專利名稱：：干法研磨鋁土礦的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及鋁土礦的研磨技術(shù)，具體的說(shuō)，涉及一種干法研磨鋁土礦的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
：鋁土礦粉磨是氧化鋁生產(chǎn)的重要工序，通常從礦山開采出來(lái)的鋁土礦經(jīng)過(guò)粗破、中細(xì)破破碎至1520mm，送氧化鋁工廠進(jìn)行原礦槳制備。我國(guó)鋁土礦基本屬于一水硬鋁石型鋁土礦，具有高鋁、高硅、低鐵、中等偏硬、難溶等礦物學(xué)特點(diǎn)，因此國(guó)內(nèi)無(wú)論是拜爾法、燒結(jié)法還是混聯(lián)法對(duì)磨礦工藝及設(shè)備選擇均十分重視。經(jīng)過(guò)檢索，目前關(guān)于鋁土礦粉磨工藝及設(shè)備的專利有96120493.l"—種拜爾法生產(chǎn)氧化鋁的原礦漿制備方法"，200510003164.0"—種氧化鋁原料鋁土礦的磨礦分級(jí)工藝技術(shù)"，200510003163.6"鋁土礦磨制工藝及設(shè)備"以及200710099825.3"—種改善鋁土礦磨礦產(chǎn)物粒度分布的磨礦方法"。大體上來(lái)說(shuō)，目前氧化鋁廠使用的鋁土礦粉磨工藝及設(shè)備主要有兩種1)—段球磨機(jī)配螺旋分級(jí)機(jī)工藝這是國(guó)內(nèi)外氧化鋁廠使用最廣泛的工藝，此方案自20世紀(jì)50年代開始在國(guó)內(nèi)使用，目前國(guó)內(nèi)部分新建氧化鋁廠仍使用此工藝，如山東鋁第二氧化鋁廠擴(kuò)建，新建的茬平氧化鋁廠，南山東海氧化鋁廠等。其技術(shù)特點(diǎn)是采用一段球磨機(jī)配螺旋分級(jí)機(jī)組成閉路磨礦流程，鋁土礦(有的礦需配入一定量的石灰)與循環(huán)母液一同加入一段球磨機(jī)內(nèi)，磨礦得到的產(chǎn)品進(jìn)螺旋分級(jí)機(jī)分級(jí)，分級(jí)的粗砂返回磨機(jī)繼續(xù)研磨，螺旋分級(jí)溢流為本工序的產(chǎn)品，隨后送往溶出工序。2)二段磨配水力旋流器工藝此工藝在選礦學(xué)上也稱"一段開路、二段閉路的兩段磨礦分級(jí)流程"，最早于20世紀(jì)90年代應(yīng)用于廣西平果鋁廠，系中鋁引進(jìn)法國(guó)Pechiney鋁業(yè)公司的技術(shù)，現(xiàn)已在國(guó)內(nèi)新建氧化鋁工廠推廣應(yīng)用，如山西鋁廠800kt/a擴(kuò)建項(xiàng)目、山西陽(yáng)泉、河南新安、河南三門峽等氧化鋁廠，均采用兩段磨配水力旋流器工藝。此工藝的特點(diǎn)是磨礦工序分成兩段，第一段用棒磨機(jī)進(jìn)行粗磨，將鋁土礦從1325mm磨至0.8lmm，用第二段球磨機(jī)進(jìn)行細(xì)磨，將鋁土礦磨細(xì)至-63iim占70%80%，粗磨和細(xì)磨得到的中間礦漿一同進(jìn)水力旋流器中進(jìn)行分級(jí)，分級(jí)底流返回第二段球磨機(jī)內(nèi)循環(huán)磨礦，分級(jí)溢流作為本工序的合格產(chǎn)品。以上兩種磨礦工藝共同的特點(diǎn)是采用濕法閉路循環(huán)作業(yè)，磨礦設(shè)備主要是球磨機(jī)，研末介質(zhì)為鋼球和鋼棒，分級(jí)機(jī)采用螺旋分級(jí)機(jī)或水力旋流器。從技術(shù)的先進(jìn)性和產(chǎn)品粒度的均勻性上看，兩段磨配旋流器分級(jí)工藝較一段磨先進(jìn)，產(chǎn)能大，尤其適合難磨礦石。但兩種工藝共同存在的缺點(diǎn)是一次性磨礦效率低，循環(huán)量大，磨損嚴(yán)重，能耗和研磨體消耗大。因此，有必要提供一種流程簡(jiǎn)單、磨礦效率高，能耗低的鋁土礦研磨技術(shù)。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提出一種新型的干法研磨鋁土礦的系統(tǒng)和方法。—般技術(shù)人員都認(rèn)為濕法研磨的粉塵小，而且隨后就是溶出工序，研磨的粉末會(huì)以料漿形態(tài)進(jìn)行溶出處理，因此濕法研磨更適合用于研磨鋁土礦，但由于傳統(tǒng)的球磨機(jī)磨礦效率低，而且研磨體的消耗很大，因此能耗和成本都很高。因此，本發(fā)明人首先采用干法進(jìn)行鋁土礦的研磨，并采用當(dāng)今應(yīng)用成熟、粉磨效率最高的立式輥磨。立式輥磨粉磨物料的適用性關(guān)鍵在于物料的易磨性和磨蝕性，因?yàn)槟ノg性決定了磨盤和磨輥套的使用壽命，通常立式輥磨廠家都有自己的規(guī)定，例如MPS磨允許磨耗量為《4g/t，丹麥?zhǔn)访芩构疽?guī)定允許磨耗量為《10g/t。我國(guó)各地鋁土礦形成條件不同，礦石的硬度和易磨性差別較大，以廣西鋁土礦最為致密，最為難磨，以山西鋁土礦質(zhì)地較軟，最為易磨，貴州和河南鋁土礦居中。通過(guò)立式輥磨易磨性和磨蝕性試驗(yàn)，本發(fā)明人認(rèn)為，邦德功指數(shù)《13kwh，磨耗《10g/t的鋁土礦均適合用立式輥磨進(jìn)行粉磨，易損件壽命可以達(dá)到8000h。實(shí)際上，近年來(lái)立式輥磨耐磨材料不斷的進(jìn)步，立式輥磨在水泥行業(yè)成功應(yīng)用于堅(jiān)硬難磨物料的粉磨，例如熟料及高爐礦渣的粉磨，也佐證了立式輥磨對(duì)鋁土礦粉磨是完全適應(yīng)的。另外，立式輥磨對(duì)物料水分適應(yīng)性也很寬，根據(jù)立式輥磨在一些非金屬礦領(lǐng)域的應(yīng)用實(shí)踐，初始水分《5%立式輥磨可以不摻熱風(fēng)，對(duì)粉磨效率及分級(jí)影響不大。通常鋁土礦水分，北方《5%，南方《8%，水分裕量不大。實(shí)際上如果石灰與鋁土礦一起粉磨，石灰的消解能夠吸收部分水分，例如1噸干鋁土礦出配入石灰比例為8%，石灰含氧化鈣85%計(jì)，石灰消解可以吸收水分21.86kg。因此當(dāng)鋁土礦水分《7%時(shí)，立式輥磨不需要摻入熱風(fēng)，超過(guò)7%水分后要摻入部分熱風(fēng)。對(duì)氧化鋁廠來(lái)講，熱風(fēng)源有兩個(gè)，一是從熱電廠抽取部分高溫?zé)煔?，二是利用焙燒爐煙氣，優(yōu)選這兩種熱源。本發(fā)明所述的干法研磨鋁土礦的系統(tǒng)，包括用于研磨鋁土礦原料的立式輥磨。所述立式輥磨的上部包括內(nèi)置的選粉裝置，用于分選研磨后的鋁土礦礦粉；一般，立式輥磨中都設(shè)置有選粉裝置。所述立式輥磨的下部開有進(jìn)風(fēng)口，上部開有出料口，進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入的風(fēng)在立式輥磨內(nèi)形成環(huán)形風(fēng)，攜帶研磨后的礦粉進(jìn)入選粉裝置，然后環(huán)形風(fēng)攜帶合格的礦粉從出料口排出。所述立式輥磨還包括進(jìn)料口，用于將鋁土礦原料弓|入立式輥磨中。所述系統(tǒng)還包括收塵裝置，連接在所述立式輥磨的出料口，用于收集礦粉。所述系統(tǒng)還包括風(fēng)機(jī)I，連接在所述立式輥磨的下部的進(jìn)風(fēng)口，用于向立式輥磨內(nèi)鼓風(fēng)。所述系統(tǒng)還包括風(fēng)機(jī)II，用于收集經(jīng)收塵裝置收集礦粉后的風(fēng)，并將其循環(huán)至立式輥磨的進(jìn)風(fēng)口。收塵裝置收集的礦粉與溶出工序的循環(huán)母液混合后，進(jìn)入溶出工序。本發(fā)明所述的鋁土礦研磨方法包括采用立式輥磨，將鋁土礦原料從進(jìn)料口喂入立式輥磨進(jìn)行干法研磨，研磨后礦粉被立式輥磨下部的進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入的風(fēng)帶起，進(jìn)入立式輥磨內(nèi)上部的選粉裝置，經(jīng)分選后，合適粒度的礦粉隨風(fēng)經(jīng)出料口進(jìn)入連接在立式輥磨上部出料口的收塵裝置，收塵裝置收集礦粉。礦粉的粒度完全可以通過(guò)選粉裝置的轉(zhuǎn)速、風(fēng)機(jī)1風(fēng)量靈活調(diào)節(jié)，以滿足生產(chǎn)需要，目前拜耳法工廠礦粉粒度控制在_63iim占70%80%，-315iim達(dá)到100%。鋁土礦原料的粒度可為150mm以下，優(yōu)選25_60mm的鋁土礦原料。粒度不合格的礦粉繼續(xù)在立式輥磨中研磨。所述方法還包括將經(jīng)收塵裝置收集礦粉后的環(huán)形風(fēng)循環(huán)到立式輥磨下部的進(jìn)風(fēng)□。所述風(fēng)包括由風(fēng)機(jī)I鼓入的熱風(fēng)和立式輥磨下部漏入的冷風(fēng)，當(dāng)鋁土礦原料的水分含量《7%時(shí)，立式輥磨不需要摻入熱風(fēng)；當(dāng)鋁土礦原料的水分含量>7%時(shí)，立式輥磨需要摻入熱風(fēng)。所述熱風(fēng)可采用各種工業(yè)廢氣，對(duì)氧化鋁廠來(lái)說(shuō)，優(yōu)選從熱電廠抽取的高溫?zé)煔饣蜓趸X焙燒爐煙氣。所述鋁土礦原料中還可以包括生石灰，生石灰的加入量為510%，優(yōu)選8%。鋁土礦及石灰按比例喂入立式輥磨中進(jìn)行研磨，粒度合格的鋁土礦粉與循環(huán)母液在調(diào)配槽內(nèi)調(diào)配成一定固含量的原礦漿，進(jìn)入氧化鋁生產(chǎn)后續(xù)工序。立式輥磨磨制的產(chǎn)品粒度均勻，調(diào)節(jié)靈活，可以很好的滿足高壓溶出和沉降工序的要求。本發(fā)明將水泥行業(yè)最先進(jìn)的立式輥磨弓|入氧化鋁行業(yè)，從而簡(jiǎn)化磨礦分級(jí)工藝流程，使操作維護(hù)更加方便，同時(shí)大幅度降低單位磨礦產(chǎn)品的能耗和研磨體消耗，得到更為均勻的磨礦產(chǎn)品。從立式輥磨磨制水泥生料的實(shí)踐來(lái)看，立式輥磨取代傳統(tǒng)球磨機(jī)具有以下優(yōu)勢(shì)1)粉磨效率高。立式磨采用料床擠壓粉碎原理粉磨物料，粉磨方式合理，并且磨內(nèi)氣流可將磨細(xì)的物料及時(shí)帶出，避免過(guò)粉磨現(xiàn)象，故粉磨效率高、油耗低，粉磨電耗僅為球磨機(jī)的50%60%，而整個(gè)系統(tǒng)的電耗為球磨機(jī)系統(tǒng)的75%90%，原料水分越大，系統(tǒng)電耗節(jié)省越多。2)入磨物料粒度大。入磨粒度可達(dá)磨輥直徑的5%，大型磨入磨粒度可達(dá)100150mm，可省去二級(jí)破碎，節(jié)省投資。3)烘干能力強(qiáng)。入磨熱風(fēng)從環(huán)縫中進(jìn)入，風(fēng)速可達(dá)80m/s以上，磨內(nèi)通風(fēng)面積大，阻力小，通風(fēng)能力強(qiáng)，烘干效率高。利用低溫廢氣可烘干6%8%水分的物料，如采用熱風(fēng)爐供熱可烘干15%20%水分的物料。4)控制方便。物料在磨內(nèi)停留時(shí)間短，為24分鐘，而球磨則要1520分鐘，故生產(chǎn)調(diào)節(jié)反應(yīng)快，易于對(duì)生料成分及細(xì)度調(diào)節(jié)控制，因而產(chǎn)品的化學(xué)成分和粒度波動(dòng)小，也便于實(shí)現(xiàn)操作自動(dòng)化。5)工藝流程簡(jiǎn)單、設(shè)備布置緊湊，占地面積為球磨系統(tǒng)的50%70%，占用空間小。且可以露天布置，投資低。6)噪音低、揚(yáng)塵少。操作環(huán)境清潔，有力于環(huán)境保護(hù)。7)磨耗小，利用率高。立式磨粉磨水泥生料時(shí)，磨損件消耗一般為510g/t，輥套和磨盤襯板壽命可達(dá)8000h以上，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率可達(dá)90%以上。8)成本低。一個(gè)年產(chǎn)80萬(wàn)噸拜爾法生產(chǎn)氧化鋁工廠采用立式輥磨代替兩段磨效益測(cè)算配置一國(guó)產(chǎn)立式輥磨2臺(tái)，產(chǎn)量300t/h;配置二兩段磨，每組C3.2X4.5m棒磨、<23.6X8.5m球磨、750m3/h中間泵、水力旋流器各1臺(tái)，需三組，開2組備1組，產(chǎn)量300t/h。比較(以每噸干礦計(jì)算，輥磨費(fèi)用參照水泥廠給出)<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>根據(jù)上表數(shù)據(jù)，結(jié)合現(xiàn)有工藝的實(shí)際生產(chǎn)情況中，可以預(yù)測(cè)采用立式輥磨可以使噸氧化鋁投資下降3.75元/噸，運(yùn)行費(fèi)用下降9元/噸(以2噸干礦折合1噸氧化鋁計(jì))，顯然，立式輥磨經(jīng)濟(jì)效益較常規(guī)兩段磨非常明顯。圖1為實(shí)施例1的立式輥磨干法研磨鋁土礦系統(tǒng)的示意圖；圖中1、料倉(cāng)1;2、料倉(cāng)2;3、倉(cāng)下定量給料機(jī)；4、皮帶傳送裝置；5、立式輥磨；6、風(fēng)機(jī)I;7、旋風(fēng)收塵器；8、風(fēng)機(jī)II;9、布袋收塵器；10、排空風(fēng)機(jī)；11、螺旋輸送機(jī)；12、料漿調(diào)配槽；13、輸送泵。具體實(shí)施例方式以下實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明，但不用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。實(shí)施例1先取典型樣品做易磨性和磨蝕性試驗(yàn)，確定立式輥磨選型。易磨性試驗(yàn)按照建材行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《水泥原料易磨性試驗(yàn)方法》進(jìn)行，磨蝕性試驗(yàn)各個(gè)設(shè)備廠家也根據(jù)自己設(shè)備特點(diǎn)有一些特定的方法，原理是同等條件下粉磨一部分物料測(cè)試磨盤及磨輥金屬損耗量測(cè)定磨蝕性。以下委托沈陽(yáng)重型機(jī)械設(shè)計(jì)研究院對(duì)鋁土礦作的試驗(yàn)及選型報(bào)告物料組成鋁礬土90%生石灰10%顆粒尺寸08mm試驗(yàn)結(jié)果碾磨產(chǎn)量在0.063mm篩余20%時(shí)380kg/h0.315mm篩余100%通過(guò)單位功率消耗11.7kWh/t單位磨耗8.8g/t立磨選型(以年產(chǎn)40萬(wàn)噸氧化鋁工廠為例)所選用的立磨型號(hào)MLS3626產(chǎn)量指標(biāo)180t/h電耗指標(biāo)12.6kWh/t易損件壽命8000小時(shí)立式輥磨選擇MLS3626立式輥磨(沈陽(yáng)重型冶礦機(jī)械制造公司)；其內(nèi)部的上部設(shè)置有分級(jí)機(jī)作為分選礦粉的選粉裝置；收塵裝置為二級(jí)收塵裝置，包括旋風(fēng)收塵機(jī)和布袋收塵機(jī)。具體的配置方式見(jiàn)圖1所示。選用粒度為025mm鋁土礦原料，添加8%的生石灰，鋁土礦和石灰分別入1和2(料倉(cāng)1和料倉(cāng)2)，通過(guò)倉(cāng)下定量給料機(jī)3精確配料后，控制鋁土礦水分小于5%。由皮帶傳送裝置4混合喂入立式輥磨5進(jìn)行粉磨，立式輥磨內(nèi)呈負(fù)壓，由風(fēng)機(jī)8和10提供。立式輥磨內(nèi)從進(jìn)料口通入環(huán)形風(fēng)，環(huán)形風(fēng)的來(lái)源有風(fēng)機(jī)I6輸送來(lái)的熱風(fēng)、漏入的冷風(fēng)和風(fēng)機(jī)II8返回的循環(huán)風(fēng)組成，經(jīng)環(huán)形風(fēng)吹起的細(xì)粉由磨內(nèi)上部分級(jí)機(jī)進(jìn)行分級(jí)，分級(jí)后粗料繼續(xù)返回磨內(nèi)研磨，合格料粉隨風(fēng)進(jìn)入旋風(fēng)收塵器7和布袋收塵器9，兩級(jí)收塵后，氣體由排空風(fēng)機(jī)10排空，收集礦粉?？梢詫?shí)現(xiàn)的礦粉粒度-63iim含量7085%，-315iim含量100%。合格的礦粉由螺旋輸送機(jī)11輸送至料漿調(diào)配槽12，在調(diào)配槽12種與循環(huán)母液配合制成固含量為350400g/l的原礦漿，原礦漿再由輸送泵13送至下道溶出工序。權(quán)利要求一種干法研磨鋁土礦的系統(tǒng)，包括用于研磨鋁土礦原料的立式輥磨。2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述立式輥磨的上部包括內(nèi)置的選粉裝置，用于分選研磨后的鋁土礦礦粉。3.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述立式輥磨的下部開有進(jìn)風(fēng)口，上部開有出料口，進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入的風(fēng)在立式輥磨內(nèi)形成環(huán)形風(fēng)，攜帶研磨后的礦粉進(jìn)入選粉裝置，然后環(huán)形風(fēng)攜帶合格的礦粉從出料口排出。4.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括收塵裝置，連接在所述立式輥磨的出料口，用于收集礦粉。5.如權(quán)利要求1或4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括風(fēng)機(jī)I，連接在所述立式輥磨的下部的進(jìn)風(fēng)口，用于向立式輥磨內(nèi)鼓風(fēng)。6.如權(quán)利要求1或5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括風(fēng)機(jī)II，用于收集經(jīng)收塵裝置收集礦粉后的風(fēng)，并將其循環(huán)至立式輥磨的進(jìn)風(fēng)口。7.—種干法研磨鋁土礦的方法，包括采用立式輥磨，將鋁土礦原料從進(jìn)料口喂入立式輥磨進(jìn)行干法研磨，研磨后礦粉被立式輥磨下部的進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入的風(fēng)帶起，進(jìn)入立式輥磨內(nèi)上部的選粉裝置，經(jīng)分選后，合適粒度的礦粉隨風(fēng)經(jīng)出料口進(jìn)入連接在立式輥磨上部出料口的收塵裝置，收塵裝置收集礦粉。8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法還包括將經(jīng)收塵裝置收集礦粉后的環(huán)形風(fēng)循環(huán)到立式輥磨下部的進(jìn)風(fēng)口。9.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述風(fēng)包括由風(fēng)機(jī)I鼓入的熱風(fēng)和立式輥磨下部漏入的冷風(fēng)，當(dāng)鋁土礦原料的水分含量《7%時(shí)，立式輥磨不需要摻入熱風(fēng)；當(dāng)鋁土礦原料的水分含量>7%時(shí)，立式輥磨需要摻入熱風(fēng)。10.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述鋁土礦原料中還包括生石灰，生石灰的加入量為510%，優(yōu)選8%。全文摘要本發(fā)明涉及一種干法研磨鋁土礦的系統(tǒng)和方法，所述系統(tǒng)包括用于研磨鋁土礦原料的立式輥磨，其內(nèi)部設(shè)置有選粉裝置，其下部開有進(jìn)風(fēng)口，上部開有出料口，進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入的風(fēng)在立式輥磨內(nèi)形成環(huán)形風(fēng)，攜帶研磨后的礦粉進(jìn)入選粉裝置，然后環(huán)形風(fēng)攜帶合格的礦粉從出料口排出；所述方法為將鋁土礦原料從進(jìn)料口喂入立式輥磨進(jìn)行干法研磨，研磨后礦粉被立式輥磨下部的進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入的風(fēng)帶起，進(jìn)入立式輥磨內(nèi)上部的選粉裝置，經(jīng)分選后，合適粒度的礦粉隨風(fēng)經(jīng)出料口進(jìn)入連接在立式輥磨上部出料口的收塵裝置，收塵裝置收集礦粉。本發(fā)明簡(jiǎn)化了鋁土礦的磨礦分級(jí)工藝流程，使操作維護(hù)更加方便，同時(shí)大幅度降低了單位磨礦產(chǎn)品的能耗和研磨體消耗，得到更為均勻的產(chǎn)品。文檔編號(hào)B02C15/00GK101693217SQ20091020710公開日2010年4月14日申請(qǐng)日期2009年10月23日優(yōu)先權(quán)日2009年10月23日發(fā)明者馮雨田,張雄,馬海軍申請(qǐng)人:杭州錦江集團(tuán)有限公司;