Khi lựa chọn máy nghiền khai thác mỏ, cần đánh giá một cách có hệ thống ba yếu tố cốt lõi: đặc tính nguyên liệu thô, yêu cầu năng lực sản xuất và khả năng thích ứng với địa điểm. Vận hành hiệu quả đạt được thông qua việc căn chỉnh chính xác các thông số thiết bị với các kịch bản sản xuất. Các hướng dẫn lựa chọn kỹ thuật sau đây dựa trên kinh nghiệm trong ngành:
I. Chiến lược lựa chọn phân loại kích thước nguyên liệu thô
Giai đoạn nghiền sơ cấp (Kích thước đầu vào ≥500mm)
Máy nghiền hàm: Phù hợp với vật liệu có cường độ nén ≤320MPa (ví dụ: đá sa thạch, đá phiến). Góc xoay hàm di chuyển của máy đạt 25°-30°, công suất xử lý tăng theo kích thước đầu vào. Ví dụ, máy nghiền hàm PE900×1200 xử lý kích thước đầu vào tối đa 900mm và đạt sản lượng hàng giờ từ 220-450 tấn.
Máy nghiền hồi chuyển: Lựa chọn ưu tiên cho các hoạt động khai thác quy mô lớn. Máy nghiền này thực hiện nghiền liên tục thông qua sự quay của ống lót lệch tâm, mang lại công suất xử lý gấp 1,5-2 lần so với máy nghiền hàm cùng thông số kỹ thuật. Sau khi áp dụng máy nghiền quay Φ1200mm, một mỏ quặng sắt đã tăng công suất xử lý hàng ngày từ 3.000 tấn lên 5.200 tấn.
Thích ứng với vật liệu có độ cứng cao: Khi xử lý vật liệu chứa đá granit (độ cứng Mohs 6-7) hoặc quặng sắt (độ cứng Mohs 5,5-6,5), cần sử dụng máy nghiền được trang bị má kẹp thép Mn18Cr2 hàm lượng mangan cao. Khả năng chống mài mòn của chúng vượt trội hơn 40% so với vật liệu Mn13 tiêu chuẩn.
Giai đoạn nghiền trung bình - mịn (Kích thước đầu vào 100-500mm)
Máy nghiền va đập: Thích hợp cho các loại đá có độ cứng trung bình như đá vôi (cường độ nén 100-150 MPa). Thực hiện nghiền "đá trên đá" thông qua má kẹp va đập, tạo ra sản phẩm cuối cùng hình khối với hàm lượng kim và vảy ≤8%. Sau khi áp dụng máy nghiền va đập PF1315, một nhà máy xi măng đã tăng tỷ lệ chất lượng cốt liệu từ 82% lên 95%.
Máy nghiền hình nón: Lựa chọn ưu tiên cho việc xử lý đá cứng. Sử dụng nguyên lý nghiền tầng để giảm 30% tỷ lệ hao mòn. Sau khi một mỏ đồng áp dụng máy nghiền hình nón thủy lực HPC400, chu kỳ thay thế các bộ phận hao mòn đã được kéo dài từ 1500 giờ lên 2200 giờ.
Xử lý vật liệu mềm/giòn
Máy nghiền búa: Phù hợp với các vật liệu như than (cường độ nén 30-50MPa) và thạch cao (2-10MPa), đạt được khả năng nghiền một cấp thông qua búa đập tốc độ cao. Mức tiêu thụ năng lượng của hệ thống giảm 25% so với kết hợp máy nghiền hàm + máy nghiền va đập.
Máy nghiền hàm nhỏ: Model PE250×400 vượt trội trong xử lý quặng than, với cửa nạp liệu 250×400mm, công suất 5-20 tấn/giờ và diện tích sàn chỉ 1,2 m².
II. Giải pháp cấu hình dựa trên công suất
Nhà máy chế biến quy mô nhỏ (≤500 tấn/ngày)
Kết hợp máy nghiền hàm mịn + máy nghiền búa: Máy nghiền hàm PE400×600 (16-64 tấn/giờ) kết hợp với máy nghiền búa PC800×600 (15-30 tấn/giờ). Tổng đầu tư thiết bị giảm 35% so với giải pháp máy nghiền hình nón, phù hợp với dây chuyền sản xuất cốt liệu xây dựng.
Nhà máy chế biến quy mô vừa (Công suất hàng ngày 500-2000 tấn)
Máy nghiền hình nón + Máy nghiền mịn hiệu suất cao: Máy nghiền hình nón thủy lực đa xi lanh HPT300 (120-218 tấn/giờ) kết hợp với máy nghiền va đập đứng VI-8000 (150-300 tấn/giờ). Mức tiêu thụ năng lượng của hệ thống giảm 18% so với các giải pháp truyền thống. Một nhà máy cát sỏi đã tiết kiệm được 420.000 nhân dân tệ tiền điện hàng năm sau khi triển khai.
Nhà máy chế biến quy mô lớn (công suất hàng ngày ≥2000 tấn)
Máy nghiền hồi chuyển + máy nghiền côn + máy nghiền va đập trục đứng: Một mỏ quặng sắt quy mô 10 triệu tấn sử dụng hệ thống nghiền ba cấp: máy nghiền hồi chuyển Φ1500 (1200-1500 tấn/giờ) + máy nghiền côn HPM400 (400-800 tấn/giờ) + máy nghiền va đập VSI5X (200-500 tấn/giờ). Cấu hình này đạt công suất hệ thống 3500 tấn/giờ trong khi vẫn duy trì mức tiêu thụ điện năng dưới 1,2 kWh/tấn.
III. Giải pháp thích ứng với điều kiện địa điểm
Các tình huống hạn chế về không gian
Máy nghiền hai cấp: Tích hợp nghiền sơ cấp và nghiền thứ cấp thành một thiết bị, giảm 40% chiều cao thiết bị so với thiết kế truyền thống. Sau khi áp dụng máy nghiền hai tầng 2PG1560 trong một mỏ than ngầm, nhu cầu về không gian đường hầm đã giảm 35 mét vuông, đồng thời chi phí bảo trì hàng năm giảm 180.000 nhân dân tệ.
Các tình huống hạn chế về điện
Máy nghiền di động chạy bằng dầu diesel: Các trạm nghiền di động được trang bị động cơ Cummins QSX15 cho phép hoạt động liên tục 12 giờ ở những khu vực không có lưới điện, với mức tiêu thụ nhiên liệu là 0,23 L/tấn. Một dự án xây dựng tại hiện trường áp dụng giải pháp này đã giảm thời gian di dời thiết bị từ 72 giờ xuống còn 8 giờ.
Xử lý vật liệu có độ ẩm cao
Thiết kế không sàng: Máy nghiền búa với buồng nghiền đáy hở giúp giảm tỷ lệ tắc nghẽn từ 28% (thiết bị truyền thống) xuống còn 3% khi xử lý vật liệu có độ ẩm ≤15%. Ứng dụng nhà máy điện than phế thải đã giảm thời gian ngừng hoạt động vệ sinh hàng năm xuống còn 120 giờ.
IV. Những cân nhắc lựa chọn nâng cao
Khả năng chống mài mòn được cải thiện: Khi nghiền đá cứng, các tấm kẹp bằng gang đúc crom cao (Cr26) đạt tuổi thọ gấp ba lần vật liệu Mn13 tiêu chuẩn. Sau khi triển khai tại một mỏ vàng, chi phí phụ tùng thay thế hàng năm đã giảm từ 2,1 triệu nhân dân tệ xuống còn 750.000 nhân dân tệ.
Nâng cấp tự động hóa: Hệ thống nghiền được trang bị PLC Siemens S7-1500 cho phép điều khiển từ xa 12 thông số, bao gồm tần số rung và kích thước cửa xả. Một nhà máy cát sỏi lớn đã giảm 40% chi phí nhân công sau khi triển khai.
Tối ưu hóa nghiền đa giai đoạn: Dây chuyền sản xuất cốt liệu sử dụng quy trình "máy nghiền hàm + máy nghiền côn + máy tạo cát" có thể tăng tỷ lệ cát thành phẩm 0-5mm từ 35% trong nghiền một giai đoạn lên 68%, đáp ứng tiêu chuẩn cát đường sắt cao tốc.
V. Hỗ trợ dữ liệu ngành
Tuổi thọ thiết bị: Máy nghiền được lựa chọn đúng có tuổi thọ trung bình từ 8-10 năm, trong khi thiết bị được lựa chọn sai có tỷ lệ hỏng hóc cao hơn 2,3 lần so với các thiết bị được tối ưu hóa.
So sánh mức tiêu thụ năng lượng: Thiết bị dựa trên nguyên lý nghiền tầng giúp giảm mức tiêu thụ điện năng riêng trên mỗi đơn vị sản lượng từ 15-20% so với nghiền va đập.
Chi phí bảo trì: Máy nghiền có thiết kế mô-đun giúp giảm chi phí bảo trì hàng năm từ 25-30% so với các cấu trúc truyền thống.
Được hỗ trợ bởi các thông số kỹ thuật và dữ liệu trường hợp nêu trên, có thể thiết lập ma trận lựa chọn thiết bị nghiền phù hợp với nhu cầu khai thác thực tế để tối đa hóa lợi tức đầu tư. Nên tiến hành mô hình hóa mô phỏng trong quá trình lựa chọn dựa trên các báo cáo thử nghiệm vật liệu cụ thể, kế hoạch năng lực sản xuất và mô hình 3D tại chỗ để đảm bảo độ chính xác lựa chọn thiết bị vượt quá 95%.
