物料破碎是礦物加工的關(guān)鍵工藝過程，但粉碎是一個(gè)能量效率很低的過程，能量消耗意味著成本的提高和效率的降低，能量資源的開發(fā)利用往往還伴隨著不同程度的生態(tài)改變與環(huán)境污染。據(jù)資料表明，20世紀(jì)90年代以來，全世界每年經(jīng)粉碎的物料量達(dá)100億t以上，脆性物料年產(chǎn)量大約15億t，其中鐵礦石約2.4億t，有色金屬礦石1億t多，非金屬礦物2.3億t，化工礦物0.3億t，水泥約4億t，建材用石灰石4.7億t。礦物原料加工與利用中，破碎和磨礦是兩個(gè)最關(guān)鍵、但也是能耗最高的工序，它的消耗構(gòu)成了整個(gè)選廠生產(chǎn)成本的主要部分，僅以有色金屬選礦廠為例，粉碎階段處理每噸原礦的電耗平均約為16.OkW -h，占選礦廠總電耗的60%左右，鋼耗平均約為1.5kg/t，以此計(jì)算僅有色金屬選礦廠每年粉碎電耗就達(dá)16億kW．h，鋼耗15萬t，因此，在金屬礦山實(shí)行節(jié)能降耗，可產(chǎn)生巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
    我國金屬礦產(chǎn)資源有如下特點(diǎn)：(1)貧礦多，雜質(zhì)含量高。鐵礦石平均品位只有32%，比世界鐵礦石平均品位低11%；錳礦石平均品位僅為21.4%，不及世界錳礦石工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)48%的一半；銅礦石平均品位力0.87%，品位大于1%的儲(chǔ)量僅占總儲(chǔ)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(xì)，礦物不易解離，要磨至-74um才能有效進(jìn)行選別。
    破碎和磨礦的作用原理表明：強(qiáng)化破碎，盡量降低入磨粒度，是提高碎磨效率、降低選礦成本的重要途徑。世界上約12%的電能用于粉碎物料，其中大約15%用于破碎，85%以上消耗于磨碎。由于破碎機(jī)與磨機(jī)相比金屬消耗量和電耗較小，便宜，運(yùn)轉(zhuǎn)維護(hù)簡單，而且磨機(jī)的效率只有1%，破碎機(jī)的效率達(dá)10%，因此，經(jīng)過五十多年的實(shí)踐和總結(jié)，粉碎領(lǐng)域正大力提倡“多碎少磨”的工藝流程，即降低破碎產(chǎn)品最終粒度，增加細(xì)粒級在破碎產(chǎn)品中的含量，從而提高磨機(jī)的處理能力，達(dá)到降低電耗和金屬消耗量、減少成本、增加經(jīng)濟(jì)效益的目的。
    北京凱特破碎機(jī)有限公司生產(chǎn)的慣性圓錐破碎機(jī)以其先進(jìn)的破碎理論、獨(dú)特的設(shè)計(jì)思路、合理的機(jī)械結(jié)構(gòu)和優(yōu)良的性能代表了當(dāng)前世界圓錐破碎機(jī)的最高水平，能夠很好地滿足“多碎少磨”新工藝的要求。
1、慣性圓錐破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)慣性圓錐破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖1所示。
    慣性圓錐破碎機(jī)機(jī)體通過隔振元件坐落在底架上，工作機(jī)構(gòu)由定錐和動(dòng)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(dòng)錐軸插入軸套中，電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳給固定在軸套上的激振器，激振器旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生慣性力，迫使動(dòng)錐繞球面瓦的球心做旋擺運(yùn)動(dòng)。在一個(gè)垂直平面內(nèi)，動(dòng)錐靠近定錐時(shí)，物料受到?jīng)_擊和擠壓被破碎，動(dòng)錐離開定錐時(shí)，破碎產(chǎn)品因自重由排礦口排出。動(dòng)錐與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)之間無剛性聯(lián)接。
    破碎腔內(nèi)無物料時(shí)，動(dòng)錐在激振器的慣性力作用下沖擊定錐內(nèi)表面，有沿定錐內(nèi)表面滾動(dòng)的趨勢，定錐給動(dòng)錐的反作用力迫使動(dòng)錐彈離定錐內(nèi)表面，這時(shí)動(dòng)錐的運(yùn)動(dòng)是沿定錐內(nèi)表面振動(dòng)式滾動(dòng)，定錐與動(dòng)錐的每一次接觸都是點(diǎn)接觸，定錐對動(dòng)錐的摩擦力小于軸套對動(dòng)錐的摩擦力，因此動(dòng)錐的旋轉(zhuǎn)方向與軸套的旋轉(zhuǎn)方向相同。
    破碎腔內(nèi)有物料時(shí)，動(dòng)錐沿物料層滾動(dòng)，每滾動(dòng)一周都伴隨著強(qiáng)烈的振動(dòng)，由于是擠滿給料，物料層與動(dòng)錐的接觸是面接觸，物料層對動(dòng)錐的摩擦力大于軸套對動(dòng)錐的摩擦力，因此動(dòng)錐的旋轉(zhuǎn)方向與軸套的旋轉(zhuǎn)方向相反。
    與傳統(tǒng)的破碎設(shè)備相比，慣性圓錐破碎機(jī)具有以下優(yōu)點(diǎn)：
    (1)具有良好的“料層選擇性破碎”作用。由于是擠滿給料，被破碎物料在破碎腔中承受全方位的擠壓、剪切和強(qiáng)烈的脈動(dòng)沖擊作用，料層內(nèi)顆粒相互作用，造成顆粒間的強(qiáng)制自粉碎。料層阻止破碎腔的襯板直接接觸，防止襯板互相研磨，避免研磨下來的金屬污染被破碎的物料，從而使研磨體耗量大大降低，僅為棒磨機(jī)的1/19。單位破碎比功耗僅為普通設(shè)備的50%左右。
    (2)破碎比大，產(chǎn)品粒度可調(diào)。該機(jī)的破碎力與被破碎物料硬度及充填率無關(guān)，主要取決于偏心靜力矩及轉(zhuǎn)速。調(diào)節(jié)偏心靜力矩、轉(zhuǎn)速和排料口尺寸，可很方便地調(diào)節(jié)所需的破碎比(4~30)，根據(jù)需要可有效地防止過粉碎，提高某粒級的產(chǎn)率或相反增加細(xì)粉的產(chǎn)量。
    (3)技術(shù)指標(biāo)穩(wěn)定，產(chǎn)品粒度幾乎與襯板磨損無關(guān)。
    (4)操作安裝方便。由于整機(jī)采用二次隔振，基礎(chǔ)振動(dòng)小，工作噪音小，安裝時(shí)不需龐大基礎(chǔ)和地腳螺栓。
    (5)良好的過鐵性能。由于動(dòng)錐與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)之間無剛性聯(lián)接，如果物料中混入不可破碎的物體，動(dòng)錐暫時(shí)停止運(yùn)動(dòng)，激振器將繞動(dòng)錐軸繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，絕對不會(huì)破壞傳動(dòng)系統(tǒng)和主機(jī)。
    (6)簡化碎磨流程，減少輔助設(shè)備臺(tái)數(shù)。該機(jī)充滿給料，無需專門的給料機(jī)，可滿負(fù)荷啟動(dòng)和停車，操作、監(jiān)測和控制十分方便；由于產(chǎn)品粒度細(xì)，無需振動(dòng)篩構(gòu)成閉路，大大節(jié)省設(shè)備和基建投資。
    (7)應(yīng)用范圍廣。調(diào)節(jié)破碎機(jī)工作參數(shù)，可破碎任何硬度下的脆性物料。
2、慣性圓錐破碎機(jī)在金屬礦山的應(yīng)用情況
    慣性圓錐破碎機(jī)已廣泛用于金屬及非金屬礦、電子、陶瓷、涂料、冶金、耐火材料、化工、磨料磨具、建材、醫(yī)藥、食品等行業(yè)的物料破碎領(lǐng)域，均取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。下面為慣性圓錐破碎機(jī)在金屬礦山的部分應(yīng)用實(shí)例。
    CYP-300慣性圓錐破碎機(jī)破碎鎢鉬礦石（硬度f=11—13，給料粒度為0—25 mm）時(shí)，產(chǎn)品粒度90qv在2 mm以下，必要時(shí)產(chǎn)品粒度可控制在90%為1mm以下，破碎比高達(dá)25，調(diào)節(jié)排料間隙，可很方便地調(diào)節(jié)所需的破碎比。
    湖南郴州某有色金屬礦山選廠在破磨系統(tǒng)改造中使用了一臺(tái)CYP-600慣性圓錐破碎機(jī)，該機(jī)產(chǎn)品粒度-5mm占95%，與原破磨系統(tǒng)相比，新系統(tǒng)能耗下降20%，入磨粒度下降40%，產(chǎn)量提高28%。
    浙江衢州某鈾礦采用堆浸法生產(chǎn)鈾精礦，要求池浸時(shí)礦石顆粒為-5mm，使用了一臺(tái)GYP-600慣性圓錐破碎機(jī)，在人料粒度為-50mm時(shí)，實(shí)現(xiàn)開路破碎，產(chǎn)品粒度都在Smm以下。
    江西撫州某鈾礦采用滲浸法生產(chǎn)鈾精礦，滲浸法對礦石粒度要求很高，因?yàn)樵摰V物黏性大，粒度太細(xì)時(shí)結(jié)塊嚴(yán)重，而粒度太粗浸出時(shí)間又長，適當(dāng)粒度為-5+0.15mm．使用CYP-600慣性圓錐破碎機(jī)，礦石顆粒在入料粒度為-50mm時(shí)，取了三次樣，其產(chǎn)品粒度篩析結(jié)果見表1。
    河北宣化某鋼鐵公司采用CYP-600慣性圓錐破碎機(jī)破碎鋼渣，鋼渣中的小鋼塊被軋扁從破碎腔排出，即使物料中混入了前面磁選工序沒有選出的大鋼塊或其它不可破碎的物體，由于動(dòng)錐與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)之間無剛性聯(lián)接。動(dòng)錐被卡住不動(dòng)，激振器將繞動(dòng)錐軸繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，絕對不會(huì)破壞傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和主機(jī)，有效地解決了鋼渣破碎過程中的“卡鋼”問題；由于鋼渣中“鋼”和“渣”的顆粒強(qiáng)度不同，在選擇性破碎時(shí)鋼渣中的“渣”被破碎，而“鋼”由于具有壓延性，在破碎力的作用下被軋扁，隨同破碎的“渣”一同排出，徹底地解離了鋼渣中的“鋼”和“渣”；通過磁選回收鋼粒，-8mm的廢渣重新回高爐做溶劑，使鋼渣變廢為寶。天津某礦業(yè)公司用GYP-600慣性圓錐破碎機(jī)加工高鋁釩土燒結(jié)礦，成品率（產(chǎn)品中-5mm的顆粒）占80%．-8mm顆粒則達(dá)到100%；原來用6臺(tái)對輥破碎機(jī)構(gòu)成的閉路作業(yè)破碎篩分系統(tǒng)產(chǎn)量每小時(shí)不足6t，而一臺(tái)CYP-600慣性圓錐破碎機(jī)產(chǎn)量可達(dá)14t左右，單位功耗只有原來的40%，節(jié)能效果十分明顯。
    四川某鐵礦鐵礦石品位比較高，只要破碎到6~10 mm以下就可以作為成品出售，該礦采用了一臺(tái)GYP-900慣性圓錐破碎機(jī)，產(chǎn)品粒度90%在7 mm以下，產(chǎn)量為40t左右，大大簡化了破碎工藝流程。
    云南某公司采選分廠原粉碎工藝流程為400mmx600mm顎式破碎機(jī)→篩分→50mmx750mm顎式破碎機(jī)一棒磨機(jī)，入磨粒度力30~40mm，現(xiàn)擬采用一臺(tái)GYP-900慣性圓錐破碎機(jī)代替150mmX750mm顎式破碎機(jī)，入磨粒度90%在7mm以下，預(yù)計(jì)棒磨機(jī)產(chǎn)量增加40%以上，新粉碎工藝流程能耗下降20%以上。
    遼寧鞍山某礦選廠采用GYP-1200慣性圓錐破碎機(jī)破碎硬度f=17—18的致密鐵礦石，在給料粒度為-100+12mm時(shí)，破碎產(chǎn)品粒度-9mm含量占80%以上，產(chǎn)量為79.2t/h，兩段破碎工藝流程十分簡單，節(jié)省了投資成本和運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用。
    安徽銅陵某有色金屬公司下屬某銅礦選廠細(xì)碎系統(tǒng)進(jìn)行改造，擬采用PD90120低矮大破碎比顎式破碎機(jī)加GYP-1200慣性圓錐破碎機(jī)，實(shí)現(xiàn)兩段破碎工藝，破碎生產(chǎn)線的能力為1200—1500t/d；破碎物料的粒度由-750mm破碎至-8mm，預(yù)計(jì)系統(tǒng)破碎比達(dá)90以上，與原破磨流程（入磨粒度為20mm）相比，系統(tǒng)能耗降低20%以上，磨機(jī)處理能力提高25010以上。
3、結(jié)語
   與傳統(tǒng)破碎設(shè)備相比，慣性圓錐破碎機(jī)具有破碎比大、產(chǎn)品粒度細(xì)而均勻、單位電耗低、能破碎任何硬度的脆性物料的優(yōu)點(diǎn)，能實(shí)現(xiàn)物料的選擇性破碎，滿足“多碎少磨”新工藝的要求，是一種理想的節(jié)能超細(xì)破碎設(shè)備，采用慣性圓錐破碎機(jī)改造金屬礦山選廠可實(shí)現(xiàn)開路破碎，降低球磨機(jī)的人磨粒度，增產(chǎn)節(jié)能。同時(shí)由于破碎磨礦流程的簡化可節(jié)省設(shè)備及基建投資。球磨機(jī)入磨粒度的降低，不僅可提高其處理能力，而且可利用小直徑的球，使鋼球耗量減少一半，使磨機(jī)襯板使用壽命延長0.7—1倍，碎磨流程單位破碎比功耗下降35%~50%。同時(shí)由于破碎磨礦流程的簡化可取消棒磨機(jī)，具有十分顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。推廣應(yīng)用后，對金屬礦山的技術(shù)升級，對增強(qiáng)企業(yè)實(shí)力、盡快縮短與國外企業(yè)在生產(chǎn)成本、技術(shù)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(xiàn)實(shí)意義。