水泥矿山破碎技术的节能降耗与减排

    为了保证国民经济的持续健康发展，和其他产业一样，水泥矿山也必须把减排、节能和降耗放在重要的位置上。

为矿山减排提供的破碎方式

    1．混合破碎

    混合破碎指水泥生产中两种原料按一定的比例送入一台破碎机进行破碎的生产工艺。常见的混合破碎有石灰石与泥灰岩、石灰石与页岩、石灰石与黏土等。其中石灰石和黏土的混合破碎是两种物性差异非常大的原料在一起的破碎，尤其是掺入塑性高、水分大的泥料时难度更大。然而这种混合破碎也带来如下的好处：在破碎过程中石灰石碎料被湿料包裹，粉尘减少，形成的碎石与湿土拌合料的黏性减小，流动性增加，减轻了溜子的堵塞，具有用胶带输送机运送和在预均化堆场中堆存和耙取的性能。若将这种黏土单独加工，不仅需要另添一套设备，且它的运输、堆存和挖取都十分困难，不乏出现已经破碎，在继后的运输、堆存过程中又重新黏结压实，严重影响生产的事例。

    混合破碎的成功，可以减少甚至免除石灰石表土的剥离，矿石资源的利用更充分。两种原料一并加工减少了一套加工系统的建设和经营费用，取得很好的社会和经济效益。广州市越堡水泥有限公司的混合破碎就是一个很突出的实例。将数量达2800万立方米的覆盖土作为资源一并利用，就能使这个深埋地下的石灰石矿床得到利用，成为建设日产6000吨水泥生产线的大型工厂的原料基地。

    混合破碎需要解决一连串的技术问题，以确保出料粒度满足入磨的要求，防止破碎机腔堵塞，保证整个系统运行通畅。因此，从料仓起的整个系统都要作专门的设计，包括料仓形状、结构，破碎前泥团的切碎，机体内部乃至漏斗、溜槽等的特殊处理。

    常熟仕名重型机械公司提供并于最近投入使用的土耳其Askale水泥厂掺土量是25％，混合料水分达14％。由于有的工厂要求掺入更多的黏土(30％)，公司为其研制了混配机，将黏土与石灰石预先进行粗混合。至今，公司已先后提供了8套混合破碎系统。

    2．预筛分破碎

    将原料在破碎之前进行筛分，只对筛上物进行破碎，往往可以取得良好的效果。

    例如当今水泥都采用带预分解的新型干法生产，这种生产方法在原料配用上提高了硅酸率，经常需要掺用硅质原料。而质纯的硅质原料主要用于制造玻璃，质次的硅质原料则多是砂岩、粉砂岩与页岩互生矿床，开采中难以将它们相互分离。这种矿床的品质虽可满足生产需要，但是它们的物性差别很大，砂岩、粉砂岩的磨蚀性高，页岩和风化物则质软，易吸收水分发黏。这种混合型矿石给常规的生产方法带来很大困难，难以找到既抗磨又不怕堵的破碎机型，给这类矿床的利用造成很大困难。

    通过实验获知，预筛分可将大部分泥土和页岩筛除，从而可以防止破碎机的堵塞。根据这个原则开发的波动筛分给料机和抗磨型单段反击式破碎机组成的破碎系统，即使是黏湿料和高磨蚀性硬物料的混合矿也能胜任。这个破碎系统于2000年年底在安徽东亚水泥公司投入使用，取得了良好的效果。破碎机即使在雨季也能正常工作．由于合格料已预先筛除，破碎机的磨耗件寿命大大高于预期值。这项工艺和装备的开发成功使得这类呈互层产出的低品位硅质矿床的有效利用变得比较简便。在短短的几年中，它已成为国内此类硅质矿床的主选破碎方式。

    利用筛分破碎方式，通过筛分排除筛下物可以提高某些低品位矿床的矿物品位，成为可用的矿石。例如低品位灰岩矿床，如果平均品位低是由于混有页岩、泥质夹杂物所致(CaO低于可用指标，碱含量超标)，而这些夹杂物层薄、质软、易碎，爆破后碎料中含量较多，采取预筛分法予以排除后，品位即可提高。南京院承担的沙特SPCC项目的石灰石就是采用预筛分和破碎后再筛分的方式，使得原来不能使用的灰岩满足了使用要求。

    当原矿中的碎料较多时，采用预筛分可以减少破碎机的工作最，采用较小的机型，系统的产率可以提高，同时又减少了产品的过粉碎。综合电耗降低、金属消耗量减少。由于预筛分增加了一道环节，生产的复杂程度增加，通常在原矿中合格料超过20％～30％时才有价值。

关于矿山的节能

    随着我国经济的发展，对液体燃料的需求不断增加，国际石油也日益短缺，矿山生产中的节油问题已迫切地提到了我们面前。

就采矿业而言，随着露天开采规模的扩大，传统的开采工艺需要很多大型挖掘机和运输车辆，使得组织生产十分繁杂，不堪重负。而连续和半连续开采工艺的应用则可以取得显著的节能效果和可观的经济效益。

    关于开采工艺，有的文献把轮斗挖掘机—胶带输送机—排土机生产称为连续式工艺；把单斗挖掘机—告车—破碎机—胶带输送机生产称为半连续式工艺；把单斗挖掘机—卡车生产称为间断式工艺。连续式工艺只适用于可以直接挖取的软岩，应用范围很有限。而硬岩和半硬岩更适于半连续式工艺。半连续式工艺的关键设备——破碎站既可以设在坑内，也可以设在地表；既可以是固定的，也可以是半固定的或移动式的。

    生产水泥的主要原料——石灰石，绝大多数属硬岩和半硬岩，它们都难以使用轮斗铲直接挖取。推行以电代油的标志性措施是少用或不用汽车，多用胶带输送机运输矿石，这就需要把破碎机搬进采矿场。因此，研究破碎站的形式和设置位置成为水泥矿山该采用哪种生产工艺的关键。

    移动破碎在采矿场内的出现要追溯到上世纪50年代。它首先在西德一个水泥厂的石灰石矿得到应用，继后才逐渐扩展到煤矿和金属露天矿。以移动破碎跟随挖掘机。把大块矿石破碎成碎石后再用胶带输送机运输，可以省却汽车运输，从而大大节省人力和燃料，降低矿石生产成本。在采场内将矿石破碎后改用胶带输送机运出的生产技术，从上世纪70年代开始在世界范围内得到了迅速扩展，出现了多种类型移动方式和使用各种类型破碎机来适应不同的使用条件，其单机能力已近万吨／小时。