目前，我國金屬礦山大多數(shù)是20世紀(jì)50～70年代建設(shè)的，經(jīng)過幾十年的開采，可采儲量和礦石品位急劇下降，礦產(chǎn)資源逐漸枯竭，很多金屬礦山低產(chǎn)、低效，虧損嚴(yán)重。礦產(chǎn)資源不可再生，我國金屬優(yōu)質(zhì)礦少，礦石品位低，嵌布粒度細(xì)，礦物不易解離，要磨至- 200目占85%以上才能有效進行選別。要充分利用礦產(chǎn)資源，就必須采用新技術(shù)和新設(shè)備來降低成本，增強企業(yè)實力，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。
1、入磨粒度與破磨成本的關(guān)系
    物料破碎是礦物及土石質(zhì)原料加工必不可少的工藝過程，這個過程是用外力（人力、機械力、電力、化學(xué)能、原子能等）施加于被破碎物料上，克服物料分子間的內(nèi)聚力，使大塊物料分裂成若干小塊。破碎的目的是：達到合格產(chǎn)品粒度，為下道工序提供原料；使物料中有用成分解離，為選別的除雜提純創(chuàng)造條件；增加原料的比表面積。
    經(jīng)過50多年的實踐和總結(jié)，通過破碎與磨碎的能源消耗與利用、基建成本的差異和不同入磨粒度的磨礦成本與效益等不同方面和不同層次進行的破碎與磨碎研究分析比較，粉碎領(lǐng)域正大力提倡“多碎少磨”的新工藝流程，即降低入磨粒度，增加細(xì)粒級在最終破碎產(chǎn)品中的含量，從而提高磨機的處理能力，達到降低破磨工序電耗和金屬消耗量、減少成本、增加經(jīng)濟效益，提高企業(yè)市場競爭力的目的。
    如何確定最佳入磨粒度，粉碎領(lǐng)域經(jīng)過幾十年的研討，提出以下幾種方法。
    (1)羅蘭方法：最佳入磨粒度與功指數(shù)的平方根成反比。硬而難磨的礦石最佳入磨粒度應(yīng)小些，軟而易磨的礦石最佳入磨粒度可大些。入磨粒度大于最佳值，磨機效率會降低。(2)奧列夫斯基方法：在適宜磨礦條件下，入磨粒度降低，磨機生產(chǎn)能力提高。(3)邦德方法：按照邦德功耗理論分別計算破碎和磨礦的能耗，得出在入磨粒度為- 13mm時，破磨總能耗最低。(4)沙伐哈特金方法：選廠的生產(chǎn)率越高，則由入磨粒度的降低而產(chǎn)生的經(jīng)濟效益越大。
    圖1表示破磨成本與入磨粒度關(guān)系，在一定工況條件下，存在一個最佳入磨粒度，此時破磨成本最低。入磨粒度大于最佳入磨粒度時，降低入磨粒度，破碎作業(yè)增加的成本小于磨礦作業(yè)降低的成本，破磨總成本降低；如果把入磨粒度降得比最佳人磨粒度更小，則破碎作業(yè)增加的成本大于磨礦作業(yè)降低的成本，破磨總成本增加。
    以前由于破碎設(shè)備的局限，一般選廠入磨粒度為-25 mm，隨著新理論和新技術(shù)的應(yīng)用，新型破碎設(shè)備不斷出現(xiàn)，最佳入磨粒度越來越小，破磨總成本不斷降低。根據(jù)目前國際先進破碎設(shè)備可以達到的水平，在不同工況下最佳入磨粒度為6～10 mm。
    縱觀粉碎領(lǐng)域，合理配置破磨作業(yè)工藝流程，改進現(xiàn)有破碎機的結(jié)構(gòu)及進行參數(shù)優(yōu)化，提高設(shè)備性能，簡化和改革破碎工藝流程，降低入磨粒度，已經(jīng)成為各國實現(xiàn)多碎少磨目標(biāo)的研究課題。而實現(xiàn)這一目標(biāo)的最有效、最經(jīng)濟的方法就是設(shè)計研制大破碎比、高效、低耗的新型破碎設(shè)備。
2、GYP-1200慣性圓錐破碎機
    慣性圓錐破碎機是俄羅斯研制的破碎領(lǐng)域具有革命性突破的新型節(jié)能細(xì)碎設(shè)備‘21"，以其先進的破碎理論、獨特的設(shè)計思路、合理的機械結(jié)構(gòu)和優(yōu)良的性能代表了當(dāng)前世界圓錐破碎機的最高水平，能夠有效降低入磨粒度，很好地滿足“多碎少磨”新工藝的要求。
    慣性圓錐破碎機的結(jié)構(gòu)如圖2所示。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(gòu)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(zhuǎn)運動通過傳動機構(gòu)傳給固定在軸套上的激振器，激振器旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)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(nèi)，動錐靠近定錐時，物料受到?jīng)_擊和擠壓被破碎，動錐離開定錐時，破碎產(chǎn)品因自重由排礦口排出。動錐與傳動機構(gòu)之間無剛性聯(lián)接。
    與偏心圓錐破碎機不同的是，慣性圓錐破碎機的破碎腔是擠滿給料，通過向物料層施加嚴(yán)格定量的由慣性力造成的破碎力，可以使物料層適當(dāng)?shù)貕簩�，使物料承受全方位的擠壓，全部顆粒都受力，物料顆粒之間相互作用，出現(xiàn)微裂紋和產(chǎn)生粉碎，從而實現(xiàn)“料層粉碎”。料層粉碎產(chǎn)品如果給入磨機，顆粒微裂紋可使磨機給料功指數(shù)降低10%～25%，物料在磨機中易于解離和磨碎；破碎產(chǎn)品如果直接浸出，顆粒微裂紋有助于浸出液滲入而提高粗粒級產(chǎn)品的金屬回收率。
    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(zhuǎn)應(yīng)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，那些晶格缺陷與剪切力方向重合的顆粒被破碎。這樣物料主要沿晶格間的區(qū)域破碎而不破碎晶體本身，破碎后的物料具有最低過粉碎，從而實現(xiàn)了物料的“選擇性破碎”，有利于多種成分物料中有用礦物解離和減少物料中有用成分的過粉碎。
    慣性圓錐破碎機具有破碎比大、節(jié)能、技術(shù)指標(biāo)穩(wěn)定、操作安裝方便等優(yōu)點，可破碎任何硬度的脆性物料。表1為GYP-1200慣性圓錐破碎機主要技術(shù)參數(shù)。
3、GYP-1200慣性圓錐破碎機生產(chǎn)應(yīng)用
3.1礦石性質(zhì)
    鞍鋼集團某破碎車間所處理的鐵礦石，是東鞍山鐵礦供給的鞍山系沉積變質(zhì)巖，即所謂“鞍山式含鐵石英巖”，礦石質(zhì)地致密，浸染粒度較細(xì)，一般為0. 04~0.2 mm之間，最細(xì)為0.004 mm，需磨至- 200目占85~90%才能基本達到單體分離。礦石硬度廠= 17~18，密度為3.4g Cljl-3，主要有鐵礦物為赤鐵礦、磁鐵礦、褐鐵礦、鏡鐵礦等，脈石礦物主要為石英，其次為角閃石、綠泥石等。礦石的物相分析見表2，化學(xué)多元素分析見表3。
3.2原破碎生產(chǎn)工藝流程考察
    該破碎車間原采用四段閉路破碎生產(chǎn)工藝流程，破碎流程最終產(chǎn)品粒度為見表4。
    原破碎生產(chǎn)工藝流程存在的主要問題是：(1)破碎流程最終產(chǎn)品粒度大，-12 mm含量在80%以下，加權(quán)平均粒度為8.7 mm，難以實現(xiàn)多碎少磨的目標(biāo)，能耗高，工藝流程長，破碎段數(shù)多。(2)礦石難破碎，尤其是-30 mm的礦石特別難破碎。
3.3  新破碎生產(chǎn)工藝流程方案設(shè)計
    新的破碎生產(chǎn)工藝流程采用兩段破碎，如圖3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- 350 mm的原礦給入EP400×600顎式破碎機，破碎產(chǎn)品經(jīng)過振動篩，+12 mm的物料進入GYP-1200慣性圓錐破碎機，-12 mm的物料
進入粉礦倉。因為GYP-1200慣性圓錐破碎機產(chǎn)品粒度細(xì)，實行開路破碎，產(chǎn)品直接進入粉礦倉。
3.4生產(chǎn)應(yīng)用
    從2005年11月6日起正式開車，至2006年2月15日，GYP-1200慣性圓錐破碎機運行情況良好，達到了生產(chǎn)要求。
    在生產(chǎn)應(yīng)用中多次取樣測試，GYP-1200慣性圓錐破碎機主機轉(zhuǎn)速為590rmin-1，電流250~290A，產(chǎn)量為62.3~79. 2th-1，在給料粒度為-100~+12 mm時產(chǎn)品篩分粒度見表5。
    GYP-1200慣性圓錐破碎機的破碎產(chǎn)品中，-9mm含量在80%以上，加權(quán)平均粒度在4.9 mm以下。
4、結(jié)語
    1、GYP-1200慣性圓錐破碎機破碎產(chǎn)品加權(quán)平均粒度在4.9 mm以下，比原破碎生產(chǎn)工藝流程最終產(chǎn)品加權(quán)平均粒度8.7 mm下降44%，入磨粒度極大降低；破碎生產(chǎn)工藝流程由四段閉路破碎簡化為兩段破碎，工藝流程簡單先進，土建和施工量小，節(jié)省了投資成本和運轉(zhuǎn)費用。
    2、GYP-1200慣性圓錐破碎機的成功應(yīng)用表明，該機能有效降低入磨粒度，很好地滿足“多碎少磨”新工藝的要求。采用慣性圓錐破碎機改造金屬礦山選廠可實現(xiàn)開路破碎，降低球磨機的入磨粒度，增產(chǎn)節(jié)能降耗；同時由于破碎磨礦流程的簡化可節(jié)省設(shè)備及基建投資，具有十分顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。推廣應(yīng)用后，對金屬礦山的技術(shù)升級，提升行業(yè)的技術(shù)和裝備水平，提高我國金屬礦山在國際上的競爭力，均有重大的現(xiàn)實意義。