠滿給料，被破碎物料在破碎腔中承受全方位的擠壓、剪切和強烈的脈動沖擊作用，料層內(nèi)顆粒相互作用，物料顆粒之間不斷改變方位，由于物料顆粒越小，晶格缺陷越少，強度越大，因此強度大的小顆粒可破碎相鄰的強度小的大顆粒；在等強度顆粒中，那些晶格缺陷與剪切力方向重合的顆粒被破碎。物料主要沿晶格間的區(qū)域破碎而不破碎晶體本身，破碎后的物料具有最低過粉碎，從而實現(xiàn)了物料的“選擇性破碎”，產(chǎn)品粒型好。料層阻止破碎腔的襯板直接接觸，防止襯板互相研磨，避免研磨下來的金屬污染被破碎的物料，從而使研磨體耗量大大降低，延長了襯板的使用壽命。單位破碎比功耗僅為普通設備的一半左右。
(2)破碎比大，產(chǎn)品粒度可調(diào)。該機的破碎力與被破碎物料硬度及充填率無關(guān)，主要取決于偏心靜力矩及轉(zhuǎn)速。調(diào)節(jié)偏心靜力矩、激振器轉(zhuǎn)速和排料間隙，可很方便地調(diào)節(jié)所需的破碎比(4—30)，根據(jù)需要可有效防止過粉碎，提高某粒級段的產(chǎn)率或增加細粉的產(chǎn)量。
(3)技術(shù)指標穩(wěn)定，襯板磨損對產(chǎn)品粒度影響小。
(4)操作安裝方便。由于整機采用二次隔振，基礎(chǔ)振動小，安裝時不需要地腳螺栓和龐大基礎(chǔ)，可作為移動式選廠的組成部分，工作噪音小。
(5)良好的過鐵性能。由于動錐與傳動機構(gòu)之間無剛性聯(lián)接，如果物料中混入不可破碎物體，動錐暫時停止運動，激振器將繞動錐軸繼續(xù)轉(zhuǎn)動，絕對不會破壞傳動系統(tǒng)和主機。
(6)簡化碎磨流程，減少輔助設備臺數(shù)。該機充滿給料，無需給料機，產(chǎn)品粒度細，粒級窄，無需振動篩構(gòu)成閉路，大大節(jié)省設備和基建投資。
(7)應用范圍廣。調(diào)節(jié)破碎機工作參數(shù)，可破碎任何硬度的脆性物料。
3、慣性圓錐破碎機的應用
慣性圓錐破碎機目前已形成動錐底部直徑從100mm到1200mm 6種規(guī)格的產(chǎn)品，技術(shù)參數(shù)見表1。生有1%的鋅和1%的鉛，采用重選回收鎢，破碎工段要求產(chǎn)品粒度越細越好，破碎工藝流程為兩段開路破碎，工藝流程簡單，如圖2所示。
在激振力為88%時，GYP-600慣性圓錐破碎機取樣篩分結(jié)果見表2，產(chǎn)量為12t/h。
GYP-600慣性圓錐破碎機開路破碎鎢礦石，破碎產(chǎn)品粒度≤7mm，極大的減輕了磨礦工段棒磨機的負擔。
3.2鈾礦山選廠，
秦皇島某鈾礦為含鈾碎屑巖和高硅酸鹽鈾礦石，品位為0.15 010，硬度低，破碎時容易產(chǎn)生過粉碎。該鈾礦采用堆浸工藝，過粉碎太多影響礦堆滲透性。要求破碎產(chǎn)品中90%為-8mm，-0.12mm≤5%。
在實際生產(chǎn)中，該鈾礦選用了l臺GYP-900慣性圓錐破碎機，破碎工藝流程得到極大優(yōu)化，如圖3所示。在激振力為91.5%時，GYP-900慣性圓錐破碎機取樣篩分結(jié)果見表3，產(chǎn)量為30t/h。
兩段開路破碎，原礦從-300mm破碎至-8mm，破碎產(chǎn)品中-0.12mm的過粉碎顆粒產(chǎn)率為2.9%，占比例很小，適合后續(xù)的轉(zhuǎn)鼓造粒工序，淋浸效果良好。
3.3黃金礦山選廠
河南欒川某金礦為碎裂蝕變巖型金礦床，成分為安山巖、正長石和斜長石等，每噸礦石含金為1.5～2g。該金礦選廠選礦工藝為球磨后浮選，因此要求破碎工段產(chǎn)品粒度越細越好。
該金礦選用400x600顎式破碎機后接GYP-900慣性圓錐破碎機，為了保證人磨粒度得到有效控制，設計破碎工藝流程為閉路，如圖4所示。
在激振力為91.5%，排礦間隙為38mm時，GYP-900慣性圓錐破碎機取樣篩分結(jié)果見表4，產(chǎn)量為48t/h。
GYP-900慣性圓錐破碎機產(chǎn)品粒度中-10mm大約占80%，加權(quán)平均粒度為6.4mm，大大降低了球磨機的入磨粒度，減少磨礦段數(shù)和磨礦時間，提高處理能力，減少鋼耗，節(jié)省碎磨流程單位破碎比功耗。根據(jù)現(xiàn)場實際生產(chǎn)情況，因為慣性圓錐破碎機產(chǎn)品粒度很細，球磨機處理能力大增，為了滿足球磨機的供料需求，不得不延長預先計劃的破碎段工作時間，但破碎工藝流程完全可以設計為開路破碎。
3.4銅礦山選廠
昆明某銅礦破碎生產(chǎn)工藝流程采用兩段破碎，如圖5所示。粒度為-350mm的原礦給入PD600x900外動顎顎式破碎機，破碎產(chǎn)品經(jīng)過振動篩，+12mm的物料進入GYP-1200慣性圓錐破碎機，-12mm的物料進入粉礦倉。因為GYP-1200慣性圓錐破碎機產(chǎn)品粒度集中，加權(quán)平均粒度小，實行開路破碎，產(chǎn)品直接進入粉礦倉，GYP-1200慣性圓錐破碎機破碎產(chǎn)品取樣篩分結(jié)果見表5。
GYP-1200慣性圓錐破碎機的破碎產(chǎn)品中，-10mm含量在85%以上，加權(quán)平均粒度在4.5mm以下，極大地降低了礦石入磨粒度，減少磨礦時間，經(jīng)濟效益顯著。
4、 結(jié)語
與傳統(tǒng)破碎設備相比，慣性圓錐破碎機具有破碎比大，產(chǎn)品粒度細而均勻，單位電耗低，能破碎任何硬度的脆性物料的優(yōu)點，能實現(xiàn)物料的選擇性破碎，滿足“多碎少磨”工藝的要求，是一種理想的節(jié)能超細破碎設備，采用慣性圓錐破碎機改造有色礦山可實現(xiàn)開路破碎，降低球磨機的入磨粒度，增產(chǎn)節(jié)能。同時由于破碎磨礦流程的簡化可節(jié)省設備及基建投資。球磨機人磨粒度的降低，不僅可提高其處理能力，而且可利用小直徑的球，可使鋼球耗量減少一半，使磨機襯板使用壽命延長0.7—1倍，碎磨流程單位破碎比功耗下降35%—50%。同時由于破碎磨礦流程的簡化可取消棒磨機，具有顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。
