铝土矿石破碎粉磨系统工艺设计研究

铝土矿生产工艺流程中，破碎粉磨是关键的工艺，本着“多碎少磨”的工艺原则，我们需要对铝土矿破碎系统及粉磨工艺进行合理有效的设计，才能在实现产量提高的同时降低能耗。

通过以往的生产经验可知，每生产1t的氧化铝大约需破碎粉磨2t左右的铝矿石(依生产方法的不同而不同)。在氧化铝厂，破碎和粉磨系统在生产成本中，占有很大的比重，在基建投资上，约占全厂总投资的15%以上。由于破碎和粉磨作业是相互衔接的，两个系统的单位产品能耗又有很大的差异，现在的工厂中，破碎和粉磨作业在耗电量上比值为1／10～1／17，两部分耗电之和占全厂总用电量的20%～22%。因此，如何确定破碎产品的合理粒度、选择何种破碎粉磨设备，关系到破碎和粉磨系统的能耗和材料消耗。

破碎系统的选择

为实现“多破少磨”，需要着重研究两个方面的问题：一是破碎的合理最终粒度的确定；二是实现“多破少磨”的措施。

由于铝矿石具有韧性高、粘性强、磨蚀性大的特殊性．过去对氧化铝厂铝矿石破碎系统的设计上普遍采用的是“三段一闭路”的破碎工艺。选用的设备为：粗碎用鄂式破碎机、二破和细碎用圆锥破碎机。并配用振动筛形成闭路。该破碎工艺虽稳定可靠。但流程长、设备多、占地大、投资多、能耗高、扬尘点多、运行费用高、控制管理复杂等缺点。

因此，我们通过实验研究发现，如果铝矿石粉碎采用“多破少磨”新工艺，流程中选用辊压机作为粉磨作业的前段，则铝矿石采用单段破碎机破碎成为可行。原因是选用辊压机后，入料粒度可从原先的-25mm放宽到-60mm左右，单段破碎机的出料蓖缝也将相应加宽，蓖缝堵料问题将不再是问题，这一观点在与厂方交流中已经得到认同。这时将破碎后的物料粒度从-25mm放宽到-60mm，似乎与“多破少磨”的概念相悖，但我们认为，“少磨”主要指减少传统磨机在粉碎物料过程中的作用，“多破”指的是增加发挥辊压机、破碎机这些粉碎有用功率高的作用。

粉磨设备选择

铝土矿粉磨系统主机设备大型化是现代化工业的主要标志之一，核心设备是球磨机。相对粉磨设备的大型化而言，它不仅可以提高劳动生产率、降低单位产品投资、减少占地、简化流程、易于管理、有利于自动化的实现，而且还可以提高粉磨效率、节约能源、提高经济效益。

通过试验得到的结论为：

1、当铝矾土中的物理水分含量 8%时，可以用现有的辊压机进行挤压，而超过8%时，须对辊压机本体做少量改动。水分适应性试验表明，挤压物料的含水率变化几乎不影响挤压效果。

2、通过辊压机挤压后的料饼入球磨机时，磨机的产量可提高45%～60%

3、辊压机与(未经调整完善的)球磨机组成的这种开路预粉磨流程系统单位产品电耗比原球磨系统节省20%～25%。

应用实例

山西某铝厂扩建80万t／a氧化铝工程为例说明破碎和粉磨系统工艺和设备的方案选择。

1、破碎系统设计方案：

方案一：两段闭路破碎流程

方案二：一段开路破碎流程

主要设备配置对比如下表：

通过方案比较，一段破碎的流程简单、设备重量小、价格低、电耗省、占地面积小、设备无需冷却水、设备科技含量高；当后续流程中采用辊压机预粉磨工艺技术与单段破碎机相配流程，则出料粒度可放宽到：60ram左右，而且由于出料粒度放宽，不但篦缝粘堵问题可以解决，破碎机的产能还可进一步提高；如果锤头磨损问题得以解决，维检费用高的问题也将不复存在。方案二为首选的方案。

2、粉磨系统设计方案：

方案一：(棒十球)磨机的湿法流程系统

方案二：辊压机十湿法球磨机的预粉磨流程系统

比较如下：

通过比较．方案二明显优于方案一，但对方案二需要着重说明：对于原料中物理水分含量的要求问题，可以在工程设计中考虑加设干料储库来满足“水分含 8%”这一条件。

为了适应我国铝工业在人世后持续发展的需要，现有的铝矿石破磨工艺和设备水平亟待提高。应加快推行铝矿石”多破少磨”新工艺，走现代化工业之路，是实现我国铝工业技术进步和企业综合技术经济效益提高的重要措施。

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