轻金属氧化铝氟化盐高压辊磨机用于铝土矿的试验研究及应用高涵，廖新勤，张文（沈阳铝镁设计研究院有限公司，辽宁沈阳110001）进行了原矿粒度筛析、高压辊磨机的压力条件试验、矿石含水率条件试验、辊压后矿石可磨度试验及扩大试验。得出结论：高压辊压机最佳工作压力为12.5MPa，矿石含水率不宜高于7%，矿石经过高压辊磨工艺后所得物料细粒级含量更多，可磨性优于常规破碎工艺所得物料。
由于一水硬铝石的硬度较高，包奄密实，较难溶出，因此在以一水硬铝石为原料的氧化铝生产中通常采用“三段破碎、两段磨矿（棒磨机+球磨机）、水力旋流器分级”的破碎磨矿工艺流程，以保证磨制矿浆具有较细的合格粒度。该流程工艺成熟，应用较广泛，但所需设备投资较大，运行费用和能耗高。
本文探讨了成熟应用于水泥行业和钢铁行业的高压辊磨机在水硬铝石铝土矿破碎及磨矿中的应用，用高压辊磨机代替传统铝土矿破碎磨矿中的细碎机和两段磨中的棒磨机，采用‘’两段破碎、高压辊磨机+球磨机+水力旋流器分级“的破碎磨矿工艺。该工艺具有简化流程、节能、投资低和运行成本低的特点。为此，我们根据国内某氧化铝厂的矿石特性，进行了高压辊磨机处理该铝土矿的试验研究，得出了应用的最佳条件并应用于实际工程设计与生产。
高压辊磨机应用于铝土矿的试验1.1试验用矿石性质矿石来源：某氧化铝厂提供的铝土矿矿样，以块矿为主，粒度0~50mm. 1.2试验方法试验分成两步，第一步试验为初步试验，包括高压辊磨压力条件试验、给矿含水率条件试验及辊压后矿石可磨度试验，使用CLM -25/10型高压辊磨机。为满足小型高压辊磨机的给料粒度要求，对来矿进行破碎、筛分至20mm以下（试验流程如所示），为高压辊磨机备料。
第二步试验为扩大试验，包括高压辊磨机开路试验，使用CLM-52/25型高压辊磨机。来矿粒度可以满足辊压机给料粒度要求，可以直接给入高压辊磨机。
1.3原矿粒度筛析将矿样进行混匀缩分，取样5kg，做粒度分析，选用振动套筛，规格为15mm、10mm、5mm、4mm、074mm的筛孔进行振动筛分，筛分时间20分钟（干筛），结果见表1.铪矿cW式破碎机振动筛mi缩分试骑样试骑备样试验样品制备流程图通过试验结果和分析，得出结果见表2：表2高压辊磨压力条件试验能耗和小时处理能力对比表表1 CLM25/10高压辊磨机给矿粒度筛析结果，粒级，mm产率，各粒级产率，累计产率，合计由表1可以看出：经颚式破碎机破碎后，细粒级含量极少，-5mm含量仅占16.99%，-3.2mm含量为13.08%，粗细分布不均，粗粒级含量居多。
1.4高压辊磨试验1.4.1高压辊磨机压力条件试验在不同压力条件下，高压辊磨机开路试验。
高压辊磨机压力。MPa压力条件试验结果曲线图综合比较，可知随着辊磨机工作压力的增大，耗电量增加，产品粒度越来越细，处理量变化不明显，当工作压力增加到12.5MPa时，-5mm粒级产率83.14%，-3.2mm粒级产率为69.88%，若继续增大压力，耗电量增加明显，但细粒产品产率增加不明显，且处理量略有所减小。故对于该矿石，确定12.5MPa为最佳压力。
1.4.2原矿含水率条件试验经测定矿样含水率为1.74%，在上述试验所确定的高压辊磨机最佳压力（12.5MPa）下，调节给矿含水率分别至3%、、、，进行高压辊磨机开路试验，通过试验结果和分析，得出结果如表3所示。
表3高压辊磨压力条件试验能耗和小时处理能力对比表含水率，电耗，kWh/t-矿处理能力，t/h综合比较，可知随着给矿含水率的增大，矿石耗电量变化不明显，在一定范围内，产品粒度越来越细，当给矿含水率超过5%后，随着给矿含水率的增加，产品粒度开始明显变粗，且处理量略有所减小，故对于该矿石，建议给入高压辊磨机给矿含水率不宜超过7%. 1.4.3辊压后矿石可磨度试验对比经过高压辊磨机处理过和未经过高压辊磨机处理过的矿石可磨度。试验型CLM25/10高压辊磨机产品粒级分布王要集中于-3.2mm，可以满足表4磨矿时间与磨矿细度试验结果磨矿时间，min常规破碎产品新生含量0%74mm高压辊磨产品新生含：0%074mm含量，40时矿磨矿时间-细度曲线图由可知：在一定磨矿时间内高压辊磨终料新生成-0.074mm量比常规破碎终料多，体现出经过高压辊磨作业后能够提高物料的可磨性，但随着磨矿的进行，两种物料可磨性的差异逐渐缩小。
1.5扩大试验后剩余的矿样进行连续高压辊磨开路试验，试验目的在于考察高压辊磨机运行的稳定性和产品质量的稳定性。
调节CLM52/25型高压辊磨机压力至10.6MPa，此时设备投影压力与CLM25/10型高压辊磨机压力为12.5MPa时的投影压力相当，设定高压辊磨机转速分别为10r/min、14r/min、20r/min，分别进行开路辊压试验，每次给矿约3t，对试验原矿和每次产品粒度进行筛析，结果见表5.表5不同转速下开路辊压产品粒度筛析结果，粒级各粒级产率累计产率各粒级产率累计产率各粒级产率累计产率合计级含量最多，但同10r/min与20r/min条件下产品粒度比较，差别不大，即高压辊磨机转速对辊压产品粒度影响不大。经高压辊磨机中央控制系统显示，转速为14r/min时，3t矿样辊压完全后耗电量为5.32kWh（动、定辊平均电流为70A），折算电耗为1.77kWh/t-矿，工作时间约6.0min，折合试验机小时处理量为30t；转速为20r/min时，2. 56t矿样辊压完全后耗电量为3.8kWh（动、定辊平均电流为75A），折算电耗为1. -矿，工作时间约4min，折合试验机小时处理量为38.4t.表6转速为14r/min四次取样筛析结果粒级一次样二次样三次样四次样各粒级产率累计产率各粒级产率累计产率各粒级产率累计产率各粒级产级累计产率由表6可以看出，第二次样品筛析结果较其它三次要更细，其余三次样品粒度分布差别不大，-5mm粒级含量均在77%左右，+5mm粒级含量最大不超过24%，设备运行稳定，产品质量稳定性较好。
实际应用根据山西某氧化铝厂的铝土矿性质，矿石破碎及磨矿如采用传统的破碎磨矿流程，需采用“三段破碎+棒磨+球磨+旋流器”。对传统的破碎磨矿流程进行优化后，采用高压辊磨机代替细碎机和棒磨机，只需采用“两段破碎+高压辊磨机+球磨机+旋流器”的破碎磨矿流程。该铝厂优化后的设计方案简化了破碎磨矿流程，工程建设投资比传统设计方案减少1392.6万元，两种流程的电耗及运行费用比较如表7所示。
表7两种流程的电耗及运行费用比较表比较项目三段破碎+棒磨+球磨+旋流器两段破碎+高压辊磨机+球磨机+旋流器电耗电量，kWh/a费用，万元/a耗电量，kWh/a费用，万元/a破碎耗磨矿小计耗钢材量，t/a费用，万元/a耗钢材量，t/a费用，万元/a衬板及细碎机衬板钢球耗量磨机衬板及钢球小计合计从表7可知“两段破碎+高压辊磨机+球磨机+旋流器”方案比“三段破碎+棒磨+球磨+旋流器”方案的运行费用少574. 7万元/年，电耗减少19.0%.（下转第23页）动力波洗涤塔气体进口压力，x100Pa：20I级填料气体进口压力，x100Pa：56n级填料气体进口压力，xl00Pa：56板换进口水温，°C：25风机进口水温，°C：25动力波洗涤塔进口酸温，C：601电滤器绝缘箱温度，C：1102电滤器绝缘箱温度，C：108动力波洗涤塔气体进口温度，C：162动力波洗涤塔气体出口温度，C：62I级填料气体出口温度，C：35n级填料气体出口温度，C：332.6预脱硅-硫酸浸出法熟料窑烟气净化回收系统运行效果和遗留问题在实际生产中，熟料窑烟气净化回收系统投运后设备运行平稳，可以对排出的酸气进行有效回收，回收酸的浓度达到4.6%以上，三氧化硫利用率达到98%，小时产标酸9.67t，接近设计值。
但是由于缺少相应检测设备，目前烟囱尾气排放指标尚无法测定，如不能满足国标要求，必须增加尾气碱液法吸收装置，待项目产业化时，予以完善。
结语在实际生产中，熟料窑烟气净化回收系统投运后运转平稳，可以有效回收熟料窑排出的酸气，系统指标接近设计指标，并降低了中试线吨氧化铝生产成本65元。