高压辊磨机HPGR及其应用

高压辊磨机的特性及其在矿石选矿破碎中的应用*王兆连张英军顾法礼王前(山东华特磁电科技股份有限公司山东潍坊262622)摘要在进行矿石选矿的工作过程中,高压辊磨机是一种至关重要的机械设备,该设备对选矿磨碎效率与精度的提升有着重要作用㊂基于此,笔者对高压辊磨机在矿石选矿磨碎工作中的具体应用进行分析,以此来为该机械设备的应用和矿石㊁选矿工作质量的提升提供相应参考㊂关键词矿石选矿选矿磨碎高压辊磨机中图分类号:T Q174.5文献标识码:A 文章编号:1002-2872(2021)01-0031-03前言在高压辊磨机的具体应用中,其基本原理是 层压破碎 ,也就是借助于高度一定的料柱自重压力使其强制性地进入到辊磨机两个辊之间的近似密闭空间里,并通过各向的挤压来进行破碎㊂在闭路状态下,高压辊磨机对选矿产品的破碎粒径可以达到0~3mm,并有着节能㊁回收率高㊁离析作用好㊁工艺灵活等诸多优势㊂因此,在具体的矿石选矿磨碎工作中,通过高压辊磨机的合理应用,可有效提升企业工作效率和质量,并降低工作成本㊂1高压辊磨机与传统破碎设备的区别由于世界能源的紧缺,粉碎过程中的能耗越来越引起人们的重视㊂自20世纪80年代末高压辊磨机问世以来,主要应用在水泥行业及个别有色金属矿山,水泥界从这种节能㊁节钢耗的高效设备中得到了很好的效益㊂冶金矿业粉碎矿石的数量相当可观,且金属矿石大都坚硬难磨,而目前球磨机的能耗㊁钢耗和效率的问题都比较突出,矿物回收率受粉磨方式的影响也比较严重㊂将高压辊磨机普遍应用到冶金矿业,且在世界处于领先水平,是国内各设备制造厂家近些年来不懈的探索和实践㊁最终取得成功的结果㊂辊磨机与传统破碎设备的区别:高压辊磨机在形式上很像传统的对辊破碎机,但在实质上有两点不同㊂其一,高压辊磨机实施的是准静压粉碎,它与冲击粉碎方式相比,节省能耗约30%;其二,它对物料实施的是料层粉碎,是物料与物料之间的相互粉碎,粉碎效率高,物料之间的挤压应力可通过辊子压力来调节㊂2个辊子相向转动,一个固定辊,另一个是可调距离的(调整方式有2大类,一类是滑动式,另一类是摆动式动辊)㊂辊间压力一般可达1500~3000个大气压,破碎产品可达2mm,不仅可实现 多碎少磨 ,还很可能成为以碎代磨的新型粉碎设备㊂由于它具有强大的作用力,不仅使物料粉碎,还可使物料颗粒内部结构产生裂纹,从而使磨矿能力大幅度提高㊂高压辊磨机由电动给料装置㊁挡料装置㊁驱动装置㊁液压加载装置㊁支撑装置㊁动静辊组件等组成㊂2高压辊磨机适应性分析对于高压辊磨机而言,其适应性主要和矿石的种类,含泥量㊁硬度㊁选别工艺㊁供矿力度以及可磨度等有关,通过相关的实验,最终确定其适应性主要包括以下几点:(1)如果矿石硬度很小,且有着比较好的磨矿性和破碎性,则高压辊磨机在应用中就不会表现出明显的节能优势,所以在此类条件下,选矿生产大多通过传统磨碎㊁半自磨或者是自磨方法进行生产㊂(2)如果矿石硬度很大,且不具备足够好的磨矿性能和破碎性能,高压辊磨机就会在生产中发挥出非常明显的优势㊂因此,该机械设备在此类情况下也就具㊃13㊃(生产应用)2021年01月陶瓷C e r a m i c s*作者简介:王兆连(1970-)本科,正高级工程师;主要从事磁电选除设备及高端医疗成像装备等行业㊂备更好的适应性[1]㊂(3)如果矿石中有着较大的含泥量,且给料中已有的细沙粒又被挤压成块,在打散之后会形成不容易分散的小块,进而让高压辊磨机在具体作业中具有一定的反作用,此时就不适合通过该设备进行生产作业㊂反之,该机械就有着较强的适应性㊂3 高压辊磨机在选矿中典型工艺流程在通过高压辊磨机进行选矿,矿石破碎的过程中,因为其单机处理量非常大,工作效率非常高,产品的矿粉含量以及细度也都非常高㊂同时通过该机械设备的应用,也可以让选矿工艺变得更加灵活㊂首先,该设备可以取代传统选矿破碎工艺中的细碎环节,直接进行第3段破碎;其次,在完成3段破碎之后,该配置也可以用作第4段超细破碎中的工艺设备;再次,在具体应用中,该设备可以通过闭路筛分以及边料循环方案进行破碎,同时也可以应用全开路工艺进行破碎;最后,该机械设备可以和破碎作业同时进行,也可以和磨矿选别同时进行㊂所以凭借着这些优势,高压辊磨机已经在当今的选矿工作中得到了广泛应用㊂在具体的应用过程中,其主要的工艺流程如下:3.1粗粒闭路辊磨湿式抛尾工艺图1 粗粒闭路辊磨湿式抛尾工艺流程图在应用该机械进行矿石处理的过程中,粗粒闭路辊磨湿式抛尾是一种常用工艺㊂图1为其主要的工艺流程㊂在该工艺的具体应用中,主要通过闭路对磨料饼进行筛分处理,这样就可以让高压辊磨机处理的产品粒度始终被控制在一个很适合进行选别抛尾的范围之内,以此来达到预先抛尾的目的㊂在抛尾之后,进入到球磨中的物料量将会大幅度的降低,这样就可以显著降低磨矿工作中的功率损耗㊂在我国的冶金行业中,第一台被引入的高压辊磨机是马钢集团南山矿业公司在凹山选矿厂所应用的辊磨机㊂通过这种机械设备以及该工艺流程的应用,让单一型且有着比较粗嵌布力度的磁铁矿选矿破碎工作具有了更加科学及实用的参考价值[2]㊂3.2 闭路辊磨部分球磨工艺通过大量的生产实践以及相关试验发现,通过高压辊磨机所获得的矿石产品不仅有着更细的粒度,同时也实现了矿粉含量的大幅度提升,其中,0.2mm 以内的物料含量可以达到30%~40%之间,这种细度级别的物料可满足大多数情况下的矿石选别要求,因此对于此类产品,可在将其分级之后直接进行选别作业㊂同时,在应用高压辊磨机进行选矿矿石破碎生产作业的过程中,在边料效应的作用下,挤压料饼内部会含有一小部分粒径过大的矿石颗粒,如果将这一部分直接用在磨矿或者是选别作业中,将会导致相应的工作流程出现较大波动,进而为选矿生产带来一定程度的不利影响㊂图2 闭路辊磨部分球磨工艺流程图因此,在通过该机械设备进行选矿生产的过程中,为避免此类问题的发生,就需要对经过高压辊磨机挤压加工之后的料饼进行闭路循环筛分㊂通过这样的方㊃23㊃ 陶瓷 Ce r a m i c s (生产应用)2021年01月式,就可以让料饼中的产品粒度得到严格控制,防止太大粒度的矿石进入到球磨作业环节而引起的流程波动,同时也可以将细粒度级别符合标准的物料预先进行分级,并使其直接进入到选别流程中㊂这样的方法不仅可以实现球磨流程中给矿量的大幅度降低,同时也可以有效避免细粒度级别的矿石出现过磨情况,从而全面提升选矿工作效率与质量[3]㊂图2是闭路辊磨部分球磨工艺的主要工艺流程㊂3.3其他形式的典型工艺流程除了以上的2种最常用工艺流程之外,在通过辊磨机进行选矿矿石的破碎生产过程中,还有几种比较常见的典型工艺流程,一种是全粒度级别形式下的开路辊磨球磨工艺,其主要工艺流程图,如图3所示㊂图3开路辊磨球磨工艺流程图另一种是辊磨边料循环形式的球磨工艺,图4是其主要的工艺流程图㊂在具体的选矿工作中,将上述2种工艺流程加以合理应用,可以将高压辊磨过程中的产品筛分作业取消,缩短工艺流程,降低投资,但是在后续的磨矿作业中可能会出现比较大的波动㊂因为每一种工艺流程都有着自身的优点和缺点,所以在通过高压辊磨机进行选矿生产的过程中,应该将矿石的具体性质以及选别工艺作为依据,并结合相应的实验来进行工艺流程的合理选择㊂通过这样的方式,才可以让选矿企业获得最大的经济效益,以此来促进选矿企业的良好经营与发展㊂图4辊磨边料循环形式的球磨工艺流程图4结语高压辊磨机作为高效粉磨设备,充分体现了选矿 多碎少磨 的生产理念㊂除了在非金属行业外,其在铁矿石破碎方面也较为突出,对高压辊磨机的应用也非常成熟㊂和其他破碎设备相比,其处理能力大,破碎比大,作业率高㊁工艺配置灵活以及占地面积小等优点,使该设备在矿山选矿破碎工艺中发挥越来越大的作用㊂在选矿行业中得到了广泛的应用㊂综上所述,在选矿企业的具体工作中,高压辊磨机的应用不仅可以提升选矿精度,同时也可以实现选矿效率的显著提升,以此来提升选矿企业工作质量,促进企业经济发展㊂因此在具体的选矿作业中,选矿企业一定要注重该机械设备的合理应用,根据实际的选矿需求和矿石条件来合理选择工艺流程,以此来达到满意的选矿效果㊂参考文献[1]熊锋.高压辊磨机在铜冶炼炉渣选矿中的应用探讨[J].现代矿业,2020(4):252-254.[2]王磊,张吉安,孙树锦,等.高压辊磨机在开路破碎工艺中的应用[J].现代矿业,2020(7):145-146.[3]陈运双,李丽匣,袁致涛,等.高压辊磨机在金属矿选矿与球团预处理领域的工艺和操作参数[J].矿产保护与利用, 2019(6):164-170.㊃33㊃(生产应用)2021年01月陶瓷C e r a m i c s。

M achining and Application机械加工与应用高压辊磨机在矿物加工工程中的应用向泽慧摘要：随着我国社会经济发展水平的显著提高，各行业迎接机遇，同时面临挑战。

矿物加工业作为其中之一，可以通过运用多种工程技术来改善其模式结构，推动产业进一步发展。

本文重点研究了高压辊磨机在矿物加工工程中的应用和发展现状，并提出实际可行的运用方法。

关键词：高压辊磨机；矿物加工工程；应用现阶段，高压辊磨机在矿物加工工程中起到越来越重要的作用。

由于高压辊磨机自身发展的局限性和技术因素的影响，导致其发展过程和应用推广面临一些困难。

在现代经济发展背景下，人们生活水平明显提升，对生活质量的要求越来越高，资源消耗量也随之增加。

特别是工业资源和能源消耗，对生态环境造成了严重影响。

因此，环境保护成为未来发展的重要内容。

1 矿物加工工程技术与工程发展的社会需求1.1 社会需求目前，我国的矿产资源开发利用率相对较低。

尽管我国拥有丰富的矿产资源，但由于各种不良因素的影响，矿产开采面临巨大问题。

如果能通过合理的手段对矿产资源进行开发利用，将会促进我国社会进一步发展。

因此，相关人员需要认真研究矿物工程技术，重视矿产资源的开发和利用。

1.2 特殊区域我国的矿产资源分布范围广泛，资源不集中。

这就导致在矿产资源开发和利用过程中，会遇到一些特殊的区域环境问题。

为了确保矿物工程开发的合理性和高效性，必须强化矿物加工工程技术的应用，充分发挥先进技术的作用。

1.3 矿物加工工程技术的进一步发展受我国基本国情的影响，我国经济发展出现了严重的失衡现象。

如果能提高中西部地区矿产资源的开发和利用率，就必须运用先进的矿物加工工程技术，推动区域经济全面发展，缓解经济发展不均衡的问题，进一步提升我国的经济实力。

此外，在进行矿物加工工程技术应用过程中，必须结合地区具体环境和特点，利用先进的施工技术手段，改变传统技术中存在的问题和不足，提高矿物资源的使用效率，实现创新改进的目标。

高压辊磨机的技术特性及在有色矿山的应用常亮亮【摘要】高压辊磨机作为一种高效节能的设备在国外已得到了较为广泛的应用.本文就高压辊磨机的工作原理和技术特性作了简要介绍,并描述了其在我国有色矿山的应用情况.通过对适用流程、节能优势与在生产实践中的局限性等问题的阐述,探讨了高压辊磨机的发展前景.【期刊名称】《有色设备》【年(卷),期】2014(000)001【总页数】6页(P36-41)【关键词】高压辊磨机;技术特性;碎磨流程;节能降耗【作者】常亮亮【作者单位】中国恩菲工程技术有限公司矿山事业部,北京100038【正文语种】中文【中图分类】TD453自1985年世界上第一台双驱动液压高压辊磨机问世以来，最初广泛应用于水泥生熟料、石灰石、高炉炉渣、煤以及各类非金属矿物的粉碎，近年逐渐开始应用于铁矿、有色金属矿破碎工艺中，与常规碎矿流程相比更深层次体现了“多碎少磨”的节能理念。

该设备能有效提高物料的粉碎效率，进而达到降低金属矿业破碎和磨矿系统综合能耗的目的。

目前基于对磨矿作业能量利用率低、能耗高的的普遍共识，“多碎少磨”已成为世界粉碎工程界改善碎矿、磨矿过程和提高综合技术经济指标的重要措施。

高压辊磨机正是在这种大背景下被引入金属矿业碎矿领域，作为三段破碎中的细碎设备或在常规三段破碎后、入磨前的超细碎设备；该设备还可用作自磨(半自磨)回路的顽石破碎设备；在铁矿中也有被应用于“高压辊磨—粗粒湿式磁选抛尾工艺”中，以使入选给料达到适宜抛废粒度，进而达到提高入磨矿石品位，减少入磨矿量，降低生产成本的目的。

鉴于高压辊磨机在黑色矿山“高压辊磨—粗粒湿式磁选抛尾工艺”中的相对不可替代性，本文主要探讨其在有色矿山领域的应用。

高压辊磨机粉碎机理的基础即“料团粉碎原理”。

已有研究结果表明：脆性矿石用高压粉碎方式进行层压粉碎时，所需能耗远远低于传统的粉碎方式(如冲击、剪切等)。

高压辊磨机工作时两个辊子作慢速的相对运动，其中一个辊固定，另一个可以作水平方向滑动，当物料由高压辊磨机上部以挤满给料方式连续喂入并通过双辊间的间隙时，给活动辊以一定的作用力，使物料被此两个相向转动的辊子咬住(即咬住作用)，随辊面向下运动，进行破碎过程。

高压辊磨机及其应用High Pressure Grinding Roll and Its Application赵德君Dejun Zhao摘要：高压辊磨机在世界工业先进国家的冶金矿山工业中，己经得到了广泛的推广应用，而在我国的应用才刚刚起步。

本文简要介绍了高压辊磨机结构、工作机理和高效、节能、环保等先进性能以及磨碎铁矿石的试验研究。

Abstract:High pressure grinding roll has been widely popularized and applied in metallurgical industry and mining industry in the industry-advanced countries around the world. However, its application in our country is still in infancy. This paper is going to briefly introduce the structure and working principle of high pressure grinding roll, its advantages such as high efficiency, energy conservation and environmental protection, and the reach study of grinding iron ore.关键词：粒群、层压破碎、压力峰值、微裂纹、抗磨料垫。

Key words:Particle flow, inter-particle breakage, pressure peak, micro-cracking, anti-wear layer高压辊磨机简介高压辊磨机（也称辊压机）是十九世纪八十年代，由德国科学家研制开发的一种先进磨碎设备。

高压辊磨机在有色金属矿山的应用进展与展望摘要:金属矿开采随着开采进度的加深，富矿石的开采已经到尾声，如今开采的矿石都属于贫、细、杂的类型，对于产品的磨矿细度要求逐渐提升，由于矿石的贫乏，导致选矿的流程越来越复杂化，磨矿的成本也在逐渐增加，优化高压辊磨机的破碎工艺，可以有效的缩短磨矿的时间，从而大幅度的降低磨矿的成本。

基于此，本文主要就高压辊磨机在有色金属矿山的应用进展与展望进行了分析。

关键词：高压辊磨机；有色金属矿山；应用引言高压辊磨机首先被应用于水泥行业，能够有效的节约资源，降低耗能，降低生产成本，且高压辊磨机的粉碎原理比较独特，能够更好的适应水泥行业的需求。

高压辊磨机首次应用的金属矿是美国亚利桑纳州铜矿，在该铜矿首次应用成功以后，被广泛的推广于世界各地的金属矿中。

高压辊磨机的应用能够降低选矿流程的复杂程度，实现节能减排、降本增效的目标。

加强对高压辊磨机在有色金属矿山的应用的分析具有重要现实意义。

1高压辊磨机概述高压辊磨机是以“层压破碎”原理工作的高效节能碎磨设备。

破碎本质是在一定高度料柱的自重压力下，将矿石强制给入高压辊磨机两辊间接近封闭的空间内进行各向挤压破碎。

高压辊磨机喂料仓内的物料通过可调节开口大小的给料器进入高压辊磨机的破碎腔，挤满破碎腔的物料在辊子的相向转动和料柱重压的双重作用下被压辊表面的高强度耐磨柱钉及其间填充的物料钳住，并强制进入不断压缩的空间，达到一定压力时遭到粉碎或在颗粒内部形成微裂纹，从而形成大量的粉矿和酥脆的颗粒。

在进行高压辊磨的过程中，由于不同的混合方式，可以向相反的方向运动时的材料可以进行充分的碾压。

在滚筒的表面，也就是矿石加工生产的直接接触，材料的热结构和处理必须适应矿石本身的性质。

高压辊磨机和大多数的工程设备系统一样，由多个系统组成，在设计时候遵循的原则比较简单，就高压辊磨机的整体设备结构而言，高压辊磨机的组成包括给料、传动、液压、工作辊、排料等系统在内，从而形成一个完整的工作循环主体。

山东黄金集团昌邑矿业有限公司高压辊磨机应用报告山东黄金集团昌邑矿业有限公司二〇一四年四月一、当前国内外同类先进技术概况高压辊磨机是一种新型节能粉碎设备，自上世纪80年代问世以来，在水泥行业的应用推广非常迅速，但在矿物加工领域的应用总体来说进展较慢。

近年来，随着辊面磨损问题逐渐得到克服和解决，它在矿物加工领域的应用呈不断扩大趋势。

除了起步较早的在金刚石矿解离粉碎方面的应用外，高压辊磨机目前应用最多的是在铁矿石加工领域作为铁精矿球团前的细磨设备，以及作为原矿的细碎或超细碎设备。

HPGR500/15-1000高压辊磨机是昌邑矿业公司选矿厂主要进口设备之一，由德国魁珀恩矿物加工技术公司生产，设计处理能力为400t/h，用于选矿细碎工艺，与粗中碎两段一闭路工艺构成“三段两闭路”破碎工艺。

二、矿石性质及工艺流程1、矿石性质昌邑铁矿矿床地处安丘—莱州铁矿成矿带上，外围有多个磁铁矿床，矿床为经热液作用叠加的沉积变质型。

矿石构造以稠密浸染状结构为主，少数为致密块状、条带状。

矿石矿物组成分为矿石矿物和脉石矿物，矿石矿物以磁铁矿为主，次为黄铁矿、磁黄铁矿；脉石矿物以透辉石、蛇纹石、方解石为主，次为角闪石、长石、黑云母、石英、透闪石、滑石、石榴石、绿泥石、石膏、磷灰石等。

金属矿物主要为磁铁矿，少量黄铁矿、黄铜矿，呈他形—半自形粒状结构，浸染状构造。

岩石主要由石英、角闪石、黑云母、磁铁矿、石榴石等矿物组成。

矿石硬度f=8-12。

2、选矿工艺流程选矿厂采用三段两闭路破碎、磨前预选、两段磨矿、两段磁选的选别工艺流程，选矿工艺流程图如下所示。

3、高压辊磨段工艺流程高压辊磨段工艺流程图 高压辊磨段工艺设备联系示意图 结合现场实际生产情况，高压辊磨排矿产品经过皮带转运之后，料饼已碎开，从节能降耗角度出发，现场已取消打散工艺，应用效果良好。

三、高压辊磨机的基本结构、工作原理及其特点高压辊磨是高压料层破碎的辊压机，是有别于单颗粒物料破碎的料层破碎设备的典型代表。

高压辊磨机在选矿生产中的应用研究一、绪论1.背景介绍2.选题意义3.国内外研究现状4.研究目的和意义二、高压辊磨机的工作原理及优势1.高压辊磨机的工作原理2.高压辊磨机的优势三、高压辊磨机在选矿过程中的应用1.高压辊磨机在选矿磨矿中的应用2.高压辊磨机在选矿预处理中的应用3.高压辊磨机在选矿后处理中的应用四、高压辊磨机参数对选矿效果的影响1.高压辊磨机参数的种类2.高压辊磨机参数对选矿效果的影响3.高压辊磨机参数优化的方法和步骤五、结论与展望1.研究结果的总结和归纳2.研究不足和展望3.研究对选矿生产的启示和帮助一、绪论1.背景介绍矿产资源是国家经济发展的重要支柱，而选矿过程是矿产资源开发的核心环节之一。

为了提高矿选生产效率和质量，选矿过程中需要利用各种机械设备和技术手段对矿石进行磨矿、预处理和后处理等操作，其中高压辊磨机是一种重要的磨矿设备。

高压辊磨机是1980年代初由德国克鲁普公司引进的新型磨矿设备，它采用了高压磨辊的辊压效应和剪切、摩擦力对矿石进行细磨，具有磨矿效率高、磨矿能耗低、粉矿颗粒细、磨损小等优点，广泛应用于选矿生产过程中。

2.选题意义目前，国内外对高压辊磨机在选矿生产中的应用研究已取得了一定的进展，但对于高压辊磨机在选矿生产中的参数优化和精细化控制等方面的研究还不够深入。

因此，开展高压辊磨机在选矿生产中的应用研究，对于提高选矿生产效率、降低能耗、提高产品质量具有重要的意义。

3.国内外研究现状国外研究中，保加利亚学者利用高压辊磨机对不同种类的铜矿进行了实验室磨矿试验，探究了高压辊磨机对不同矿物的磨矿效果和影响因素。

波兰科学家应用高压辊磨机进行多金属硫化矿和黑色金属精矿磨矿试验，研究了高压辊磨机的磨矿效率和能耗，并提出了优化参数的措施。

西班牙专家利用高压辊磨机磨细锡锆铁矿，研究了高压辊磨机对锡锆铁矿磨细的影响。

国内研究中，南昌大学的研究者应用高压辊磨机对一种铜钼矿进行了磨矿试验，结果表明高压辊磨机可以使磨矿效率提高10%，能耗降低30%，磨损损失降低15%。