鋁礦石破碎粉磨是氧化鋁生產(chǎn)中的重要工藝過程之一，每生產(chǎn)1t的氧化鋁大約需破碎粉磨2t左右的鋁礦石(依生產(chǎn)方法的不同而不同)。在氧化鋁廠，破碎和粉磨系統(tǒng)在生產(chǎn)成本中，占有很大的比重，在基建投資上，約占全廠總投資的15％以上[1J。由于破碎和粉磨作業(yè)是相互銜接的，兩個系統(tǒng)的單位產(chǎn)品能耗又有很大的差異，現(xiàn)在的工廠中，破碎和粉磨作業(yè)在耗電量上比值為1/10～1/17，兩部分耗電之和占全廠總用電量的20％一22％.因此，如何確定破碎產(chǎn)品的合理粒度、選擇何種破碎粉磨設(shè)備，關(guān)系到破碎和粉磨系統(tǒng)的能耗和材料消耗。本文提出丁鋁礦石“多破少磨”新工藝，該工藝與傳統(tǒng)工藝相比，技術(shù)先進(jìn)、節(jié)能明顯、成本降低，是提高我國氧化鋁生產(chǎn)工藝技術(shù)裝備水平的重要措施之一。
  1破碎與粉磨的能耗分析
  1.1傳統(tǒng)磨機(jī)及采選生產(chǎn)過程中的能耗分布
  傳統(tǒng)磨機(jī)是一種高能耗設(shè)備，其原因在于設(shè)備本身的結(jié)構(gòu)以及在運(yùn)動過程中的大量的能量被設(shè)備和產(chǎn)品所吸收，而這些能量的消耗對物料的粉碎來說毫無意義的。據(jù)Anselm對磨機(jī)功耗的分配和測定值介紹：輸入功中，磨機(jī)的軸承、齒輪等純機(jī)械損失占12，3％、隨產(chǎn)品散失的熱量占47，6％、從磨機(jī)筒體散發(fā)的輻射熱量占6，4％、空氣帶走的熱量占31.4％，有用的物料粉碎理論能量消耗僅占極少數(shù)；又根據(jù)美國的Allis-Chalmers公司的實(shí)測結(jié)論：傳統(tǒng)磨機(jī)的有效功率所占安裝功率的比值一般均小于10％，而在破碎作業(yè)中，破碎設(shè)備的有效功率一般可達(dá)其安裝功率的50％～60％。資料表明，“礦石的采選生產(chǎn)過程中，礦石粉碎能耗分布大致為：爆破3％一6％、破碎5％一7％、磨礦85％～90％.
  1.2磨機(jī)的作業(yè)效率與給礦粒度之間的關(guān)系
  磨機(jī)的作業(yè)效率與給礦粒度之間通常存在著一個最佳的給礦粒度。對于硬而難磨的礦石，當(dāng)給礦粒度超過最佳值，磨機(jī)的工作效率將要降低。日本久田鐵工株式會社的一項(xiàng)試驗(yàn)表明，給礦粒度對磨機(jī)的臺時產(chǎn)能影響很大，當(dāng)給礦粒度由-20mm縮小到--9mm時，磨機(jī)生產(chǎn)能力提高17％、縮小到—6mm時，生產(chǎn)能力提高29％。我國某鐵礦曾對一段球磨機(jī)也做過類似的試驗(yàn)，當(dāng)給礦粒度由—20mm縮小到-12mm時，磨機(jī)生產(chǎn)能力提高了16％。
  1.3“多破少磨”節(jié)能效果定量分析
  設(shè)有兩種碎磨流程：①普通破磨流程；②“多破少磨”流程。
  某種給定的物料以原始粒度-750mm喂入破碎機(jī)，經(jīng)破碎后其出料粒度：①普通破磨破段為—25mm；②“多破少磨”破碎段為-13mm，然后入磨，經(jīng)過粉磨后，最終物料粒度為-0.075mm。
  再來假定某些條件：
  (1)不論采用何種破碎粉磨流程，當(dāng)給礦粒度和成品粒度要求一定時，總的碎磨比相同。
  (2)根據(jù)Bond理論對功指數(shù)的定義看，對于同一種物料的破碎粉磨作業(yè)，當(dāng)給礦粒度和成品粒度要求一定時，不論采用的是何種破碎粉磨流程，其功能數(shù)必定相同(即功能數(shù)不因采用“多破少磨”流程而發(fā)生變化)。
  (3)又根據(jù)Bond理論對功指數(shù)的定義，破碎和磨礦所需的能量比與其破碎比和磨礦比是成正比的。
  (4)根據(jù)本文2.1中，美國的Allis-Chalmers公的實(shí)測結(jié)論，分別選取破碎機(jī)和磨機(jī)的有效功率占其安裝功率的50％和10％。
  (5)設(shè)破碎段和磨礦段所需功率分別以X和Y表示；且根據(jù)假定條件2，取破碎和粉磨該物料所需功指數(shù)為10kWh/t。
  則：

  破碎段破碎比750/25=30750/13=57.7
  磨礦段磨礦比25/0.075=333.313/0.075=173.3
  總破碎比30X333.3=1000057.7X173.3=10000
  根據(jù)假定條件的2、3和5，列出方程：
  普通破磨流程：X1/Y1=0.09
  X1+Y1=10(kWh/t)
  求解：X1=0.83(kWh/t)
  Y1=9.17(kWh/t)
  “多破少磨”流程：X2/Y2=0，33
  X2+Y2=10(kWh/t)
  求解：X2：-2.48(kWh/t)
  Y2-7，52(kWh/t)
  則：
  盡管兩種流程的碎磨功指數(shù)均為l。kWh/t，但是不同的流程作用于破磨作業(yè)的有效功率卻有很大差異。在上述假定條件下，采用“多破少磨”流程后，提高有效功率(即節(jié)能比例)為：
  [(1.992-1.332)/1.332)x100％=49.5％
  以上雖然僅是依據(jù)假定條件進(jìn)行理論計(jì)算的節(jié)能數(shù)據(jù)，在事實(shí)上，美國Allis-Chalmers公司破磨流程的能量分配正是以此進(jìn)行選擇分析的。而且經(jīng)過實(shí)踐驗(yàn)證，根據(jù)上述假設(shè)推出的結(jié)論是比較符合實(shí)際的。