1、前言
我国有色金属矿山矿石年产量超过1亿t，但大部分有色金属矿的品位低，嵌布粒度细，矿物不易解离，要磨至- 0.074mm才能有效进行选别。目前大多数有色金属矿山选厂，功耗和钢耗构成了整个生产成本的主要部分，占选厂成本的60%以上。特别是磨矿，其单位能耗远比破碎高得多，占整个矿物粉碎作业的89%~93%，占整个选厂的40%~70%。粉碎过程中电耗、钢耗和原材料消耗极大。目前国内有色金属选厂粉碎阶段处理每吨原矿的电耗平均约为16kW h，占选矿厂总电耗的40%左右，钢耗平均约1.5kg/t，以此计算，有色金属选厂每年粉碎电耗就达16亿kW h，钢耗15万t，因此，在有色金属矿山实行节能降耗，可产生巨大的社会效益和经济效益。
近几年来，外国矿山选厂新建的先进破碎系统，物料经过两段破碎，产品粒度可以达到12~25mm，采用三段或四段破碎，产品粒度可达到6mm以下。
国内不少有色金属矿山选厂经过三段或四段破碎，入磨粒度还维持在25~30mm，达到15~18mm就比较先进。目前国内有色金属矿山破碎工艺流程存在的问题是：破碎产品粒度大，难以贯彻“多碎少磨”的节能原则，能耗，钢耗高；破碎工艺流程冗长，破碎段数多，需配备的
破碎机、筛分机及转载的皮带运输机台数必然增加；设备台数和作业段数多，所需设置的辅助操作岗位也必然多；设备配置需要的高差大，造成土建和施工方面工程量的增加，并给总图和工艺配置造成困难；投资成本、运转成本高。
破碎和磨矿的作用原理表明：强化破碎，尽量降低入磨
粒度，是提高碎磨效率、降低选矿成本的重要途径。磨机的效率只有1%，破碎机的效率达10%。而且与磨机相比，破碎机能耗低、运转维护简单，因此使用超细碎破碎设备，用破碎机部分取代磨机，实现“多碎少磨”是当前粉碎工程领域的发展趋势。
“多碎少磨”是粉碎工程领域普遍公认的节能降耗的重要途径，“料层粉碎”是粉碎机理的一大突破。惯性圆锥破碎机便是基于“料层粉碎”机理，实现“多碎少磨”节能降耗的代表设备之一。
俄罗斯圣彼得堡“米哈诺布尔”科技股份有限公司经过40多年努力研究，终于研制成功新型节能超细破碎设备——惯性圆锥破碎机。惯性圆锥破碎机以其先进的破碎理论、独特的设计思路、合理的机械结构和优良的性能代表了当前世界圆锥破碎机的最高水平，能够很好地满足“多碎少磨”新工艺的要求。
2、惯性圆锥破碎机的结构特点
惯性圆锥破碎机的结构如图1所示�；逋ü粽裨湓诘准苌�，工作机构由定锥和动锥组成，锥体上均附有耐磨衬板，衬板之间的空间形成破碎腔。动锥轴插入轴套中，电动机的旋转运动通过传动机构传给固定在轴套上的激振器，激振器旋转时产生惯性力，迫使动锥绕球面支承的球心做旋摆运动。在一个垂直平面内，动锥靠近定锥时，物料受到冲击和挤压被破碎，动锥离开定锥时，破碎产品因自重由排矿口排出。动锥与传动机构之间无刚性联接。
破碎腔内无物料时，动锥在激振器的惯性力作用下冲击定锥内表面，有沿定锥内表面滚动的趋势，定锥给动锥的反作用力迫使动锥弹离定锥内表面，这时动锥的运动是沿定锥内表面振动式滚动，定锥与动锥的每一次接触都是点接触，定锥对动锥的摩擦力小于轴套对动锥的摩擦力，因此动锥的旋转方向与轴套的旋转方向相同。
破碎腔内有物料时，动锥沿物料层滚动，每滚动一周都伴随着强烈的振动，由于是挤满给料，物料层与动锥的接触是面接触，物料层对动锥的摩擦力大于轴套对动锥的摩擦力，因此动锥的旋转方向与轴套的旋转方向相反。
与传统的破碎设备相比，惯性圆锥破碎机具有以下优点：
(1)具有良好的“料层选择性破碎”作用。由于是挤满给料，被破碎物料在破碎腔中承受全方位的挤压、剪切和强烈的脉动冲击作用，料层内颗粒相互作用，造成颗粒间的强制自粉碎。料层阻止破碎腔的衬板直接接触，防止衬板互相研磨，避免研磨下来的金属污染被破碎的物料，从而使研磨体耗量大大降低，仅为棒磨机的1/19。单位破碎比功耗仅为普通设备的一半左右。
(2)破碎比大，产品粒度可调。该机的破碎力与被破碎物料硬度及充填率无关，主要取决于偏心静力矩及转速。调节偏心静力矩、转速和排料口尺寸，可很方便地调节所需的破碎比(4~ 30)，根据需要可有效地防止过粉碎，提高某粒级段的产率或相反增加细粉的产量。
(3)技术指标稳定，产品粒度几乎与衬板磨损无关。
(4)操作安装方便。由于整机采用二次隔振，基础振动小，工作噪音小，安装时不需庞大基础和地脚螺栓。
(5)良好的过铁性能。由于动锥与传动机构之间无刚性联接，如果物料中混入不可破碎的物体，动锥暂时停止运动，激振器将绕动锥轴继续转动，不会破坏传动系统和主机。
(6)简化碎磨流程，减少辅助设备台数。该机充满给料，无需专门的给料机，可满负荷启动和停车，操作、监测和控制十分方便；由于产品粒度细，无需振动筛构成闭路，大大节省设备和基建投资。
(7)应用范围广。调节破碎机工作参数，可破碎任何硬度的脆性物料。
3、惯性圆锥破碎机在有色金属矿山的应用情况
北京矿冶研究总院和俄罗斯圣彼得堡“米哈诺布尔”科技股份有限公司合资成立了北京凯特破碎机有限公司，短短几年，己生产出数10台不同规格的惯性圆锥破碎机，并己广泛用于金属矿及非金属矿、电子、陶瓷、涂料、冶金、耐火材料、化工、磨料磨具、建材、医药、食品等行业的物料破碎领域，均取得了显著的经济效益和社会效益。下面为惯性圆锥破碎机在有色金属矿山的部分应用实例。
宁夏某有色金属冶炼厂破碎氮化物附产品，要求产品粒度在0.147mm至0.0043mm之间，使用GYP - 100惯性圆锥破碎机，一次破碎合格产品占70%。
表2为GYP - 300惯性圆锥破碎机破碎矿钨钼矿石(硬度f= 11~13，给料粒度为O~25mm)时，不同偏心静力矩和排料间隙时破碎机的性能指标。
从表2可知，产品粒度90%在2mm以下，必要时产品粒度可控制在90%为1mm以下，破碎比高达25，调节排料间隙，可很方便地调节所需的破碎比。
湖南郴州某有色金属矿山选厂在破磨系统改造中使用了1台GYP-600惯性圆锥破碎机，该机产品粒度-5mm占95%，与原破磨系统相比，新系统能耗下降20%，入磨粒度下降40%，产量提高28%。
云南某公司采选分厂原粉碎工艺流程为400mm×600mm颚式破碎机一筛分一150mm×750mm颚式破碎机一棒磨机，入磨粒度为30~40mm，现拟采用1台GYP-900惯性圆锥破碎机代替150mm×750mm颚式破碎机，入磨粒度90%在7mm以下，预计棒磨机产量增加40%以上，新粉碎工艺流程能耗下降20%以上。
北京矿冶研究总院和安徽铜陵有色金属公司联合攻关，对下属某铜矿选厂细碎系统进行改造，采用PD90120低矮大破碎比颚式破碎机加GYP - 1200惯性圆锥破碎机，实现两段破碎工艺，破碎生产线的能力为1200~ 1500t/d;破碎物料的粒度由- 750mm破碎至- 8mm，预计系统破碎比达90以上，与原破磨流程（入磨粒度为20mm）相比，系统能耗降低20%以上，磨机处理能力提高25%以上。
4、结语
与传统破碎设备相比，惯性圆锥破碎机具有破碎比大，产品粒度细而均匀，单位电耗低，能破碎任何硬度的脆性物料的优点，能实现物料的选择性破碎，满足“多碎少磨”新工艺的要求，是一种理想的节能超细破碎设备，采用惯性圆锥破碎机改造有色金属矿山选厂可实现开路破碎，降低球磨机的入磨粒度，增产节能。同时由于破碎磨矿流程的简化可节省设备及基建投资。球磨机入磨粒度的降低，不仅可提高其处理能力，而且可利用小直径的球，可使钢球耗量减少一半，磨机衬板使用寿命延长0.7—1倍，碎磨流程单位破碎比功耗下降35%~ 50%。同时由于破碎磨矿流程的简化可取消棒磨机，具有十分显著的经济效益和社会效益。推广应用后，对有色金属矿山的技术升级，对增强企业实力、尽快缩短与国外企业在生产成本、技术装备水平等方面的差距，提高我国有色金属矿山在国际上的竞争力，均有重大的现实意义。
