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摘要:某金矿选矿车间原矿处理量目前已经达到平均10000t/d，而破碎系统中一些主体生产设备，如C3054颚式破碎机、2FG-30螺旋分级机等仍是6000t/d选矿厂的配套设备，处于“小马拉大车“的状态。破碎系统中瓶颈因素较多，生产稳定性和衔接性不能获得保障，从而导致了多个生产环节病态化运行。同时，整个工艺系统的完整性和高效性也受到影响，最终结果即是生产成本的居高不下。所以，结合生产实际状况，采取有效的改造方式，对目前生产中存在的瓶颈问题进行优化解决，使各工艺环节能够适应处理量要求，进一步降低生产成本。
关键词：颚式破碎机;螺旋分级机;改造;处理量.
中图分类号：C35文献标识码： A
一、前言
某金矿选矿厂于2011年12月完成选矿二系列扩产改造，2013年1~5月份破碎作业平均小时处理量550吨，每天开车时间18.43小时。根据生产实际情况，如能够在保证现有破碎粒度的前提下，有效提高系统小时处理能力，进一步减少作业开车时间，对降低破碎动力成本消耗将具有显著作用。但是，目前系统中粗碎、矿泥分级、6#运输皮带等生产环节处理能力低下，中细碎、筛分等作业受其影响也无法发挥最大生产效能，结果导致整个破碎系统处理能力提升困难。所以，该矿组织机械技术人员针对粗碎通过能力、洗矿分级处理能力、6#皮带输送能力等进行优化改革，消除瓶颈问题限制，最终达到“提升处理能力，压缩开车时间，减少运行电耗“的目标。
二、改造前问题分析
（1）粗碎作业
该矿选矿车间粗碎作业采用的C3054颚式破碎机在150mm排矿口条件下其设计处理能力为450~500t/h，低于目前550t/h的处理量要求。为保证生产，破碎机排矿口由原来的150mm扩大至现在的175mm，虽设备通过能力有所提高，但仍然不能满足后续环节的处理要求，三台HP4破碎机不能满负荷运行，生产资源浪费严重。
同时，扩大粗碎破碎机排矿口后，粗碎产品整体粒度偏粗。根据四月份碎矿流程考察可知，粗碎作业破碎比仅为2.08，低于2010年流程考察所得的2.57。较多大块矿石进入后续作业，造成皮带漏斗堵塞、洗矿筛筛面砸掉、2#带托辊支架变形、HP500衬板配重磨损过快等。同时，后续环节破碎比分配不均，破碎最终产品粒度相对较粗，不符合“多碎少磨”的生产理念。
根据四月份破碎流程考察结果，选矿厂入选矿石粒度分布见图表2。
图表2原矿粒度
粒级（mm） 产率（%） 负累积（%）
+350 12.63 100.00
-350+130 14.85 87.37
-130+100 2.20 72.52
-100+80 5.48 70.32
-80+50 7.97 64.84
-50 56.87 56.87
合计 100.00 /
根据表中数据可知，该矿选矿作业入选原矿石整体粒度较细，其中-100mm粒级产率为70.32%，该部分矿石完全可以不经粗碎，而直接进入中碎作业。所以，如在粗碎作业前增加预先筛分，使部分细粒级矿物直接进入洗矿、中碎作业，即可明显增加粗碎环节矿石通过能力，从源头上解决限制破碎处理能力提高的瓶颈。同时，通过粗碎破碎机的矿量减少，能够将其排矿口尺寸调整至设计要求范围内，进而明显降低粗碎产品粒度，减轻大块矿石对后续生产环节影响。细碎方面，在将破碎机排矿口进一步缩小后，可保证三台HP4满负荷运行。
（2）洗矿分级
破碎作业洗矿筛下物分级所用设备为2FG-30螺旋分级机，根据流程考察结果，在目前的生产状态下，其左右螺旋运行负荷率均已达到90%以上，且分级页片磨损严重，每副页片使用周期仅为一个月左右。结合本次优化改造，如处理能力进一步提升，则目前的螺旋分级机配置必不能满足生产要求。
（3）运输皮带
在目前平均小时处理矿量550吨的生产状态下，破碎系统部分皮带富余输送能力不足，经常出现超负荷运行状态。根据生产经验，在矿量波动的情况下，2#、4#、6#、7#运输皮带极易发生跳闸停车现象，对生产连续运行造成不利影响。
三、改造实施方案
（1）保证C3054颚式破碎机位置不动，用一筛孔为100mm棒条筛替换现有的粗碎振動给矿机，并在筛底增加漏斗，使筛下物料直接进入0#皮带；筛上粗粒级矿物经破碎后落至0#皮带，汇同筛下物进入后续洗矿、中碎等生产环节。
（2）对2FG-30螺旋分级机的机体、传动连接部件等处进行加固，并将左右两螺旋电机由22kw更换为37kw。
（3）将2#皮带电机由55kw更换为75kw，减速机配套更换；4#皮带更换减速机；6#皮带电机由90kw更换为132kw；7#皮带电机由75kw更换为90kw。
四、投资估算
图表3破碎改造投资估算表
项目 设备 数量（台） 功率（kW） 估价（万元） 备注
预先筛分 棒条筛 1 50 50
洗矿分级 2FG-30 1 37×2 15 加固、更换电机
矿石运输 2#皮带 1 75 10 更换电机、减速机
矿石运输 4#皮带 1 160 8 更换减速机
矿石运输 6#皮带 1 132 15 更换电机
矿石运输 7#皮带 1 90 5 更换电机
土建费 棒条筛设备基础 5
安装费 棒条筛安装 5
配电及自动化 棒条筛用电 5
不可预见费用 5
合计 581 123
五、改造效果
图表4改造效果对比
项目 改造前 改造后 差值
处理能力（t/h） 550.0 625.0 75.0
产品粒度（-12mm，%） 80.0 85.0 5.0
开车时间（小时/天） 18.43 16.22 -2.21
功率变化（kw/h） 棒条筛 15 50 35
分级机 22×2 37×2 30
2#皮带 55 75 20
6#皮带 90 132 42
7#皮带 75 90 15
细碎破碎机 315×2 315×3 315
系统运行总功率 2622 3079 457
电耗成本（万元） 小时 0.100 0.099 -0.001
天 1.848 1.606 -0.242
年 646.80 562.10 -84.70
计算依据：
（1）破碎系统按照运行负荷率75%，年运行350天进行计算。
（2）根据峰平谷用电规则，改造前碎矿用电价格为0.51元/度；改造后用电价格为0.43元/度。
六、效益分析
系统每天开车时间缩短2.21小时，能够为设备检修提供充足时间，并且可以灵活控制开车时段，避开用电高峰期。根据统计，改造完成后，每年电耗成本可降低13.1%，创造效益84.70万元。
七、结语
碎矿系统改造完成后，按照棒条筛筛分效率40%计算，则粗碎矿石处理能力可以达到625t/h，并且进入C3054颚式破碎机矿量减为450t/h，满足其在150mm排矿口条件下的设计生产能力。破碎设备改造方案的推广和应用，不仅为该矿降本增效起到了重要作用，而且为黄金行业的广泛选用具有借鉴意义。
参考文献：
[1]徐秉权.论破碎产品粒度与磨矿能耗的关系[J].粉碎工程,1997,(1).
[2]谭兆衡.国内筛分设备的现状和展望[J].矿山机械,2004年01期,(34-36).
关键词：颚式破碎机;螺旋分级机;改造;处理量.
中图分类号：C35文献标识码： A
一、前言
某金矿选矿厂于2011年12月完成选矿二系列扩产改造，2013年1~5月份破碎作业平均小时处理量550吨，每天开车时间18.43小时。根据生产实际情况，如能够在保证现有破碎粒度的前提下，有效提高系统小时处理能力，进一步减少作业开车时间，对降低破碎动力成本消耗将具有显著作用。但是，目前系统中粗碎、矿泥分级、6#运输皮带等生产环节处理能力低下，中细碎、筛分等作业受其影响也无法发挥最大生产效能，结果导致整个破碎系统处理能力提升困难。所以，该矿组织机械技术人员针对粗碎通过能力、洗矿分级处理能力、6#皮带输送能力等进行优化改革，消除瓶颈问题限制，最终达到“提升处理能力，压缩开车时间，减少运行电耗“的目标。
二、改造前问题分析
（1）粗碎作业
该矿选矿车间粗碎作业采用的C3054颚式破碎机在150mm排矿口条件下其设计处理能力为450~500t/h，低于目前550t/h的处理量要求。为保证生产，破碎机排矿口由原来的150mm扩大至现在的175mm，虽设备通过能力有所提高，但仍然不能满足后续环节的处理要求，三台HP4破碎机不能满负荷运行，生产资源浪费严重。
同时，扩大粗碎破碎机排矿口后，粗碎产品整体粒度偏粗。根据四月份碎矿流程考察可知，粗碎作业破碎比仅为2.08，低于2010年流程考察所得的2.57。较多大块矿石进入后续作业，造成皮带漏斗堵塞、洗矿筛筛面砸掉、2#带托辊支架变形、HP500衬板配重磨损过快等。同时，后续环节破碎比分配不均，破碎最终产品粒度相对较粗，不符合“多碎少磨”的生产理念。
根据四月份破碎流程考察结果，选矿厂入选矿石粒度分布见图表2。
图表2原矿粒度
粒级（mm） 产率（%） 负累积（%）
+350 12.63 100.00
-350+130 14.85 87.37
-130+100 2.20 72.52
-100+80 5.48 70.32
-80+50 7.97 64.84
-50 56.87 56.87
合计 100.00 /
根据表中数据可知，该矿选矿作业入选原矿石整体粒度较细，其中-100mm粒级产率为70.32%，该部分矿石完全可以不经粗碎，而直接进入中碎作业。所以，如在粗碎作业前增加预先筛分，使部分细粒级矿物直接进入洗矿、中碎作业，即可明显增加粗碎环节矿石通过能力，从源头上解决限制破碎处理能力提高的瓶颈。同时，通过粗碎破碎机的矿量减少，能够将其排矿口尺寸调整至设计要求范围内，进而明显降低粗碎产品粒度，减轻大块矿石对后续生产环节影响。细碎方面，在将破碎机排矿口进一步缩小后，可保证三台HP4满负荷运行。
（2）洗矿分级
破碎作业洗矿筛下物分级所用设备为2FG-30螺旋分级机，根据流程考察结果，在目前的生产状态下，其左右螺旋运行负荷率均已达到90%以上，且分级页片磨损严重，每副页片使用周期仅为一个月左右。结合本次优化改造，如处理能力进一步提升，则目前的螺旋分级机配置必不能满足生产要求。
（3）运输皮带
在目前平均小时处理矿量550吨的生产状态下，破碎系统部分皮带富余输送能力不足，经常出现超负荷运行状态。根据生产经验，在矿量波动的情况下，2#、4#、6#、7#运输皮带极易发生跳闸停车现象，对生产连续运行造成不利影响。
三、改造实施方案
（1）保证C3054颚式破碎机位置不动，用一筛孔为100mm棒条筛替换现有的粗碎振動给矿机，并在筛底增加漏斗，使筛下物料直接进入0#皮带；筛上粗粒级矿物经破碎后落至0#皮带，汇同筛下物进入后续洗矿、中碎等生产环节。
（2）对2FG-30螺旋分级机的机体、传动连接部件等处进行加固，并将左右两螺旋电机由22kw更换为37kw。
（3）将2#皮带电机由55kw更换为75kw，减速机配套更换；4#皮带更换减速机；6#皮带电机由90kw更换为132kw；7#皮带电机由75kw更换为90kw。
四、投资估算
图表3破碎改造投资估算表
项目 设备 数量（台） 功率（kW） 估价（万元） 备注
预先筛分 棒条筛 1 50 50
洗矿分级 2FG-30 1 37×2 15 加固、更换电机
矿石运输 2#皮带 1 75 10 更换电机、减速机
矿石运输 4#皮带 1 160 8 更换减速机
矿石运输 6#皮带 1 132 15 更换电机
矿石运输 7#皮带 1 90 5 更换电机
土建费 棒条筛设备基础 5
安装费 棒条筛安装 5
配电及自动化 棒条筛用电 5
不可预见费用 5
合计 581 123
五、改造效果
图表4改造效果对比
项目 改造前 改造后 差值
处理能力（t/h） 550.0 625.0 75.0
产品粒度（-12mm，%） 80.0 85.0 5.0
开车时间（小时/天） 18.43 16.22 -2.21
功率变化（kw/h） 棒条筛 15 50 35
分级机 22×2 37×2 30
2#皮带 55 75 20
6#皮带 90 132 42
7#皮带 75 90 15
细碎破碎机 315×2 315×3 315
系统运行总功率 2622 3079 457
电耗成本（万元） 小时 0.100 0.099 -0.001
天 1.848 1.606 -0.242
年 646.80 562.10 -84.70
计算依据：
（1）破碎系统按照运行负荷率75%，年运行350天进行计算。
（2）根据峰平谷用电规则，改造前碎矿用电价格为0.51元/度；改造后用电价格为0.43元/度。
六、效益分析
系统每天开车时间缩短2.21小时，能够为设备检修提供充足时间，并且可以灵活控制开车时段，避开用电高峰期。根据统计，改造完成后，每年电耗成本可降低13.1%，创造效益84.70万元。
七、结语
碎矿系统改造完成后，按照棒条筛筛分效率40%计算，则粗碎矿石处理能力可以达到625t/h，并且进入C3054颚式破碎机矿量减为450t/h，满足其在150mm排矿口条件下的设计生产能力。破碎设备改造方案的推广和应用，不仅为该矿降本增效起到了重要作用，而且为黄金行业的广泛选用具有借鉴意义。
参考文献：
[1]徐秉权.论破碎产品粒度与磨矿能耗的关系[J].粉碎工程,1997,(1).
[2]谭兆衡.国内筛分设备的现状和展望[J].矿山机械,2004年01期,(34-36).