優(yōu)化雙層復振篩在選礦生產(chǎn)中的應用

劉興全 蔡海輝 陳俊豪 程福超

(鞍鋼集團礦業(yè)有限公司，遼寧 鞍山114000)

0 引言

某磁選廠工藝流程是階段磨礦-單一磁選-細篩再磨工藝流程。細篩作業(yè)采用的是某廠第一代電磁振動振網(wǎng)篩，長期使用后機體老化，振動減弱，篩分效率降低，細篩再磨循環(huán)量增大，生產(chǎn)上產(chǎn)生嚴重后果。一是再磨超負荷運行，降低了再磨磨礦效果，入篩粒度低于標準；二是二段脫水槽負荷過大，上升水量給不上，影響產(chǎn)品質(zhì)量；三是進一步提高細篩振幅、瞬振、瞬振時間等控制參數(shù)，造成細篩控制柜溫升過高，細篩故障率升高，同時構(gòu)成火災隱患。為了解決這一制約生產(chǎn)的難題，將原細篩改造為雙層復振篩。通過現(xiàn)場對比試驗，考察雙層復振篩篩分效率和品位變化情況，確定雙層復振篩最佳控制參數(shù)，提高篩分效率。通過長周期運行，優(yōu)化解決雙層復振篩存在的問題，延長聚氨酯篩網(wǎng)使用周期，降低運行成本，優(yōu)化生產(chǎn)操作，降低選別設(shè)備作業(yè)率，增加經(jīng)濟效益。

1 設(shè)備簡介

雙層復振篩的結(jié)構(gòu)，見圖1。其結(jié)構(gòu)與原電磁振動振網(wǎng)篩結(jié)構(gòu)類似，在原先篩箱上部增加了兩臺振動電機，結(jié)合8個激振器，由篩上電機的直線振動與電磁振動形成復合振動。復合振動的振動幅度大，比單一振動有更高的工作效率。上層篩網(wǎng)采用不銹鋼金屬編織網(wǎng)或聚氨酯材質(zhì)篩網(wǎng)，下層篩網(wǎng)采用高分子聚氨酯材質(zhì)的篩網(wǎng)，聚氨酯篩網(wǎng)具有優(yōu)良的物理機械性能：高強度、高彈性、高耐磨，開孔率在27%以上，具有操作簡單、性能穩(wěn)定、篩分效率高、功耗低、自清理篩網(wǎng)等特點。

1—篩前溜槽；2—篩箱；3—瓦座減振組合；4—漏斗；5—機架組合；6—給料箱；7—減振彈簧；8—控制柜

2 細篩技術(shù)參數(shù)

雙層復振篩與電磁振動篩的技術(shù)參數(shù)見表1。

表1 細篩技術(shù)參數(shù)

與原電磁振動振網(wǎng)篩相比，雙層復振篩有2個篩上電機，用于細篩篩箱的振動，而原細篩無篩上電機；其篩面傾角只有16°，比原細篩篩面傾角小9°；其下層篩網(wǎng)采用的是聚氨酯篩網(wǎng)，使用周期6個月以上，比原細篩使用的不銹鋼金屬編織網(wǎng)使用周期大幅延長；其篩孔尺寸0.095 mm×2 mm，也比原篩網(wǎng)的篩孔尺寸大。

3 通過考察篩分效率，優(yōu)化確定最佳控制參數(shù)

3.1 不同振幅條件下取樣1的數(shù)據(jù)分析

取樣前調(diào)整好篩給泵轉(zhuǎn)速，保證篩給泵穩(wěn)定運行不“打空”，調(diào)整好取樣篩的給礦量。

在細篩瞬振強度40%不變的情況下，分別調(diào)整細篩振幅15%、20%、25%、30%時取細篩給礦、篩上和篩下礦漿，每次取樣間隔15 分鐘，細篩瞬振時不取樣。每天一個批次，水篩-0.074 mm粒度，計算篩分效率，并化驗品位。

不同振幅條件下取樣1數(shù)據(jù)如下表2。

表2 不同振幅條件下篩分效率和品位(質(zhì)量分數(shù)) %

由表2可知，隨著振幅的升高，篩分效率升高，而篩下品位基本不變。其中細篩振幅15%時篩分效率太低，可以將此參數(shù)剔除。

3.2 不同振幅條件下取樣2的數(shù)據(jù)分析

同上，不同振幅條件下取樣2數(shù)據(jù)如下表3。

表3 不同振幅條件下篩分效率和品位(質(zhì)量分數(shù)) %

由表3可知，隨著振幅的升高，篩分效率升高，而篩下品位基本不變。其中振幅30%和35%時篩分效率較高。

3.3 不同振幅和瞬振條件下的數(shù)據(jù)分析

在細篩振幅30%、35%以及瞬振強度40%、45%時取細篩給礦、篩上和篩下礦漿，每次取樣間隔15分鐘，細篩瞬振時不取樣。每天一個批次。

不同振幅和瞬振條件下數(shù)據(jù)，見表4。

表4 不同振幅和瞬振條件下篩分效率和品位(質(zhì)量分數(shù)) %

由表4可知，瞬振強度不變，隨著振幅的升高，篩分效率升高，而篩下品位基本不變，其中振幅35%比30%時篩分效率高。振幅不變，隨著瞬振強度的升高，篩分效率升高，其中瞬振強度50%比45%時篩分效率高。綜合上述分析，確定雙層復振篩最佳控制參數(shù)：振幅35%、瞬振強度45%和50%，篩分效率均超過50%。

4 優(yōu)化解決聚氨酯篩網(wǎng)淤堵導致篩分效率下降問題

4.1 聚氨酯篩網(wǎng)淤堵解決方案的探索

雙層復振篩運行兩個月后，發(fā)現(xiàn)細篩循環(huán)量逐漸增加，篩下量明顯減少，考察篩分效率，明顯低于前期數(shù)據(jù)。詳細檢查研究后發(fā)現(xiàn)由于篩網(wǎng)安裝角度小、運行時間長再加上礦漿中含有部分礦泥等粘性物質(zhì)，造成篩網(wǎng)背面篩孔淤堵，篩分效率下降。聚氨酯篩網(wǎng)運行兩個月后篩網(wǎng)背面淤堵，見圖2。

圖2 聚氨酯篩網(wǎng)背面淤堵圖

由圖2可知，聚氨酯篩網(wǎng)長時間(兩個月)運行后，篩網(wǎng)背面淤堵嚴重。經(jīng)反復對比考察試驗，最終將聚氨酯篩網(wǎng)整片拆下來，再用高壓水槍沖洗篩網(wǎng)，沖洗后篩網(wǎng)達到了與新篩網(wǎng)一樣的效果。從聚氨酯篩網(wǎng)背面沖洗效果見圖3、篩網(wǎng)沖洗前后考察篩分效率見表5。

圖3 從背面沖洗聚氨酯篩網(wǎng)沖洗效果圖

表5 篩網(wǎng)沖洗前后篩分效率(質(zhì)量分數(shù)) %

由表5可知，聚氨酯篩網(wǎng)運行兩個月后，篩分效率只有34.19%，比新篩網(wǎng)低15.81%，效率下降明顯。通過沖洗篩網(wǎng)后，篩分效率重新達到58.62%，比篩網(wǎng)沖洗前提高了24.43%，沖洗效果顯著。

4.2 解決聚氨酯篩網(wǎng)淤堵方案的再優(yōu)化

沖洗后的篩網(wǎng)效率提升明顯，但存在兩個問題：一是整個拆洗裝過程需要的時間長達30分鐘，全部雙層復振篩需要10個小時以上，勞動強度大。二是頻繁多次拆裝聚氨酯篩網(wǎng)，增加了篩網(wǎng)破損的幾率，篩網(wǎng)破損后需要更換新篩網(wǎng)，損失較大。經(jīng)過反復探究，對比考察，最終確定在篩網(wǎng)正面用高壓水槍沖洗篩網(wǎng)，從篩網(wǎng)正面沖洗篩網(wǎng)后沖洗效果圖，見圖4。

圖4 從正面沖洗聚氨酯篩網(wǎng)沖洗效果圖

由圖4可知，從篩網(wǎng)正面沖洗聚氨酯篩網(wǎng)后，基本上能夠沖洗掉篩網(wǎng)背面的淤堵，雖然沒有將篩網(wǎng)拆下來從背面沖洗的徹底，但沖洗時間大幅降低，達到每臺5分鐘左右，既降低了工人的勞動強度，又可避免拆裝過程中損壞篩網(wǎng)。

篩網(wǎng)沖洗后，考察篩分效率見表6。

表6 篩網(wǎng)沖洗前后篩分效率(質(zhì)量分數(shù)) %

由表6可知，從正面沖洗聚氨酯篩網(wǎng)后，篩分效率從沖洗前37.84%提高到?jīng)_洗后的57.42%，提高了19.58%，與將聚氨酯篩網(wǎng)拆下來沖洗后的篩分效率相近，滿足生產(chǎn)需要。

5 合理確定聚氨酯篩網(wǎng)沖洗周期

合理的沖洗周期是保證篩分效率持續(xù)穩(wěn)定的關(guān)鍵，從篩分效率變化情況來確定篩網(wǎng)沖洗周期。篩網(wǎng)沖洗后篩分效率見表7。

表7 篩網(wǎng)沖洗后篩分效率(質(zhì)量分數(shù)) %

由表7可知，篩網(wǎng)沖洗后篩分效率一直保持在50%以上，并逐漸降低，第8天開始篩分效率略低于50%，據(jù)此確定聚氨酯篩網(wǎng)每周沖洗一次。

6 延長篩網(wǎng)使用周期，降低雙層復振篩運行成本

聚氨酯篩網(wǎng)使用6個月后，每周沖洗一次。沖洗后不同時段考察篩分效率。細篩篩分效率數(shù)據(jù)見表8。

表8 一篩篩分效率(質(zhì)量分數(shù)) %

由表8中可以看出，聚氨酯篩網(wǎng)運行6個月以后通過沖洗篩網(wǎng)，篩分效率能夠保持在50%以上，滿足生產(chǎn)需要。

為了延長聚氨酯篩網(wǎng)使用周期，降低復振篩運行成本，同時還要保證細篩篩分效率滿足生產(chǎn)需要，著重從以下五個方面強化細篩管理。一是強化細篩操作，合理調(diào)整給礦量，調(diào)整控制參數(shù)，提高細篩篩分效率；二是保證上層篩網(wǎng)良好狀況，避免礦漿直接沖擊到聚氨酯篩網(wǎng)上；三是每周沖洗聚氨酯篩網(wǎng)一次，保證篩分效率在50%以上；四是聚氨酯篩網(wǎng)運行6個月后，每天檢查篩網(wǎng)是否破損，每周詳細檢查篩網(wǎng)運行情況；五是定期取樣考察篩分效率變化情況。根據(jù)篩分效率變化數(shù)據(jù)確定聚氨酯篩網(wǎng)最終更換時間，延長聚氨酯篩網(wǎng)使用周期，降低其運行成本。

7 優(yōu)化生產(chǎn)運行，實現(xiàn)降本增效

雙層復振篩應用之后，篩分效率大幅度提高，大幅減少了細篩篩上量，即降低了再磨機給礦量，改造前5臺再磨機全運行，仍不能滿足生產(chǎn)需要，改造后實現(xiàn)停開一臺再磨機，同時停一臺二篩給泵和相關(guān)選別設(shè)備，大幅度降低了鋼球消耗和電耗。

雙層復振篩使用之前再磨作業(yè)率平均98.58%，優(yōu)化生產(chǎn)運行后再磨作業(yè)率降低到80%，降低了18.58%。再磨機5臺，功率400 kw/臺，再磨作業(yè)率降低年節(jié)約電費計算如下：(400 ×5×80%×24×365×18.58%×0.561 4)/10 000=146.19萬元。

再磨機平均每月消耗鋼球24 t/臺，鋼球單價為3 800元/t，優(yōu)化生產(chǎn)運行后再磨待開1臺，年節(jié)約鋼球費用計算如下：24×3 800×12/10 000=109.44萬元。

雙層復振篩使用之前二篩給泵開動4臺，優(yōu)化生產(chǎn)運行后僅轉(zhuǎn)3臺就能滿足生產(chǎn)需要，年節(jié)約電費計算如下：(55×24×365×0.561 4)/10 000=27.04萬元。

強化細篩管理，延長下層聚氨酯篩網(wǎng)使用周期，由6個月延長到1兩個月。一篩二篩各20臺，聚氨酯篩網(wǎng)單價7 000元/片，優(yōu)化生產(chǎn)運行后，一篩細篩作業(yè)率平均90%、二篩細篩作業(yè)率平均75%，年節(jié)約聚氨酯篩網(wǎng)費用計算如下：7 000×2×(20×90%+20×75%)=46.2萬元/年。

綜上所述，雙層復振篩運行后，優(yōu)化生產(chǎn)組織，實現(xiàn)降本增效，年增加經(jīng)濟效益328.87萬元。

8 結(jié)語

1)雙層復振篩應用后，通過取樣考察篩分效率和品位，確定最佳的控制參數(shù)：振幅35%、瞬振強度45%和50%。在最佳控制參數(shù)條件下，細篩篩分效率在50%以上。

2)雙層復振篩下層聚氨酯篩網(wǎng)長時間運行后，篩網(wǎng)背面淤堵，影響篩分效率。從篩網(wǎng)正面用高壓水槍沖洗篩網(wǎng)，每臺細篩篩網(wǎng)詳細沖洗5分鐘。沖洗后能夠保證篩分效率在50%以上，滿足生產(chǎn)需要。每周沖洗一次篩面，延長篩網(wǎng)使用周期，由最初6個月可延長至1兩個月以上，大幅度降低了運行成本。

3)雙層復振篩應用以后，強化細篩管理，優(yōu)化生產(chǎn)運行，年增加經(jīng)濟效益328.87萬元。