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1、概述
    我國金屬礦產資源有如下特點：①貧礦多，雜質含量高。鐵礦石平均品位只有30%，比世界鐵礦石平均品位低12個百分點；錳礦石平均品位約為22%，符合國際商品級的富礦石（錳礦石品位≥48%）幾乎沒有；銅礦石平均品位為0.8%，品位大于1%的儲量僅占總儲量的35%。②多金屬共生、伴生礦多，選冶難度大。③大部分金屬礦的嵌布粒度細，礦物不易解離，要磨至-200目才能有效進行選別。
    目前，大多數金屬礦山選廠粉碎過程中，電耗、鋼耗和原材料消耗極大，功耗和鋼耗構成了整個生產成本的主要部分，占選廠成本的60%以上。特別是磨礦，其單位能耗遠比破碎高得多，占整個礦物粉碎作業的89%～93%，占整個選廠的40%～70%。因此，在金屬礦山實行節能降耗，可產生巨大的社會效益和經濟效益。
    破碎和磨礦的作用原理表明：強化破碎，盡量減少入磨粒度，是提高碎磨效率、降低選礦成本的重要途徑。磨機的效率只有1%，破碎機的效率達10%。而且與磨機相比，破碎機能耗低、運轉維護簡單。因此，使用超細碎破碎設備，用破碎機部分取代磨機，實現“多碎少磨”，是當前粉碎工程領域的發展趨勢。
    “多碎少磨”是粉碎工程領域普遍公認的節能降耗的重要途徑，“料層粉碎”是粉碎機理的一大突破。慣性圓錐破碎機便是基于“料層粉碎”機理，實現“多碎少磨”節能降耗的代表設備之一。
2、慣性圓錐破碎機的結構特點和工作原理
慣性圓錐破碎機機體通過隔振元件座落在底架上，工作機構由定錐和動錐組成，錐體上均附有耐磨襯板，襯板之間的空間形成破碎腔。動錐軸插入軸套中，電動機的旋轉運動通過傳動機構傳給固定在軸套上的激振器，激振器旋轉時產生慣性力，迫使動錐繞球面瓦的球心做旋擺運動。在一個垂直平面內，動錐靠近定錐時，物料受到沖擊和擠壓被破碎；動錐離開定錐時，破碎產品因自重由排料口排出。動錐與傳動機構之間無剛性聯接。
    在慣性圓錐破碎機中，動錐和傳動機構間無剛性聯接，動錐的振幅不受傳動系統的限制，是可以變化的，它的大小取決于物料層抗壓阻力與破碎力的平衡。破碎機剛啟動時，動錐擺動頻率小，破碎力較小，動錐的振幅較小，因此啟動力矩也較小，帶負荷啟動不會損壞破碎機。所以，慣性圓錐破碎機無需專門的給料機，可滿負荷啟動和停車，操作、監測和控制十分方便。同樣道理，在慣性圓錐破碎機中，擠滿給料只是增大了物料層的抗壓阻力，動錐的振幅減小，不會造成破碎機“悶車”，不需安裝給料機。在破碎力的作用下，動錐將盡可能靠近定錐，從而將物料破碎得更細，其產品最大粒度只有排料間隙的1/3～1／4左右。
    由于動錐與傳動機構之間無剛性聯接，如果物料中混入不可破碎的物體，動錐暫時停止運動，激振器將繞動錐軸繼續轉動，絕對不會破壞傳動系統和主機。
    由于慣性圓錐破碎機是擠滿給料，通過向物料層施加嚴格定量的由慣性力造成的壓力，可以使物料層適當地壓實，使物料承受全方位的擠壓，物料顆粒之間相互作用，從而實現“料層粉碎”。同時，在由慣性力引起的強烈脈動沖擊作用下，物料在破碎腔中承受交變的擠壓、剪切、彎曲和扭轉應力。物料顆粒之間不斷改變方位，由于物料顆粒越小，晶格缺陷越少，強度越大，因此強度大的小顆粒可破碎相鄰的強度小的大顆粒；在等強度顆粒中，那些品格缺陷與剪切力方向重合的顆粒被破碎。這樣物料主要沿品格間的區域破碎而不破碎晶體本身，產品粒型好，強度高，破碎后的物料具有最低過粉碎，從而實現了物料的“選擇性破碎”，可輕松破碎抗壓強度高達5uPa的物料。
    因為是料層粉碎，物料不單是被動錐沖擊破碎，物料之間也相互破碎，不但破碎效率大大提高，而且襯板磨損降低，使用壽命延長。
    動錐的旋擺頻率很高，在破碎過程中，物料在慣性圓錐破碎機破碎腔中被破碎達幾十次，動錐沿物料層每滾動一周都伴隨有100多次的振動，由附加的這種強烈脈沖振動加強了破碎作用。因此，慣性圓錐破碎機的破碎比很大，產品粒度細，而且可在很大范圍內調節。通過調節偏心靜力矩、激振器轉速和排料間隙，可很方便地調節所需的破碎比(4～30)，根據需要可有效地防止過粉碎，提高某粒級段的產率或相反增加細粉的產量。
    無需振動篩構成閉路，可簡化碎磨流程，大大降低入磨粒度，單位破碎比功耗僅為普通設備的一半左右，減少輔助設備臺數，大大節省設備和基建投資。
    慣性圓錐破碎機采用二次隔振，基礎振動小，工作噪音小，安裝時不需龐大基礎和地腳螺栓，可作為移動式選廠的組成部分，操作安裝方便。
3、慣性圓錐破碎機生產應用情況
    慣性圓錐破碎機目前已形成動錐底部直徑100—1200mm六種規格的產品，技術參數見表1。
    慣性圓錐破碎機已廣泛用于礦山、冶金、建材、耐火材料、磨料磨具、玻璃、陶瓷、化工等行業的物料破碎領域。
3.1 GYP -600慣性圓錐破碎機
    撫州某鈾礦×××tla滲濾浸出生產線，由核工業衡陽設計院設計，整個礦石破碎工藝流程布置緊湊，結構簡單而高效。生產線采用2臺GYP-600慣性圓錐破碎機作為細碎設備，破碎后的產品，5—0.15 mm進入滲濾浸出，-0. 15mm進入常規攪拌浸出。其破碎分級工藝流程如圖2。需說明的是，該礦常規攪拌浸出生產線中，球磨機的人磨粒度為-25 mm，從常規攪拌浸出生產線中分出一部分礦石作為滲濾浸出生產線的給料。因此，該生產線中GYP-600慣性圓錐破碎機進料粒度不是- 50mm,而是- 25mm。
    因為進料礦石中含有不少水分和細泥，而慣性圓錐破碎機對進料的含水量有一定要求，不能超過3%。因此，在USLl.2×3振動篩上方加了三排水管，在水管上鉆了許多小孔，以沖洗篩面上的物料，盡可能的把物料中的細泥沖洗下來，提高篩分效率，以免太多的細泥進入破碎機中堵塞破碎腔。
    慣性圓錐破碎機破碎產品取樣篩分結果見表2。
    從表2可知，GYP-600慣性圓錐破碎機產品中，+5mm的產率為13%以上，-0.  15 mm的產率占3%左右。前3次取樣，單機產量在9 t／h左右，而第4次取樣單機產量達到15t／h．前后對比產量相差較大。這是因為第4次取樣時，排礦口尺寸與前3次相差較大，而排礦口尺寸直接影響破碎機的產量。第4次取樣時，排礦口尺寸為30mm，已經達到GYP-600慣性圓錐破碎機排礦口的極限尺寸。一般情況下，不允許破碎機在極限排礦口尺寸下工作。
    目前，該礦滲濾浸出生產線中2臺GYP-600慣性圓錐破碎機同時工作，ld大約破碎400 t鈾礦石。按1個月工作25d計，月破碎量為10000t左右。
    湖南郴州某有色金屬礦山選廠，在破磨系統改造中，應用GYP-600慣性圓錐破碎機，開路破碎產品粒度- 5mm占90%，整個破磨系統比原系統能耗下降20%，產量提高28%，經濟效益十分顯著。
3.2GYP -900慣性圓錐破碎機
    鞍山某礦業發展有限公司原采用三段一閉路破碎生產工藝流程，使用GYP-900慣性圓錐破碎機后，破碎生產工藝流程改為兩段開路破碎，如圖3所示。
    在生產應用中取樣6次，不同排料間隙下破碎產品取樣測試結果見表3。
    新生產工藝流程與原生產工藝流程相比，磨機產量提高42%，單位磨碎能耗下降28. 5%，單位磨碎鋼耗降低27%。
    河北秦皇島某鈾礦為含鈾碎屑巖和高硅酸鹽鈾礦石，品位為0. is%，硬度低，破碎時容易產生過粉碎。該鈾礦采用堆浸工藝，過粉碎太多影響礦堆滲透性。在實際生產中，該鈾礦選用了1臺GYP-900慣性圓錐破碎機。該礦的破碎工藝流程非常簡單，如圖4所示。
    GYP-900慣性圓錐破碎機工業應用期間，在排礦口尺寸為25 mm、激振力為91. 5%時，取樣篩分結果見表4，產量為25—30 t／h。
    破碎產品中，-0.12 mm的過粉碎顆粒產率為2.9%，所占比例很小，十分適合于后續的轉鼓造粒工序，淋浸效果良好。
3.3 GYP -1200慣性圓錐破碎機
    昆明某銅礦破碎生產工藝流程采用兩段破碎，如圖5所示。粒度為-350 mm的原礦給入PD600×900外動顎顎式破碎機，破碎產品經過振動篩，+12mm的物料進入GYP-1200慣性圓錐破碎機，-12mm的物料進入粉礦倉。因為GYP-1200慣性圓錐破碎機產品粒度集中，加權平均粒度小，實行開路破碎，產品直接進入粉礦倉，GYP-1200慣性圓錐破碎機破碎產品取樣篩分結果，見表5。
    GYP-1200慣性圓錐破碎機的破碎產品中，-10mm含量在85%以上，加權平均粒度在
4. 5mm以下，極大的降低了礦石人磨粒度，減少磨礦時間，經濟效益顯著。
    鞍鋼集團某破碎車間所處理的鐵礦石質地致密，硬度f -17～18，破碎生產工藝流程采用兩段開路破碎，如圖6所示。第一段用EP400×600顎式破碎機，第二段用GYP-1200慣性圓錐破碎機。粒度為- 350mm的原礦給入EP400×600顎式破碎機，破碎產品經過振動篩，+12mm的物料進入GYP-1200慣性圓錐破碎機，-12mm的物料進入粉礦倉。因為GYP-1200慣性圓錐破碎機產品粒度細，實行開路破碎，產品直接進入粉礦倉。
    在生產應用中多次取樣測試，GYP-1200慣性圓錐破碎機產量為62.3～79. 2t/h，在給料粒度為-100～+12 mm時，產品篩分粒度見表6。
    GYP-1200慣性圓錐破碎機的破碎產品中，-9mm含量在80%以上，加權平均粒度在4.9 mm以下。
4、結語
    綜上所述，與傳統破碎設備相比，慣性圓錐破碎機作為物料加工的細碎設備，能實現物料的選擇性破碎，滿足“多碎少磨”新工藝的要求，具有破碎比大、單位電耗低、能破碎任何硬度的脆性物料的優點，極大地簡化了破碎生產工藝流程，降低球磨機的人磨粒度，增加球磨機產量，節省破磨系統能耗和鋼耗；同時，由于破碎磨礦流程的簡化，可節省設備及基建投資，減少操作崗位和運行費用，具有十分顯著的經濟效益和社會效益，十分適用于金屬礦山的物料破碎。推廣應用后，對金屬礦山的技術升級，對增強企業實力、盡快縮短與國外企業在生產成本、技術裝備水平等方面的差距，提高我國金屬礦山在國際上的競爭力，均有重大的現實意義。