圆锥破碎机原理及在金属矿山的应用

摘 要：惯性圆锥破碎机因为自身低功耗、大破碎比以及破碎强度高的优势，对于各种金属矿物的破碎工作来说都非常适用，同时惯性圆锥破碎机与“多碎少磨”节能降耗工艺的要求十分符合。本文对其工作原理和结构特点进行了分析介绍，并且列举了它在金属矿山中具体的应用情况。

关键词：圆锥破碎机；金属矿山；多碎少磨

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.06.209

1 概述

我国的金属矿产资源众多，并且具有以下特点：（1）贫矿居多并且含有较多的杂质。我国的铁矿石只有30%的平均品位，锰矿石也只有22%的平均品位，几乎没有品位超过48%的商品级富矿石，铜矿石只有0.8%的平均品位，只有约三分之一的铜矿石品位超过了1%；（2）因为多为伴生矿所以冶选比较困难；（3）金属矿中很大一部分因为较细的嵌布粒度所以难以解离矿物，对选别工作造成了影响。

目前金属矿山的粉碎过程中会大量的消耗原材料、电能和钢材，在生产成本中钢耗和功耗占比极大。同时磨矿相比起破碎来说单位能耗要超出许多，在矿物粉碎作业中可以达到90%左右的占比。所以在金属矿山实施相应的节能降耗措施是非常有必要的，会极大地提升其经济效益和社会效益。

通过对磨矿和破碎的作用原理进行分析我们知道：通过加强破碎工作可以起到降低入磨粒度的作用，从而有效的提升碎磨效率并且控制选矿的成本。磨机在工作中只能发挥1%的效率，但是破碎机可以达到10%，同时破碎机耗能低且便于运转和维护。所以可以将一部分磨机淘汰使用破碎机替换，并且引进新型的超细超破碎设备，这种“多碎少磨”正是如今粉碎工作发展的必然趋势。

在粉碎工程领域普遍认为“多碎少磨”是一种有效的节能降耗途径，而“料层粉碎”的出现更是突破了传统粉碎机理的限制，惯性圆锥破碎机便是在“料层粉碎”机理上实现的，是一种代表性的节能降耗设备。

2 惯性圆锥破碎机的结构特点以及工作原理

惯性圆锥破碎的机体和底座之间有隔振元件，动锥和定锥共同构成了工作机构，锥体上均有耐磨衬板附着，而破碎腔就是衬板之间的空间。将动锥轴插入轴套，传动机构将电动机的螺旋运动传递给了激振器，不断旋转的激振器带来了惯性力，动锥绕球面瓦的球心在这种惯性力的作用下开始悬摆。动锥在一个垂直的平面内靠近定锥的时候，冲击和挤压作用就会使物料破碎；而当动锥和定锥分离开的时候，破碎产品在重力的影响下从排料口掉出来。在动锥和传动机构之间没有刚性的联接。

因为惯性圆锥破碎机中没有刚性的将动锥和传动机构联接在一起，所以传动系统不会对动锥的振幅产生限制，其大小是由物料层的抗压阻力和破碎力的平衡来决定的。当刚刚启动了破碎机的时候，动锥摆动频率比较低，所以破碎力以及动锥的振幅都不会很大，启动力矩自然也处于较低的数值，破碎机不会因为带负荷启动而遭到破坏。所以不需要专门配备给料机非惯性圆锥破碎机，启动和停车都可以在满负荷状态下进行，便于操作、监测以及控制。同时将惯性圆锥破碎机中的给料挤满，也只是将其物料层的抗压阻力增加了，结果只是减小了动锥的振幅而不会出现“闷车”的问题，所以同样不需要进行给料机的安装。动锥受到破碎力的影响会最大限度的靠近定锥，更加细致的破碎物料。

同时因为没有刚性联接存在的原因，如果有不可破碎的物体混入了物料中，动锥的动作会暂停，而动锥轴则在激振器的作用下继续转动，传动系统和主机并不会因此而遭到破坏。

3 惯性圆锥破碎机的生产应用情况

某铜矿使用的是两段破碎的生产工艺流程，具体工艺流程见图1。在PD600×900外动颚式破碎机中加入-350mm粒度的原矿，破碎产品经过了振动筛以后，使用GYP-1200惯性圆锥破碎机将+12mm的物料变为-12mm并且进入粉矿仓。因为GYP-1200惯性圆锥破碎机产品具有比较集中的粒度以及较小的加权平均粒度，经过开路破碎以后产品直接进入粉矿仓，表1为GYP-1200惯性圆锥破碎机破碎的产品经过取样筛分后的结果。

可以看出使用惯性圆锥破碎机破碎的产品中有85%的产品为-10mm，同时保持着45mm以下的加权平均粒度，矿石入磨粒度得到了很大程度的降低，因此磨矿时间缩小了很多，取得了显著的经济效益。

4 结束语

综上所述，惯性圆锥破碎机比起传统的破碎设备来说，可以更好地对物料进行破碎加工，有选择性的实现物料破碎，与“多碎少磨”新工艺的要求可以说是非常符合，其优点是较大的破碎比、低电耗，任何硬度的脆性物料都可以成功破碎，对于破碎生产工艺流程来说简化了不少，同时因为对球磨机的入磨粒度进行了控制，所以其产量得到了很大增加，能耗和钢耗都节省了不少；同时简化了流程可以将这些成本资金用于基建投资，精简操作岗位的同时降低运行费用，获得了良好的经济和社会效益，对于金属矿山的物料破碎来说是非常适合的。在经过了推广和应用之后可以帮助金属矿山升级其技术，从而有效的强化企业实力，缩短与外国企业之间的差距从而强化我国金属矿山的综合竞争能力，在国际市场有立足之地。

作者简介：刘洋（1985-），男 ，本科，学士学位，工程师，研究方向：矿用球磨机，破碎机优化设计对矿山产量影响。