基于旋回破碎技术的大型露天砂石矿 生产工艺改进的可行性研究

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时间:2013-11-21
摘要:针对我国大型露天砂石矿生产工艺中的问题以及砂石生产中日益增长的成本问题,本文通过比较旋回破碎和鄂式破碎技术,从技术和经济角度分析了大型露天砂石矿粗碎工艺采用旋回破碎工艺实现砂石工艺生产技术的提升的可行性。分析结果表明,旋回破碎技术可以替代目前广泛使用的鄂式破碎技术,并可以大幅度提高大型露天砂石矿的综合竞争力。

  关键字:大型露天砂石矿 旋回破碎 综合竞争力


  前言


  2011年我国建筑砂石料生产总量约100亿吨,是人类向地球获取的最大矿产资源[1],我国砂石开采点约两万余处,其中露天砂石矿一万余处,平均产能50万吨/年,总体呈现小而散的格局,同时随着砂石生产成本逐年上升,产品的附价值比较小,约束了露天砂石矿供应半径,阻碍了砂石行业整体竞争力的提升。


  1旋回破碎技术在国内外的应用情况


  旋回破碎技术已有百余年发展历史,因其入料尺寸大、产能大、破碎比高、排料粒度均匀、粒形规整、维修间隔期长、能耗低、运行成本低等优势,适应于大块矿石的粗碎工艺,同时该技术有效降低了露天矿山采矿成本,促进了大规模采矿技术的推广。目前旋回破碎技术已大规模用于铁、黄金、铜等矿种的粗碎工艺,澳大利亚、美国、我国鞍钢、马钢等大型铁矿石企业已大规模实现了旋回破碎工艺。我国大型水电企业,如三峡电站、葛洲坝电站,也大规模利用旋回破碎技术实现砂石生产。


  目前,我国露天砂石矿粗碎工艺很少见到应用旋回破碎技术。但从该技术在国内外应用效果其实,旋回破碎技术是推动我国大型露天砂石矿技术升级以解决成本压力的有效方案之一,同时也是国家实施矿产资源整合政策的有益技术参考。


  2露天砂石矿生产工艺及问题分析


  2.1砂石生产工艺


  以新开元为例,露天砂石矿生产工艺示意图如图1所示。主要工艺描述如下:



图1露天石矿典型工艺示意图


  ①采矿工艺:主要采用中深孔爆破技术,目前孔径一般选用90孔,多采用潜孔钻机钻孔。爆破后,对大块石料需要进行二次冲击破碎。利用挖机和工程车辆进行原矿石装运。


  ②粗碎工艺:主要利用鄂式破碎机,其中一些中小型矿山采用反击式破碎机。


  ③细碎工艺:主要利用圆锥破碎机和立轴式破碎机,实现矿石的二次破碎整形。


  2.2主要问题分析


  (1)生产成本高


  以湖州新开元碎石有限公司(以下简称新开元)为例,图2、图3、图4、图5为各生产工艺成本分布情况,图3采矿成本构成中,钻爆装运成本包含钻孔、二次破碎、装车和运输四个成本项目。受制于粗碎入料尺寸限制,爆破孔网参数较小,同时爆破后,大块率较高,二次破碎工作量大,从而导致采矿成本较高。鄂式破碎机粗碎排料颗粒问题同样影响细碎成本。



  主要表现在燃料和水电。其中粗碎出料粒度不均匀(粗料比例大)、粒形不规整是造成细碎能耗偏高的一个重要原因。而采矿和粗碎能耗大则主要是受制于鄂式破碎机入料尺寸限制和产能限制。新开元燃料和水电成本约占总成本的20%,各工艺能耗如图6所示,粗碎设备配置及运行参数如表1所示。


  (3)粉尘污染


  生产过程中,基于冲击破碎的潜孔钻机和鄂式破碎机粉尘量大,作业条件差,环境污染严重。


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  节选自《中国砂石协会2012年年会“砂石行业创新与发展论坛”论文集