选矿是整个矿产品生产过程中最重要的环节,选矿的成败关乎着整座矿山的经济效益。选矿是根据矿石中不同矿物的物理、化学性质,将有用矿物与脉石矿物分开。常见的选矿方法包括重选法、浮选法、磁选法、电选法等。
选矿过程中,矿石首先要经过破磨工艺,使有用矿物与脉石矿物、有用矿物与有用矿物相互间解离。经过破磨工艺的矿石与水混合形成矿浆。矿浆作为一种固液混合体,与选矿设备不断摩擦冲击,造成选矿设备经常磨损,需要定期更换,由此形成广阔的备件市场。根据我们测算,仅考虑磨机衬板、渣浆泵及备件、水力旋流器及备件,全球选矿备件市场规模超过400亿元。
根据Fortune business insights,全球磨机衬板市场规模大约19.2亿美元(134亿人民币),预计未来复合增速为5.3%。
根据KSB数据,2023年全球渣浆泵及备件市场规模约195亿元(25亿欧元),预计2030年将达到250亿元(3.2亿欧元)。
根据Businessresearchinsights数据,2022年水力旋流器市场规模约41.58亿元(5.94亿美元),预计2031年将达到53.27亿元(7.61亿美元),预期CAGR为2.8%。这一数字只代表了初次设备销售市场,没有考虑备品备件市场。伟尔集团的旋流器的收入中,初次设备销售占比约30%,70%来自备品备件。因此我们估算,2022年水力旋流器及备品备件市场规模约138亿元。2023年水力旋流器及备品备件市场增长至142亿元。
图表:全球渣浆泵及备件市场规模(亿元)

数据来源:KSB
当前矿石碎磨作业的主流工艺为SAB(半自磨+球磨)或者SABC工艺(半自磨+球磨+顽石破碎)。以某公司的选矿流程为例,采矿场采回原矿石后,首先通过破碎机进行初次破碎,之后通过半自磨机进行初次磨碎作业,之后小粒径矿石进入球磨机进行二次研磨,大粒径的顽石则经过破碎机破碎后再次进入半自磨机。
在使用磨机碎磨的时候,需要往磨机内加入一定比例的钢球或钢棒,借助这些磨矿介质将矿石磨碎。由于磨机内部有大量的钢球、钢棒,为了保护磨机,需要加入衬板对磨机进行保护。磨机衬板是磨机的主要耗材,衬板按材质可以分为金属衬板、橡胶衬板、复合衬板。
金属衬板材质为耐磨合金。耐磨合金发展至今经历三个阶段,代表材料分别为高锰钢、低合金耐磨钢、耐磨合金铸铁。金属衬板使用的材料主要包括高锰钢、合金钢、白口铸铁等材质。
目前行业大型的自磨机和半自磨机直径已达12.2米,大型球磨机直径已达8.5米。大直径半自磨机对衬板提出了新的要求。对小直径球磨机来说,受到的冲击力较小,衬板大多是因磨损失效报废,使用寿命可达1年。而对大直径半自磨机,其冲击力大大增加,要求衬板具有更高的抗冲击性,金属衬板极易变形破碎。铜陵冬瓜山铜矿Φ8.53×3.96m半自磨机曾试用一套高锰钢衬板,仅1个月后衬板凸起严重变形,断裂螺栓像子弹一样射出。
目前常用的半自磨机衬板材料为一般采用60CrMo、70CrMo、85CrMo及悍达板橡胶复合板。例如铜陵冬瓜山选厂Φ8.53m×3.96m半自磨引进了珠光体Cr-Mo合金钢衬板,使用寿命超过4个月。
纯橡胶衬板主要用于直径小于6.5米的小型磨机,在金属矿山领域渗透率不超过3%。对大型磨机,橡胶材质无法承受大块矿石和钢球的强大冲击力。即使对于小型球磨机来说,由于橡胶质地较软,会使磨矿效率下降约10%左右。从20世纪80年代起,橡胶衬板开始在小型球磨机、中型二段球磨机中使用。但是橡胶衬板体积增加、耐磨性差,降低磨机有效容积,影响了产量和使用寿命,同时降本也不太明显,因此在国内并未推广。根据《橡胶金属复合衬板在大型半自磨机中的应用和需要注意的问题》,在金属矿山行业,国内球磨机使用橡胶衬板不超过总需求量3%。
复合衬板在实际生产中收获了良好的成效。复合衬板的价格大约3~4万/吨,金属衬板的价格大约1.5万/吨。但由于复合衬板的质量仅为传统钢衬板的40%~70%,因此更换为复合衬板的成本增加并不明显。但复合衬板的寿命、节能优势明显,可以显著增加矿企收益。2016年3月,江西银山铜矿选矿厂从加拿大引入了中国第一套橡胶复合衬板,并应用于Φ7.0m×3.5m的半自磨机。江西银山铜矿选矿厂在使用这种复合橡胶衬板期间,没有任何破裂的迹象,寿命达到11个月。维护工作量大大减少,使用橡胶复合衬板的实际的停车更换衬板时间只需1天(之前更换金属衬板则需3~4天)。一年约节能128万度电,可节约钢球154吨。
海外龙头看好橡胶(复合)衬板,加码布局。美卓、FLSmidth都具有自己的橡胶(复合)衬板。2015年,美卓就将复合衬板Poly-met系列应用于智利国家铜矿。2023年,美卓将原来的橡胶衬板SKEGA Classic升级为SKEGA Life,寿命提升25%。FLSmidth提供的复合衬板PulpMax系列,采用金属、橡胶、陶瓷三种材料复合而成,平均重量降低50%,使用寿命更长。






















研究院服务号
中研网订阅号