水泥礦山設(shè)備環(huán)錘式破碎機(jī)的節(jié)能減排研究

環(huán)錘式破碎機(jī)為了保證國民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)健康發(fā)展，和其他產(chǎn)業(yè)一樣，水泥礦山也必須把減排、節(jié)能和降耗放在重要的位置上。

　　為礦山減排提供的破碎方式

　　1.混合破碎

　　混合破碎指水泥生產(chǎn)中兩種原料按一定的比例送入一臺(tái)破碎機(jī)進(jìn)行破碎的生產(chǎn)工藝。常見的混合破碎有石灰石與泥灰?guī)r、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非常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(shí)難度更大。然而這種混合破碎也帶來如下的好處：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黏性減小，流動(dòng)性增加，減輕了溜子的堵塞，具有用膠帶輸送機(jī)運(yùn)送和在預(yù)均化堆場(chǎng)中堆存和耙取的性能。若將這種黏土單獨(dú)加工，不僅需要另添一套設(shè)備，且它的運(yùn)輸、堆存和挖取都十分困難，不乏出現(xiàn)已經(jīng)破碎，在繼后的運(yùn)輸、堆存過程中又重新黏結(jié)壓實(shí)，嚴(yán)重影響生產(chǎn)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，礦石資源的利用更充分。兩種原料一并加工減少了一套加工系統(tǒng)的建設(shè)和經(jīng)營費(fèi)用，取得很好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。廣州市越堡水泥有限公司的混合破碎就是一個(gè)很突出的實(shí)例。將數(shù)量達(dá)2800萬立方米的覆蓋土作為資源一并利用，就能使這個(gè)深埋地下的石灰石礦床得到利用，成為建設(shè)日產(chǎn)6000噸水泥生產(chǎn)線的大型工廠的原料基地。

　　混合破碎需要解決一連串的技術(shù)問題，以確保出料粒度滿足入磨的要求，防止破碎機(jī)腔堵塞，保證整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行通暢。因此，從料倉起的整個(gè)系統(tǒng)都要作專門的設(shè)計(jì)，包括料倉形狀、結(jié)構(gòu)，破碎前泥團(tuán)的切碎，機(jī)體內(nèi)部乃至漏斗、溜槽等的特殊處理。

2.預(yù)篩分破碎

　　將原料在破碎之前進(jìn)行篩分，只對(duì)篩上物進(jìn)行破碎，往往可以取得良好的效果。

　　例如當(dāng)今水泥都采用帶預(yù)分解的新型干法生產(chǎn)，這種生產(chǎn)方法在原料配用上提高了硅酸率，經(jīng)常需要摻用硅質(zhì)原料。而質(zhì)純的硅質(zhì)原料主要用于制造玻璃，質(zhì)次的硅質(zhì)原料則多是砂巖、粉砂巖與頁巖互生礦床，開采中難以將它們相互分離。這種礦床的品質(zhì)雖可滿足生產(chǎn)需要，但是它們的物性差別很大，砂巖、粉砂巖的磨蝕性高，頁巖和風(fēng)化物則質(zhì)軟，易吸收水分發(fā)黏。這種混合型礦石給常規(guī)的生產(chǎn)方法帶來很大困難，難以找到既抗磨又不怕堵的破碎機(jī)型，給這類礦床的利用造成很大困難。

　　通過實(shí)驗(yàn)獲知，預(yù)篩分可將大部分泥土和頁巖篩除，從而可以防止破碎機(jī)的堵塞。根據(jù)這個(gè)原則開發(fā)的波動(dòng)篩分給料機(jī)和抗磨型單段反擊式破碎機(jī)組成的破碎系統(tǒng)，即使是黏濕料和高磨蝕性硬物料的混合礦也能勝任。破碎機(jī)即使在雨季也能正常工作，由于合格料已預(yù)先篩除，破碎機(jī)的磨耗件壽命大大高于預(yù)期值。這項(xiàng)工藝和裝備的開發(fā)成功使得這類呈互層產(chǎn)出的低品位硅質(zhì)礦床的有效利用變得比較簡便。在短短的幾年中，它已成為國內(nèi)此類硅質(zhì)礦床的主選破碎方式。

　　利用篩分破碎方式，通過篩分排除篩下物可以提高某些低品位礦床的礦物品位，成為可用的礦石。例如低品位灰?guī)r礦床，如果平均品位低是由于混有頁巖、泥質(zhì)夾雜物所致（CaO低于可用指標(biāo)，堿含量超標(biāo)），而這些夾雜物層薄、質(zhì)軟、易碎，爆破后碎料中含量較多，采取預(yù)篩分法予以排除后，品位即可提高。南京院承擔(dān)的沙特SPCC項(xiàng)目的石灰石就是采用預(yù)篩分和破碎后再篩分的方式，使得原來不能使用的灰?guī)r滿足了使用要求。

　　當(dāng)原礦中的碎料較多時(shí)，采用預(yù)篩分可以減少破碎機(jī)的工作量，采用較小的機(jī)型，系統(tǒng)的產(chǎn)率可以提高，同時(shí)又減少了產(chǎn)品的過粉碎。綜合電耗降低、金屬消耗量減少。由于預(yù)篩分增加了一道環(huán)節(jié)，生產(chǎn)的復(fù)雜程度增加，通常在原礦中合格料超過20%～30%時(shí)才有價(jià)值。

　　關(guān)于礦山的節(jié)能

　　隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)液體燃料的需求不斷增加，國際石油也日益短缺，礦山生產(chǎn)中的節(jié)油問題已迫切地提到了我們面前。

　　就采礦業(yè)而言，隨著露天開采規(guī)模的擴(kuò)大，傳統(tǒng)的開采工藝需要很多大型挖掘機(jī)和運(yùn)輸車輛，使得組織生產(chǎn)十分繁雜，不堪重負(fù)。而連續(xù)和半連續(xù)開采工藝的應(yīng)用則可以取得顯著的節(jié)能效果和可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

　　關(guān)于開采工藝，有的文獻(xiàn)把輪斗挖掘機(jī)—膠帶輸送機(jī)—排土機(jī)生產(chǎn)稱為連續(xù)式工藝；把單斗挖掘機(jī)—卡車—破碎機(jī)—膠帶輸送機(jī)生產(chǎn)稱為半連續(xù)式工藝；把單斗挖掘機(jī)—卡車生產(chǎn)稱為間斷式工藝。連續(xù)式工藝只適用于可以直接挖取的軟巖，應(yīng)用范圍很有限。而硬巖和半硬巖更適于半連續(xù)式工藝。半連續(xù)式工藝的關(guān)鍵設(shè)備———破碎站既可以設(shè)在坑內(nèi)，也可以設(shè)在地表；既可以是固定的，也可以是半固定的或移動(dòng)式的。

　　生產(chǎn)水泥的主要原料———石灰石，絕大多數(shù)屬硬巖和半硬巖，它們都難以使用輪斗鏟直接挖取。推行以電代油的標(biāo)志性措施是少用或不用汽車，多用膠帶輸送機(jī)運(yùn)輸?shù)V石，這就需要把破碎機(jī)搬進(jìn)采礦場(chǎng)。因此，研究破碎站的形式和設(shè)置位置成為水泥礦山該采用哪種生產(chǎn)工藝的關(guān)鍵。

　　移動(dòng)破碎在采礦場(chǎng)內(nèi)的出現(xiàn)要追溯到上世紀(jì)50年代。它首先在西德一個(gè)水泥廠的石灰石礦得到應(yīng)用，繼后才逐漸擴(kuò)展到煤礦和金屬露天礦。以移動(dòng)破碎跟隨挖掘機(jī)，把大塊礦石破碎成碎石后再用膠帶輸送機(jī)運(yùn)輸，可以省卻汽車運(yùn)輸，從而大大節(jié)省人力和燃料，降低礦石生產(chǎn)成本。在采場(chǎng)內(nèi)將礦石破碎后改用膠帶輸送機(jī)運(yùn)出的生產(chǎn)技術(shù)，從上世紀(jì)70年代開始在世界范圍內(nèi)得到了迅速擴(kuò)展，出現(xiàn)了多種類型移動(dòng)方式和使用各種類型破碎機(jī)來適應(yīng)不同的使用條件，其單機(jī)能力已近萬噸/小時(shí)環(huán)錘式破碎機(jī)。