水泥礦山的節能降耗破碎技術

1.1混合破碎

混合破碎指水泥生産中兩種原料按的比例 送入1台破碎機進行破碎的生産工藝。常見的混合破碎有石灰石與泥灰岩、石灰石與頁岩、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瞭好處。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，減輕瞭溜子的堵塞，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，在繼後的運輸、堆存過程中又重新粘結壓實，嚴重影響生産的事例。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。兩種原料一並加工減少瞭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。将數量達2800萬m3的覆蓋土作爲資源一並利用，就能使這個深埋地下的石灰石礦床得到利用，成爲建設6000t/d水泥生産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問題，它們都是集中在既要出料粒度，又要防止破碎機腔不緻堵塞、整個系統運行通暢。因此，從料倉起的整個系統都要作專門的設計，包括料倉形狀、結構，破碎前泥團的切碎，機體内部乃至漏鬥、溜槽等。 越堡的黏土摻用量是15%，近投入使用 的土耳其Askale水泥廠是25%(混合料水分達 14%)，由於(yú)有的工廠要求摻入更多的黏土(30%)，我 們增添瞭(le)混配機，将黏土與石灰石預行粗混合。至今我們已提供瞭(le)8套這種混合破碎系統。

1.2預篩分破碎

将原料在破碎之前進行篩分，隻對篩上物進行破 碎，往往可以取得良好的效果。 當今水泥都採用帶預分解的幹法生産，這種生産方法在原料配用上提高瞭(le)矽酸率，經常需要摻用矽質原料。而質純的矽質原料主要用於(yú)制造玻璃，質次的矽質原料則多是砂岩、粉砂岩與頁岩互生礦床，開採中難以将它們相互分離。這種礦床的品質雖可滿足生産需要，但是它們的物性差别很大，砂岩、粉砂岩的磨蝕性高，頁岩和風化物則質軟，易吸收水分發粘。這種混合型礦石給常規的生産方法帶來很大困難，難以找到既抗磨又不怕堵的破碎機型，使得這類礦床的利用大成問題。

我們通過實驗獲知，預篩分可将大部分泥土和頁岩篩除，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破碎系統，即使是粘濕料和高磨蝕性硬物料的混合礦亦能勝任。這個破碎系統於2000年底在安徽東亞水泥公司投入使用，取得瞭良好的效果。破碎機即使在雨季也能正常工作，由於合格料已預先篩除，破碎機的磨耗件壽命大大高於預期值。這項工藝和裝備的開發成功使得這類呈互層産出的低品位矽質礦床的利用變得比較簡便。在短短的幾年中它已成爲内此類矽質礦床的主選破碎方式。

利用篩分破碎方式，也可以使某些低品位礦床通過篩分排除篩下物使礦物品位提高，成爲可用的礦石。例如低品位灰岩礦床，如果平均品位低是由於(yú)含有頁岩、泥質夾雜物牽累所緻(CaO低於(yú)可用指标，堿含量标)，由於(yú)這些夾雜物層薄、質軟、易碎，爆破後碎料中含量較多，採取預篩分法予以排除後，品位即可提高。南京院承擔的沙特SPCC項目的石灰石即是採用預篩分和破碎後再篩分的方式，使得原來不能使用的灰岩滿足瞭(le)使用要求。

當原礦中的碎料較多時，採用預篩分可以減少破碎機的工作量，採用較小的機型而系統的産率提高，同時又減少瞭(le)産品的過粉碎。綜合電耗、金屬消耗量減少。由於(yú)預篩分增加瞭(le)一道環節，生産的複雜程度增加，通常在原礦中合格料過20%～30%時才有價值。我們近承接的一個訂單就是兩套這樣的半移動破碎系統，破碎機的能力是1000t/h，而系統能力是1200t/h。

2、關於節能

礦山的節能貫穿到所有的生産工序。 這裏隻著(zhe)重談採(cǎi)用連續和半連續生産，不用或少用汽車，以電代油的節能問題。

随著(zhe)我經濟的發展，對液體燃料的需求不斷增加和際石油的日益短缺，礦山生産中的節油已迫切地提到瞭(le)我們面前。早在上世紀80年代改革開放以來，我們有不少人到外參觀考察，對採用移動破碎的連續化生産的率留下瞭(le)深刻印象，同行們都希望能在内獲得應用但是由於它的高價格，成爲可望而不可得的物。

就採礦業而論，随著(zhe)露天開採規模的擴大，傳統的開採工藝需要很多大型挖掘機和運輸車輛，使得組織生産繁雜，不堪重負。而連續和半連續開採工藝的應用則可以得到解脫，並(bìng)取得顯著的節能效果和經濟效益。内已經出現瞭一大批這樣的礦山，例如元室山、黑岱溝、伊敏河等大型和大型露天煤礦，大孤山、齊大山、遷安水廠等大型露天鐵礦。

關於(yú)開採工藝，有的文獻把輪鬥挖掘機-膠帶輸送機-排土機生産稱爲連續式工藝;把單鬥挖掘機-卡車-破碎機-膠帶輸送機生産稱爲半連續式工藝;把單鬥挖掘機-卡車生産稱爲間斷式工藝。連續式工藝隻适用於(yú)可以直接挖取的軟岩，應用範圍受到瞭(le)限制。而硬岩和半硬岩更适於(yú)半連續式工藝。半連續式工藝的關鍵設備-破碎站既可以設在坑内，也可以設在地表，既可以是固定的，也可以是半固定的或者移動式的。

現在研究我們自己的問題，生産水泥的主要原料-石灰石，大多數屬硬岩和半硬岩，它們都難以使用輪鬥鏟(chǎn)直接挖取，需要按照我們自己的特點研究生産工藝。推行以電代油的标志性措施是少用或不用汽車，取代方式是多用膠帶輸送機運輸礦石。多用膠帶輸送機就需要把破碎機搬進採(cǎi)礦場。因此研究破碎站的形式和設置位置是我們水泥礦山該採(cǎi)用哪種生産工藝的關鍵。

移動破碎在採礦場内的出現要追溯到上世紀 50年代，它先在西德的一個水泥廠的石灰石礦得 到應用，繼後才逐漸擴展到煤礦和金屬露天礦。這是因爲石灰石是沉積岩，具有礦層厚、質量比較均齊、開採方法比較簡單，而所用破碎設備較輕、産量較高等特點，比其他破碎設備更便於(yú)放置在履帶行走車體上。以移動破碎跟随挖掘機，把大塊礦石破碎成碎石後再用膠帶輸送機運輸，可以省卻汽車運輸，從而大大節省人力和燃料，瞭(le)礦石生産成本。在採場内将礦石破碎後改用膠帶輸送機運出的生産技術，從上個世紀70年代以來在範圍内得到瞭(le)迅速的擴展，出現瞭(le)多種類型移動方式和使用各種類型破碎機來适應不同的使用條件。其單機能力已近萬噸/小時。