粉碎设备大型化的现状和发展特点（二）

近年来国际上矿山选厂磨矿设备仍以筒式磨矿机为主，发展趋势是大型化和综合采用当代先进技术。由于采用大型筒式磨矿机可明显降低大型选矿厂建设和生产成本，因此其大型化一直在不断发展。

国内自磨（半自磨）机制造与应用已彻底摆脱20 世纪80 年代中期以来的近20 年的基本停滞状态，获得了较快发展，已接近或达到世界先进水平。近年来，中信重工机械股份有限公司在大型筒式磨矿机设计和制造方面不断取得巨大进展。目前国内自行研制和应用的最大规格的自磨（半自磨）机是该公司设计制造的Φ10.37×5.19 m、11.172 MW半自磨机，2010 年用于江西铜业公司德兴铜矿。
该磨机采用了双电机驱动和调心纯静压筒体滑动支承。目前世界最大规格的短筒形半自磨机是该公司为中信泰富澳大利亚SINO 铁矿制造的6 台Φ12.19×10.97 m、28 MW自磨机。芬兰美卓公司最新制造的12.8×7.6 m、28 MW半自磨机，单台设备日生产能力可达10 万t，也属世界最大规格的自磨（半自磨）机。世界最大规格的长筒型半自磨机规格为Φ9.76×10.37 m，采用环形电机驱动，功率为16 500 kW，用于秘鲁。
我国应用的自磨（半自磨）机基本是短筒形的，一个例外是青海滩涧山金矿从南非购进了1 台二手大型长筒形半自磨机，规格为Ф4.90×10.29 m，安装功率为3 500 kW，2005 年底投入运转。这是我国最大规格的长筒形自磨（半自磨）机。

到目前为止，无论国际还是国内矿山，在金属矿石粉碎作业中球磨机的作用和地位仍是不可替代的。20 世纪80 年代国际上曾有预测，认为由于球磨机球荷工作时存在低效率的蠕动区，因此其合理的最大直径是5 m。但实际上球磨机大型化的发展步伐一直都未停止。
进入21 世纪以来，湿式球磨机规格和安装功率的世界纪录以更快的速度不断被刷新：2001 年6 月，FFE Minerals 公司（现为艾法史密斯公司，下同）制造的3 台Ф7.32 ×11.58 m、13.43 MW溢流型球磨机，用于智利Escondida铜矿；2002 年12 月，FFE Minerals 公司制造的3 台Ф7.62×11.0 m、11.2 MW 溢流型球磨机，用于秘鲁Antamina 铜锌矿；2003 年，芬兰美卓公司制造的2 台Ф7.92 ×11.58 m、14.3MW 溢流型球磨机，用于智利Collahuasi 铜矿；2007 年底，FFE Minerals 公司制造的2台Ф7.92 ×12.2 m、17.5 MW 溢流型球磨机，用于南非Anglo Platinum 铂矿；目前，中信重工机械股份有限公司制造的6 台Φ7.9 ×13.6 m、15.6 MW溢流型球磨机，用于中信泰富澳大利亚SINO 铁矿。
中信重工机械股份有限公司设计制造的Φ7.32×10.68 m、11.172 MW溢流型球磨机是目前国内自行研制和应用的最大规格的球磨机，2010 年用于江西铜业公司德兴铜矿。该磨机首次采用了双电机驱动和调心纯静压筒体滑动支承。世界最大规格的干式球磨机是蒂森克虏伯伯利休斯公司的Φ6.2 ×25.5 m、11.2 MW球磨机，采用环形电机驱动，1994 年用于美国的一家金矿，用于处理难选金矿石。
在水泥工业，天津水泥工业设计研究院2004年设计制造了国内最大规格的Ф5×10 m+2.5 m烘干中卸生料管磨机，用于北京金隅集团有限责任公司处置城市废弃物的示范工程中。该磨机采用筒体液压滑瓦支承，筒体为整体焊接结构，安装功率为4 000 kW，质量382 t，中硬物料设计生产能力为250 t/h。中信重工机械股份有限公司研制了世界首台纯静压滑履轴承支承的大型水泥球磨机，规格为Ф4.2×13m。静压轴承摩擦系数是动压轴承的1/100 ～1/1 000，从而磨机电耗可降低10%～15%。

辊磨机多用于水泥工业，由于水泥工业的迅速发展，辊磨机大型化也获得了相应的发展。目前世界上最大规格的辊磨机是德国Loesche 公司的LM63.4 型辊磨机。该机属于盘辊磨机，安装功率为5.4 ～ 6 MW，磨盘直径为6.3 m，质量约230 t。有4 个磨辊，其大端直径为3 m，每个质量约45 t。辊面和盘面为高铬铸件。该设备用于水泥原料粉磨，给料粒度为0 ～ 150 mm，产品粒度可达− 90 μm 85%，生产能力为840 t/h。

随着生产规模的扩大，破碎和粉磨设备规格的增加，筛分和分级设备也向大型化方向发展。原瑞典斯维达拉集团制造了据称是世界最大规格的双层直线振动筛。该设备质量为33 t，筛面宽3.6 m，长7.3 m，处理能力为5 000 t/h。该设备用于印度尼西亚Irian Jaya 的Grasberg露天铜金矿，处理Φ11.58 m 半自磨机排料。德国Haver & Soecker 公司制造了世界最大规格的单层振动筛，型号为R-TE 4 000×10 500 mm，总功率为264 kW，总质量达115 t。该设备2003 年11 月起用于加拿大Syncrude 制油公司筛分油砂，油砂最大粒度为600×600×900 mm，最大处理能力为10 000 t/h。

我国是煤炭大国，对大型筛分机有迫切要求。1986 年起，原洛阳矿山机械厂和原洛阳矿山机械研究所采用引进日本神户制钢所技术制造了型号为ZK3675 的直线筛，是国内第一批筛面面积为27 m² 的大型振动筛，有多台用于煤炭行业。近年来，鞍山市重型矿山机械厂制造的2ZKP3660 大型直线振动筛，筛面尺寸为3.6×6.0 m，筛面面积为21.6 m²，2000 年4 月用于田庄选煤厂，处理能力达350 ～ 400 t/ h。中国矿大机电设备制造有限公司制造的CWS3660 型超静定网梁激振的大型振动筛，筛面面积为21.6m²，用于脱介脱水，处理能力为100 t/h。天地科技股份公司唐山分公司研制了SXJ4261 大型香胶型直线振动筛，2004 年12 月用于内蒙古庆华百灵洗煤有限公司。该振动筛采用等厚筛分法，单层筛面，筛面尺寸为4.2×6.1 m，面积25.6m²，安装功率90 kW，生产能力150 ～ 800 t/h。太行振动机械有限公司制造的QLS30120 型强力振动筛，筛面振动，筛架不振动，筛面尺寸为3×12 m，面积达36 m²。该振动筛用于晋城矿务局凤凰山煤矿选煤厂，处理量达250 t/ h 以上。
国内金属矿山应用大型筛分机的例子是，攀枝花钢铁集团矿业公司2002 年以来使用了10 台鞍山重型矿山机械股份有限公司研制的2DYK3073 双层圆振动筛，用于筛分钒钛磁铁矿石，生产能力达800 ～ 1 000 t/h。该振动筛筛面尺寸为3×7.3 m，面积为22.3m²。2004 年鞍山重型矿山机械股份有限公司进一步研制了更大规格的2DYK3880 型双层圆振动筛，筛面尺寸为3.8×8.0 m，面积为30.4 m²，生产能力可达1 500 t/h。
在金属矿山分级作业中，水力旋流器处于重要地位。国外无论粗磨还是细磨已基本使用水力旋流器进行分级。国内细磨阶段已全面使用水力旋流器。粗磨阶段新建大型选矿厂已大多选用了水力旋流器，只有一些中小型选矿厂从配置方便考虑仍选用螺旋分级机，以及一些建设多年的选矿厂还 沿用着螺旋分级机。
从降低建设投资和操作成本角度考虑，选矿分级领域一直要求水力旋流器大型化。20 世纪70 年代前苏联在选矿分级中已使用了15 台Φ1 400 mm 的大型水力旋流器。1990 年，丹麦艾法史密斯Krebs 公司研制了Φ838 mm 的大型水力旋流器，用于印度尼西亚的Freeport 公司Grasberg 铜金矿粗磨分级作业，采取水平安装方式。这是近些年来国际上报道的最大规格的水力旋流器。国内已知最大规格的选矿分级水力旋流器是山东黄金矿业股份有限公司三山岛金矿使用的1 台FX710型水力旋流器，由威海海王公司制造，溢流粒度为− 200 目57.2%，浓度为38.0%，日生产能力达3 000 t。国内使用最多的大型水力旋流器规格为Φ660 mm。
大型水力旋流器技术上的先进性体现在在高溢流浓度下获得合格的溢流粒度。丹麦艾法史密斯Krebs 公司的水力旋流器在技术上仍处于国际领先地位。其新型gMAX 型水力旋流器允许以高浓度给料达到细粒分级，其大规格产品也允许低压给料。我国江西铜业公司德兴铜矿使用了Φ660 mm gMAX 水力旋流器组。

近年来，国外金属矿再磨领域用大型搅拌磨机成功取代了常规再磨球磨机。大型金属矿山再磨的迫切需要为其大型化提供了条件。这方面最突出的有两种设备：Isa 搅拌磨机和螺旋形搅拌器的立式搅拌磨机。
Isa 搅拌磨机是澳大利亚Mount Isa 铅锌矿和德国Netzsch − Feinmahltechnik 公司于20世纪90 年代中共同开发的，是盘式搅拌器的卧式搅拌磨机。这种磨机就其结构形式来说并不新，其中小型产品20 世纪60-70 年代在化工行业就已得到工业应用。其创新之处在于大型化、高输入能量密度和用于金属矿再磨。
1994年澳大利亚Mount Isa 铅锌矿开始采用M3000型Isa 搅拌磨机，其容积为3 m³、功率为1.1 MW，介质为矿渣和重介质车间尾矿，将物料从20μm80%磨至12μm 80%，产量为65 t/h，单位电耗为7.6 kW · h/t。1995 年该机用于澳大利亚McArthur 河铅锌矿，介质为半自磨机排料中0.8 ～ 1.8 mm粒级产品，将物料从30 ～ 45 μm80% 磨至7 μm 80%，产量为15 t/h，单位电耗为36 kW · h/t。2000 年以来，Isa 搅拌磨机创造了前所未有的大型化和高输入能量密度，产生了目前世界上搅拌磨机中最大规格和功率的设备，型号为M10000，容积为10 m³，电机功率为2.6～3.0 MW。其圆盘圆周速度高达20 ～ 23 m /s，单位容积的输入功率（能量密度）高达300 kW/m³。
M10000 首先于2001 年用南非安格鲁铂金矿细磨，2005 年10 月又用于吉尔吉斯斯坦Centerra 金公司的Kumtor 金矿细磨，随后安格鲁铂金矿又购买了5 台，用于粉磨浮选给料。该机成功地用于金属矿物湿式再磨，开路工作即可达到微米级、分布狭窄的产品粒度，能使用河砂或被磨物料颗粒作为粉磨介质进行自磨，并为后续浮选和浸出创造低活性的矿浆条件。
2006 年，Kumtor 金矿在其4.1 MW的再磨球磨机4 个月的维修期间，使用安装功率为2.6 MW的M10000 型Isa 搅拌磨机代替该球磨机，将粗选精矿从135 μm 80%开路粉磨到62 μm 80%，运转功率为1 885 kW，电耗不到再磨球磨机的一半，还省去了水力旋流器及其给料泵。螺旋形搅拌器的立式搅拌磨机是另一种适用于选矿再磨的大型搅拌磨机，其螺旋外缘圆周速度为3 m/s 左右，介质为直径12～30 mm 的钢球，产品粒度常在20～45 μm。国外有两个公司制造的这种设备。其一是芬兰美卓公司的VertiMill 搅拌磨机。
澳大利亚Newcrest 公司Cadia Valley 系列铜金矿使用了多台VertiMill 搅拌磨机，用于再磨和半自磨后续粉磨作业，较常规再磨球磨机节能30%～40%。该矿最新订购了1 台VTM-3000-WB型VertiMill 搅拌磨机，拟用于第三段粉磨，是该搅拌磨机中最新、最大规格的设备，安装功率为2 235 kW。巴西MMX 采矿公司订购了14 台VTM-3000-WB 型VertiMill 搅拌磨机， 将在其SerraAzul 铁矿扩建项目中用于铁矿石再磨。其二是日本爱立许公司的塔磨机，鞍钢与澳大利亚合资的Karara 磁铁矿项目选用了其最大规格的KW-1500 型塔磨机，安装功率为1 250kW。山东黄金矿业（莱州）有限公司精炼厂使用了1 台KW-1250 型塔磨机，其安装功率为1 000 kW，是国内最大规格的这类磨机。该机用于金矿石细磨，给料粒度为− 200 目50%，产品粒度为− 400 目95%，处理量为53.75 t/h。