国内外大型碎磨设备的发展现状

所谓碎磨设备是矿物加工（选矿）工程中的准备作业———碎磨工艺的关键设备。碎磨工艺的研究是矿物加工工程技术中的重点之一。碎磨工艺是利用能量对矿石进行挤压、冲击和研磨，使矿石中有用矿物单体解理，利于下阶段进行选别的过程。破碎是利用机械能对矿石进行挤压使其碎裂解理，磨矿是利用冲击、研磨使矿石碎裂、剥蚀达到解理。根据破碎理论，采用破碎的方式达到某一粒度所消耗的能量小于采用磨矿的方式达到同一粒度所消耗的能量，这也是通常工程中所采用的“多碎少磨”方案的由来，这也仅是从能量的消耗上来考虑。工程建设上要考虑诸多因素，如流程的长短、环节的多少、岗位的多少、占地面积的大小、投资、运行成本、对环境的影响等，都要作为采用何种碎磨工艺的考虑因素。目前，大中型选矿厂的碎磨工艺中（粗碎除外）作为必选方案考虑的设备主要有圆锥破碎机、辊压机、半自磨机和球磨机，圆锥破碎机是人们熟知的设备，而近20多年来发展最快的碎磨工艺是半自磨—球磨工艺，辊压机作为降低能耗的有效设备，近年来根据其特点，也得到了有选择的应用。 

　圆锥破碎机 
　圆锥破碎机主要是在常规碎磨流程中作为第二段破碎和第三段破碎使用。近几年来，国外使用比较广泛的圆锥破碎机主要有HP、MP、H型破碎机，国内市场上使用的圆锥破碎机除个别矿山外，主要也是采用进口的圆锥破碎机。目前，世界上圆锥破碎机在25mm排矿口的条件下，最大处理能力可达1200t／h。
　高压辊磨机 
　高压辊磨机是在对辊破碎机的基础上改进发展的一种高效挤压破碎机械，适应粒度范围广，既可用于常规破碎流程的细碎作业，也可用于球团厂提高铁精矿的比表面。最大给料粒度为90mm，产品粒度可达2000cm2／g以上。目前，辊磨机的最大规格为2.1m×2.3m，单台最大处理能力为3000t／h，最大给料粒度为90mm。我国一些铁矿山引进了德国的高压辊磨机，都是用于球团厂增加铁精矿的比表面。 
　高压辊磨机的最突出的特点是节能，Krupp公司的经验是：高压辊磨机利用1kW的能耗等于自磨机或常规球磨机利用2kW的能耗。 
　在我国，2005年，中信重机公司制造了国产第一台高压辊磨机，辊径为1.2m，处理能力180t／h。目前，该辊磨机已在长治钢铁集团烧结厂球团工艺中使用。
　半自磨机 
　半自磨机是部分利用矿石自身、部分利用钢球作为磨矿介质进行磨矿的设备，从能量有效利用的观点，采用半自磨机磨矿，能耗是比较高的。但半自磨机替代了中细碎作业、筛分作业、矿石转运环节，使流程缩短，减少了粉尘产生，总的来说投资节省，运行成本降低，对环境影响小。同时，矿石的剥蚀研磨主要靠矿石自身，钢球消耗低，对后续浮选作业的化学或电化学影响小，因而越来越引起人们的关切。 
　　近20年来，在国外，随着制造技术和控制水平的发展，半自磨工艺已经广泛地应用于铜、铅、锌、金、镍、铁、钼、铀、铂、钒、磷、石灰石、铝土矿、炉渣等各种矿物的磨矿，已有400多台自磨、半自磨机投入生产运行。 

　1998年下半年，当时世界上最大的半自磨机和球磨机在澳大利亚的CadiaHill铜金矿选矿厂投入运行，该回路为半自磨－球磨－破碎（SABC）流程，由一台＆Oslash；12.2m×6.71m，装机容量20000kW的半自磨机、二台＆Oslash；6.71m×11.1m，装机容量2x4500kW／台的球磨机及二台MP1000破碎机构成，系统处理能力为1700万吨／年。
　　目前，世界上正在运行的处理不同矿石的选矿厂中，共有装机容量15000HP以上的半自磨机24台，全部是1987年以后投产的，磨机均采用包绕式电机驱动，主要处理铜、铜金、金、镍、铜锌、锌矿石，其中装机容量20000HP以上的10台，全是1996年以后投产的。
　世界上最大的半自磨机规格为＆Oslash；12.2m×7.31m，装机容量为21000kW，与之配套的为两台＆Oslash；7.92m×11.6m，每台装机容量为15500kW的球磨机，安装于智利的Collahuasi铜矿，系统处理能力达到65000t／d，该系统已于2005年一季度投入运行。
　　Antamina采用一台＆Oslash；11.6m×6.4m半自磨机（27000HP）和三台＆Oslash；7.3m×11.0m球磨机（15000HP／台），系统能力设计70000t／d，实际能力达到88000t／d。 
　Freeport采用一台＆Oslash；11.6m×5.8m半自磨机（19500kW）和四台＆Oslash；7.3m×9.3m（2x5250kW／台）球磨机，系统能力达130000t／d。 
　　在国外硫化矿山的建设或改扩建中，几乎都是把半自磨－球磨工艺作为碎磨工艺选择的首选方案。2004年10月，我国的第一个半自磨－球磨工艺也在铜陵的冬瓜山铜矿选矿车间投入运行，处理能力为13000t／d。 
　　
   球磨机 
　球磨机是利用钢球作为磨矿介质进行磨矿的设备，也是最普遍、最通用的磨矿设备，近年来，随着矿山规模和半自磨机规格的增大，球磨机的规格也增加很快。 
　1998年，CadiaHill铜金矿选矿厂与半自磨配套，采用了两台＆Oslash；6.71m×11.1m，装机容量2x4500kW／台的球磨机；1998年年中，Freeport的4台＆Oslash；7.3m×9.3m（2x5250kW）球磨机投入运行。 
　　2001年三季度，Antamina的3台＆Oslash；7.3m×11.0m球磨机（15000HP）投入运行； 
　　2004年，Escondida的3台＆Oslash；7.62m×12.34m的球磨机（18000HP）投入生产； 2005年一季度，安装于智利的Collahuasi铜矿的两台＆Oslash；7.92m×11.6m，每台装机容量为20770HP（15500kW）的球磨机投入运行。而我国正在运行的自己制造的最大规格的球磨机，是铜陵的冬瓜山铜矿选矿车间的＆Oslash；5.03×8.3m球磨机，装机功率为3300kW／台；正在制造当中的是＆Oslash；5.5m×8.5m球磨机，装机功率为4500kW／台。 
　细磨设备 
　艾萨磨机是由澳大利亚的MountIsa矿发明的一种细磨设备，用于该矿的铅锌分离。该种磨机是采用水平高速搅动研磨剥蚀的原理来使矿物解理，其产品粒度P80可达到7μm。艾萨磨机的功率强度很大，可达350kW／m3，艾萨磨机使用的磨矿介质为陶瓷、河沙、炉渣等。
　　世界上第一台艾萨磨机（M3000）于1994年在MountIsa铅锌选矿厂投入运行，到目前，已有近20台艾萨磨机投入运行，分别用于金、锌、铂等矿物的回收。最大的磨机为2003年在南非的英美铂业公司投产的M10000磨机，用于铂族元素的回收，该磨机容积为10m3，装机功率为2600kW。
　　立式磨机立式磨机是一种垂直安装、带有搅拌装置的细磨设备。物料从磨机的下部给入，给入的物料经介质研磨后，合格的产品由于密度的原因，从磨机的顶部溢出，较粗的颗粒则留在磨机内继续被研磨。立磨机的最大给矿粒度为6mm，产品粒度74～2μm。目前，国外最大的立磨机安装功率1500HP，处理能力超过100t／h。
　我国第一台立磨机于20世纪90年代用于乳山金矿，现有多台用于钼矿选矿厂。现在，国内正在运行的最大的立磨机安装功率为45kW／台，正在安装的为75kW／台。
　
   从目前看来，我国冶金矿山所用的碎磨设备与世界先进水平相比，一是差距大；二是难度大。差距和难度主要体现在设备制造水平和集成控制水平上。 
　
    今年9月，国务院常务会议讨论并原则通过了《国务院关于加快振兴装备制造业的若干意见》，作为为国民经济发展提供技术装备的基础性产业，装备制造业的振兴，将会使我国矿山设备整体技术水平和制造水平跨上一个新的台阶。