水泥礦山的節能降耗破碎技術

1.1混合破碎

混合破碎指水泥生產中兩種原料按的比例 送入1臺破碎機進行破碎的生產工藝。常見的混合破碎有石灰石與泥灰巖、石灰石與頁巖、石灰石與黏土等。其中石灰石和黏土的混合破碎是兩種物性差異很大的原料在一起的破碎，尤其是摻入塑性高、水分大的泥料時難度更大。然而這種混合破碎也帶來了好處。在破碎過程中石灰石碎料被濕料包裹，粉塵減少，形成的碎石與濕土拌合料的粘性減小，流動性增加，減輕了溜子的堵塞，具有用膠帶輸送機運送和在預均化堆場中堆存和耙取的性能。若這種黏土單獨加工，不僅需要另添1套設備，它的運輸、堆存和挖取都困難。不乏出現已經破碎，在繼后的運輸、堆存過程中又重新粘結壓實，嚴重影響生產的事例。混合破碎的成功，可以減少甚至免除石灰石表土的剝離，礦石資源的利用更。兩種原料一并加工減少了1套加工系統的建設和經營費用，因此社會和經濟效益是很大的。越堡水泥公司的混合破碎就是一個很突出的實例。將數量達2800萬m3的覆蓋土作為資源一并利用，就能使這個深埋地下的石灰石礦床得到利用，成為建設6000t/d水泥生產線的(de)(de)大型工廠的(de)(de)原料基地。

混(hun)合(he)(he)破(po)碎(sui)(sui)(sui)需要解決一連串的(de)技(ji)術問題，它們都是集中在既(ji)要出料(liao)(liao)粒(li)度，又要防止破(po)碎(sui)(sui)(sui)機腔不致堵塞、整(zheng)個系(xi)統運行(xing)通暢。因此，從料(liao)(liao)倉起的(de)整(zheng)個系(xi)統都要作(zuo)專門的(de)設(she)計(ji)，包括料(liao)(liao)倉形狀、結構，破(po)碎(sui)(sui)(sui)前泥團的(de)切碎(sui)(sui)(sui)，機體內部乃至漏斗、溜槽等。 越(yue)堡的(de)黏(nian)土(tu)(tu)摻用量是15%，近投入(ru)使用 的(de)土(tu)(tu)耳其(qi)Askale水(shui)泥廠是25%(混(hun)合(he)(he)料(liao)(liao)水(shui)分達(da) 14%)，由于有(you)的(de)工廠要求摻入(ru)更多的(de)黏(nian)土(tu)(tu)(30%)，我 們增(zeng)添了混(hun)配機，將黏(nian)土(tu)(tu)與石灰石預行(xing)粗混(hun)合(he)(he)。至今我們已提(ti)供了8套這(zhe)種混(hun)合(he)(he)破(po)碎(sui)(sui)(sui)系(xi)統。

1.2預篩分破碎

將原(yuan)料在破(po)碎之前進行篩分(fen)，只對篩上(shang)(shang)物(wu)進行破(po) 碎，往往可(ke)以(yi)取得良好(hao)的(de)(de)效果。 當今(jin)水泥都采用(yong)帶預分(fen)解(jie)的(de)(de)干法生產，這(zhe)(zhe)種(zhong)生產方法在原(yuan)料配用(yong)上(shang)(shang)提高了硅酸(suan)率，經常需要(yao)摻(chan)用(yong)硅質(zhi)(zhi)原(yuan)料。而質(zhi)(zhi)純的(de)(de)硅質(zhi)(zhi)原(yuan)料主要(yao)用(yong)于制造(zao)玻璃，質(zhi)(zhi)次的(de)(de)硅質(zhi)(zhi)原(yuan)料則(ze)多是砂(sha)巖、粉砂(sha)巖與頁(ye)巖互生礦(kuang)床，開采中難以(yi)將它們相互分(fen)離。這(zhe)(zhe)種(zhong)礦(kuang)床的(de)(de)品(pin)質(zhi)(zhi)雖可(ke)滿(man)足生產需要(yao)，但是它們的(de)(de)物(wu)性差別很大，砂(sha)巖、粉砂(sha)巖的(de)(de)磨(mo)蝕(shi)性高，頁(ye)巖和風化(hua)物(wu)則(ze)質(zhi)(zhi)軟，易(yi)吸收水分(fen)發(fa)粘。這(zhe)(zhe)種(zhong)混合型礦(kuang)石給(gei)常規的(de)(de)生產方法帶來很大困難，難以(yi)找到既抗磨(mo)又(you)不怕(pa)堵(du)的(de)(de)破(po)碎機型，使得這(zhe)(zhe)類(lei)礦(kuang)床的(de)(de)利用(yong)大成問題。

我們通過實驗獲知，預篩分可將大部分泥土和頁巖篩除，從而可以防止破碎機的堵塞。根據這個原則開發的波動篩分給料機和抗磨型單段反擊式破碎機組成的(de)(de)破(po)碎系統，即使(shi)是粘濕料(liao)和高磨(mo)蝕(shi)性硬物料(liao)的(de)(de)混合礦亦能勝(sheng)任。這個(ge)破(po)碎系統于(yu)2000年(nian)(nian)底(di)在(zai)安(an)徽東(dong)亞水泥(ni)公司(si)投入使(shi)用，取得了(le)良好的(de)(de)效果。破(po)碎機即使(shi)在(zai)雨季(ji)也能正常工(gong)作，由于(yu)合格料(liao)已預先篩除，破(po)碎機的(de)(de)磨(mo)耗件壽命大大高于(yu)預期值(zhi)。這項工(gong)藝(yi)和裝備的(de)(de)開發成功(gong)使(shi)得這類呈互層產出的(de)(de)低品位硅(gui)質礦床的(de)(de)利用變得比較簡便(bian)。在(zai)短短的(de)(de)幾年(nian)(nian)中它(ta)已成為內此(ci)類硅(gui)質礦床的(de)(de)主選破(po)碎方式。

利用(yong)篩(shai)分(fen)(fen)(fen)破(po)碎(sui)方式(shi)，也可(ke)(ke)以(yi)使某些低(di)品(pin)位(wei)(wei)礦床通過篩(shai)分(fen)(fen)(fen)排除(chu)篩(shai)下物(wu)使礦物(wu)品(pin)位(wei)(wei)提高，成為(wei)可(ke)(ke)用(yong)的(de)(de)礦石。例如(ru)低(di)品(pin)位(wei)(wei)灰(hui)巖礦床，如(ru)果平均品(pin)位(wei)(wei)低(di)是由于(yu)含(han)有頁(ye)巖、泥質夾雜物(wu)牽累(lei)所致(CaO低(di)于(yu)可(ke)(ke)用(yong)指標(biao)，堿(jian)含(han)量標(biao))，由于(yu)這些夾雜物(wu)層薄、質軟、易碎(sui)，爆(bao)破(po)后碎(sui)料(liao)中含(han)量較多，采取預(yu)篩(shai)分(fen)(fen)(fen)法(fa)予以(yi)排除(chu)后，品(pin)位(wei)(wei)即(ji)(ji)可(ke)(ke)提高。南(nan)京院承(cheng)擔的(de)(de)沙特SPCC項(xiang)目的(de)(de)石灰(hui)石即(ji)(ji)是采用(yong)預(yu)篩(shai)分(fen)(fen)(fen)和破(po)碎(sui)后再篩(shai)分(fen)(fen)(fen)的(de)(de)方式(shi)，使得原來不能使用(yong)的(de)(de)灰(hui)巖滿足了(le)使用(yong)要求。

當原(yuan)礦(kuang)中的(de)(de)碎(sui)料(liao)較(jiao)多時，采用(yong)預篩分可以(yi)減少(shao)(shao)破碎(sui)機的(de)(de)工(gong)作(zuo)量(liang)，采用(yong)較(jiao)小的(de)(de)機型(xing)而(er)(er)系統(tong)的(de)(de)產率提高，同(tong)時又減少(shao)(shao)了產品的(de)(de)過(guo)粉碎(sui)。綜合電耗(hao)、金屬消耗(hao)量(liang)減少(shao)(shao)。由于預篩分增加了一道環節，生產的(de)(de)復雜程(cheng)度增加，通常在原(yuan)礦(kuang)中合格(ge)料(liao)過(guo)20%～30%時才有價值。我們近承接的(de)(de)一個訂(ding)單就是兩(liang)套這(zhe)樣的(de)(de)半移動破碎(sui)系統(tong)，破碎(sui)機的(de)(de)能力(li)是1000t/h，而(er)(er)系統(tong)能力(li)是1200t/h。

2、關于節能

礦山的(de)節能貫穿到(dao)所有的(de)生產工序(xu)。 這里只著重談采(cai)用連續和半連續生產，不用或少用汽車，以電代油的(de)節能問題。

隨著我經濟的(de)發展，對(dui)液(ye)體燃(ran)料的(de)需(xu)求不(bu)(bu)斷增加(jia)和際石油(you)的(de)日(ri)益短缺，礦山生產(chan)中的(de)節油(you)已迫(po)切地提到了我們面前(qian)。早在(zai)上世紀80年代改革開放以來，我們有(you)不(bu)(bu)少人到外參觀考察，對(dui)采用(yong)移動破碎的(de)連續(xu)化生產(chan)的(de)率留(liu)下了深刻印象(xiang)，同(tong)行們都希望(wang)能在(zai)內獲得(de)應用(yong)但是由于它的(de)高價格(ge)，成(cheng)為可(ke)望(wang)而不(bu)(bu)可(ke)得(de)的(de)物。

就采(cai)礦業(ye)而(er)論，隨著露(lu)天(tian)開(kai)采(cai)規模的(de)(de)擴大，傳統的(de)(de)開(kai)采(cai)工藝(yi)(yi)需要很(hen)多大型(xing)挖掘(jue)機和運輸車(che)輛(liang)，使得(de)組織生產繁雜，不(bu)堪重負。而(er)連續(xu)和半(ban)連續(xu)開(kai)采(cai)工藝(yi)(yi)的(de)(de)應(ying)用(yong)則(ze)可以(yi)得(de)到(dao)解脫(tuo)，并(bing)取(qu)得(de)顯著的(de)(de)節能效果和經濟(ji)效益。內已經出(chu)現了一大批這樣的(de)(de)礦山(shan)，例如元室山(shan)、黑岱溝、伊敏河等大型(xing)和大型(xing)露(lu)天(tian)煤(mei)礦，大孤山(shan)、齊大山(shan)、遷安水廠等大型(xing)露(lu)天(tian)鐵礦。

關(guan)于(yu)開采工(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)，有的(de)(de)文獻把輪斗挖掘機(ji)-膠帶(dai)輸送機(ji)-排土機(ji)生(sheng)產稱為(wei)連續(xu)(xu)式工(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi);把單斗挖掘機(ji)-卡車-破碎機(ji)-膠帶(dai)輸送機(ji)生(sheng)產稱為(wei)半(ban)(ban)連續(xu)(xu)式工(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi);把單斗挖掘機(ji)-卡車生(sheng)產稱為(wei)間斷式工(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)。連續(xu)(xu)式工(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)只適(shi)用于(yu)可(ke)以(yi)(yi)(yi)(yi)直接挖取的(de)(de)軟巖，應用范圍受(shou)到了限制。而硬(ying)巖和(he)半(ban)(ban)硬(ying)巖更適(shi)于(yu)半(ban)(ban)連續(xu)(xu)式工(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)。半(ban)(ban)連續(xu)(xu)式工(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)的(de)(de)關(guan)鍵設(she)(she)備-破碎站(zhan)既可(ke)以(yi)(yi)(yi)(yi)設(she)(she)在坑內，也可(ke)以(yi)(yi)(yi)(yi)設(she)(she)在地表，既可(ke)以(yi)(yi)(yi)(yi)是(shi)固(gu)定(ding)的(de)(de)，也可(ke)以(yi)(yi)(yi)(yi)是(shi)半(ban)(ban)固(gu)定(ding)的(de)(de)或者移動(dong)式的(de)(de)。

現在研(yan)究我們(men)自(zi)己(ji)的(de)(de)問題，生(sheng)產(chan)水(shui)(shui)泥的(de)(de)主要(yao)(yao)原料-石(shi)灰石(shi)，大多(duo)數(shu)屬硬巖和半硬巖，它們(men)都難以(yi)使(shi)用(yong)輪斗鏟(chan)直接挖取，需(xu)要(yao)(yao)按照我們(men)自(zi)己(ji)的(de)(de)特點研(yan)究生(sheng)產(chan)工(gong)藝。推行以(yi)電代油的(de)(de)標志性(xing)措施是少用(yong)或不用(yong)汽車(che)，取代方式(shi)是多(duo)用(yong)膠帶輸送機(ji)運輸礦石(shi)。多(duo)用(yong)膠帶輸送機(ji)就(jiu)需(xu)要(yao)(yao)把破碎(sui)機(ji)搬進(jin)采礦場(chang)。因此研(yan)究破碎(sui)站的(de)(de)形式(shi)和設置位置是我們(men)水(shui)(shui)泥礦山該采用(yong)哪種生(sheng)產(chan)工(gong)藝的(de)(de)關鍵。

移(yi)(yi)動(dong)破碎(sui)(sui)(sui)在采礦(kuang)場(chang)內的(de)出(chu)(chu)(chu)現要追溯到(dao)上(shang)(shang)世(shi)紀 50年代，它先在西(xi)德(de)的(de)一個水泥廠的(de)石灰石礦(kuang)得(de) 到(dao)應用(yong)，繼后才逐漸擴展到(dao)煤礦(kuang)和金(jin)屬露天礦(kuang)。這是因為石灰石是沉積巖，具有礦(kuang)層厚、質(zhi)量(liang)比(bi)較均齊、開(kai)采方法比(bi)較簡(jian)單，而所用(yong)破碎(sui)(sui)(sui)設(she)備(bei)較輕、產(chan)量(liang)較高等特點，比(bi)其(qi)他破碎(sui)(sui)(sui)設(she)備(bei)更便(bian)于放(fang)置在履帶(dai)行走車體上(shang)(shang)。以移(yi)(yi)動(dong)破碎(sui)(sui)(sui)跟隨挖掘機(ji)，把(ba)大塊礦(kuang)石破碎(sui)(sui)(sui)成(cheng)(cheng)碎(sui)(sui)(sui)石后再(zai)用(yong)膠(jiao)(jiao)帶(dai)輸(shu)送機(ji)運(yun)輸(shu)，可以省卻汽車運(yun)輸(shu)，從而大大節(jie)省人(ren)力和燃(ran)料，了(le)礦(kuang)石生(sheng)產(chan)成(cheng)(cheng)本。在采場(chang)內將礦(kuang)石破碎(sui)(sui)(sui)后改用(yong)膠(jiao)(jiao)帶(dai)輸(shu)送機(ji)運(yun)出(chu)(chu)(chu)的(de)生(sheng)產(chan)技術，從上(shang)(shang)個世(shi)紀70年代以來在范圍內得(de)到(dao)了(le)迅速的(de)擴展，出(chu)(chu)(chu)現了(le)多種(zhong)類型移(yi)(yi)動(dong)方式和使用(yong)各(ge)種(zhong)類型破碎(sui)(sui)(sui)機(ji)來適應不(bu)同的(de)使用(yong)條件。其(qi)單機(ji)能力已近(jin)萬噸/小(xiao)時。