沈阳有色冶金设计研究院有限公司辽宁沈阳110055
摘要：本文主要介绍了高压辊磨机的工作原理，指出了与传统破碎设备相比较，高压辊磨机在节能降耗方面的优势，简要描述了高压辊磨机在国内矿山的应用现状，并对目前高压辊磨机常用的几种典型破碎工艺流程的局限性以及改进技术进行了分析。
关键词：高压辊磨机；矿山；工艺流程；应用
在国内矿山普遍面临矿石贫化、细化、杂化的问题的当下，矿山企业面临着在保证精矿产出品位和回收率的前提下如何减少成本的严峻问题。高压辊磨机是一种高效节能的新型破碎设备，因其作业率高、单位能耗低等优势，成为矿山企业提高生产能力、降低成本、节能降耗、建设符合国家要求的新型绿色矿山的首要选择。
1优势
与常用的传统破碎机相比，高压辊磨机的优势在于处理量大、结构简单、寿命长、产物粒度小，且破碎产物中含有大量微裂纹，可降低后续磨矿作业的功指数，有助于堆浸作业的药剂渗入，磁铁矿预先抛尾可降低入磨量，实现多碎少磨的节能目标，减小后续磨矿工艺的工作压力，为后续工艺降低处理难度和压力，起到节能减耗的功效。
1.1工艺优势
（1）该设计基于层压粉碎的原理，分为静辊和动辊，静辊固定，动辊由液压系统控制可水平移动调整辊距。物料由高压辊磨机上方满挤给入两辊间的粉碎腔，辊距逐渐减小，产生的巨大压力使颗粒互相挤压传递应力，产生微裂纹，裂纹继续扩大导致颗粒破裂，最终在高压的作用下被压成紧实的饼状。由于层压粉碎主要作用力是颗粒间的互相作用，而非全部来自辊面对颗粒的直接挤压，使得高压辊磨机在辊距大于最大给矿粒度的情况下，依然能够保证各粒级均能粉碎，同时产生大量的细粒、微细粒及颗粒内微裂纹。
（2）层压粉碎产生的解离颗粒及产生微裂纹的颗粒有助于降低磨矿功指数，减少磨矿系统的电力损耗和钢球衬板等金属损耗，同时减少磨矿时的过磨和泥化现象，改善后续选别作业效果。在金矿堆浸工艺中，微裂纹可使浸出药剂更全面地渗入矿石之中，提升浸出效率，减少选别成本。
（3）当高压辊磨机作为磁铁矿预磨设备时，与湿筛湿选抛尾联合使用可使进入磨矿作业的物料明显减少，抛掉大量脉石，有效地节能降耗，改善后续选别指标。
1.2应用优势
（1）相比传统破碎机，高压辊磨机的物料随破随走，提升了处理速度和处理量。
（2）高压辊磨机结构紧凑简单，主要由给料系统、传动系统、破碎系统、控制系统、液压系统、润滑系统等构成，占地小。从设备选型上来说，高压辊磨机给矿适应范围广，破碎比大，破碎产品可以达到3mm以下的粒度，使其可以作为第3段细碎设备取代破碎比较小的细碎破碎机，或者作为第4段超细碎设备承担磨矿部分角色使用。
（3）与传统冲击破碎工艺不同，高压辊磨机采用了准静压粉碎工艺，不存在撞击和摩擦，有效地减少了辊面磨损，延长了辊面使用寿命，降低了设备运转振动，减少了噪音与粉尘排放，使运行更加稳定，维修与操作管理更加方便。
2高压辊磨机在国内的应用
早期，引入国内的高压辊磨机主要应用于型煤加工，水泥生熟料、金刚石、石灰石、高炉炉渣以及各类硬度较低的脆性非金属矿物的粉碎；随着柱钉辊面技术的研发和改进，新型的耐磨凹球辊面、竖棒辊面等已经可以支持高压辊磨机对更硬、更坚韧、磨蚀度更高的中等硬度及以上的金属矿物进行处理。目前国内高压辊磨机的应用范围包括但不限于金刚石矿的解离破碎、铁精矿球团预磨、铁矿石的细碎与超细碎、有色金属及贵金属矿石的细碎、水泥工业原料和熟料的终粉磨等。
2.1金刚石解离
金刚石矿硬度大性脆，易沿解理面断开，传统的碎磨工艺在撞击时会造成不必要的损失。高压辊磨机采用准静压的层压粉碎技术，可通过调节辊缝大小，在确保其中的大颗粒金刚石不被粉碎的同时，对矿石产生深度的挤压，产品回收率较传统工艺提高20%以上。
2.2贵金属解离
当前金矿品位逐渐下降，金呈细微粒状赋存在其他主体矿物中以至难以解离的难处理金矿石逐渐增多，工艺要求上对细磨和超细磨的需求量增大。相对于传统破磨设备，高压辊磨机的产物更细，且内部含有大量微裂纹，有利于后续堆浸工艺的矿物的解离和药剂的渗入，提高金矿的回收率、缩短浸出时间、降低药剂消耗。
此外，采用堆浸工艺的易处理金矿石可以在全开路破碎后直接堆浸，后续进入球磨机再磨的料饼也可以在磨机内遇水自行松散解聚，以上两种工艺均不需另添加打散设备，简化工艺又节约成本。
2.3铁矿石解离
相对于国内其他矿山行业，高压辊磨机在黑色金属矿山的应用更加成熟。
高压辊磨机用作破碎工艺中最后一段的细碎设备或入磨前的超细碎设备时，产物粒度小，解离度高，通过湿筛粗粒抛尾或者干式磁选预富集抛尾，可以减少入磨量、减小磨矿粒度、提升磨矿品位，从而提升磨机效率和处理量，实现多碎少磨、节能降耗。
3三几种常见的破碎工艺流程
高压辊磨机三种常用的破碎工艺包括：开路流程、半开路流程（边料循环流程）和闭路流程。这三种工艺流程中，开路流程处理量大，回收率较其他两种破碎流程低，半开路流程和闭路流程产物粒度较开路破碎小，但半开路流程均匀性较差，而闭路流程不但可以得到满足生产需求的细粒级颗粒，而且粒度更加均匀，甚至可以取代后续的磨矿作业。
3.1开路流程
开路流程即高压辊磨机破碎产物不经筛选直接进入后续工艺流程，无物料返回二次破碎的流程。
开路流程的优点是处理量大、流程简单、易于操作管理、投资与运行成本低；缺点是由于边缘效应，辊体两端的物料所受压力低，产品粒度会较辊体中心的产品粒度更粗，容易对后续工艺产生影响。
3.2半开路流程
半开路流程在开路流程的基础上，为了解决边缘效应，破碎产品由分料装置分为边缘产物（边料）和中间产物（中料），边料切取量可由现场自行调控，边料返回高压辊磨机二次破碎，中料则直接进入后续工艺。
半开路流程保留了开路流程简单、处理量大、运行维护成本低廉的优势，同时优化了开路流程的边缘效应问题，降低了粗粒级比例。
3.3闭路流程
闭路流程是矿石破碎产物进入分级作业后，筛下部分作为破碎最终产品进入后续工艺，筛上部分返回高压辊磨机进行二次破碎所形成闭路的流程。
分级作业保证了产品粒度均匀，解离度高，满足后续工艺的粒度要求，若作为终磨设备甚至可以取代磨矿设备。但闭路破流程使用干式筛分时需配备打散装置，使用湿式筛分则要控制返回物料的含水量，以免影响物料的流通和料饼的形成。
针对以上情况，湿式筛分可将分级设备改为双层筛面，料饼与矿粉给入后续工艺，中间粒级返回二次破碎，这样既提升了筛分效率，料饼进入湿式选别后也可自行解聚；干式分级可参考水泥行业风力分选的思路，既省去了干燥环节，又能有效地降低运行成本，但由于此流程在国内实际应用较少，还需对现场进行研究和实践观察后再考虑投产使用。
4结语
高压辊磨机因其低耗高产、流程简单可靠、适应力强的特性，广泛应用于众多行业，。虽然目前高压辊磨机的工艺水平与实际应用效果还受到诸多因素的制约，但是可以预见，高压辊磨工艺将会是绿色矿山企业提升选厂生产能力，经济环保降低成本的一条有效途径。
参考文献
[1]周宏波高压辊磨机技术在金属矿山工程设计中的应用[j].现代矿业,2015(11):266-268,272
[2]印万忠,唐远,迟晓鹏,马英强高压辊磨机在金矿选冶中的应用[j].有色金属,2016(2):69-74
[3]郭小飞高压辊磨机选型试验的研究现状[j].金属矿山,2017(6):70-74