科特迪瓦錳礦的篩分設(shè)備選型實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性分析

摘要：隨著“一帶一路”倡議的持續(xù)實(shí)施，越來越多的中國(guó)企業(yè)進(jìn)軍國(guó)際市場(chǎng)。中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)、中國(guó)工藝和中國(guó)設(shè)備等隨之走出國(guó)門，走向世界。礦業(yè)開發(fā)領(lǐng)域也是如此，采礦設(shè)備選型合適與否直接影響企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，間接關(guān)系中國(guó)工藝落地，甚至是中國(guó)制造的地位和形象。以科特迪瓦某錳礦為例，分析采礦篩分設(shè)備選型實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性，以更好地開展生產(chǎn)。總體上講，移動(dòng)式振動(dòng)篩分機(jī)更適用于旱季和紅土型錳礦，而移動(dòng)式滾筒篩分機(jī)可以在雨季替代移動(dòng)式振動(dòng)篩分機(jī)，泥石分離篩分機(jī)適用于含礦量少或者價(jià)值低的原礦規(guī)?；Y分。

關(guān)鍵詞：錳礦；篩分；設(shè)備；選型；實(shí)用性；經(jīng)濟(jì)性

中圖分類號(hào)：TD422 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1008-9500（2024）05-00-04

DOI：10.3969/j.issn.1008-9500.2024.05.014

Practical and Economic Analysis of Screening Equipment Selection for Cote d’Ivoire Manganese Ores

LI Quan

（China National Geological amp; Mining Corporation， Beijing 100000， China）

Abstract： With the continuous implementation of the “the Belt and Road” initiative， more and more Chinese enterprises have entered the international market. Chinese standards， Chinese craftsmanship， and Chinese equipment have subsequently gone abroad and entered the world. The same applies to the field of mining development， and the suitability of mining equipment selection directly affects the economic benefits of enterprises， indirectly affects the implementation of Chinese technology， and even the status and image of Chinese manufacturing. Taking a manganese ore in Cote d’Ivoire as an example， the practicality and economy of selecting mining screening equipment are analyzed to better carry out production. Overall， mobile vibration screening machines are more suitable for dry seasons and laterite type manganese mines， while mobile drum screening machines can replace mobile vibration screening machines during rainy seasons， and mudstone separation screening machines are suitable for large-scale screening of raw ore with low ore content or low value.

Keywords： manganese ore; screening; equipment; selection; practicality; economy

礦業(yè)開發(fā)是一種門類繁多的工程，涵蓋地質(zhì)學(xué)、采礦學(xué)和機(jī)械學(xué)等技術(shù)領(lǐng)域。其中，設(shè)備選型工作至關(guān)重要[1-2]。對(duì)于西非露天錳礦來說，篩分是錳礦開采過程必不可少的一道程序。因此，深入探討露天錳礦開采中篩分設(shè)備選型的實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性對(duì)整個(gè)礦業(yè)的發(fā)展至關(guān)重要。

1 項(xiàng)目背景

科特迪瓦位于非洲西海岸，東接加納，北與馬里和布基納法索相鄰，西鄰幾內(nèi)亞和利比里亞，南朝廣闊的幾內(nèi)亞灣。科特迪瓦國(guó)土面積為32萬km2，南部為熱帶雨林區(qū)，地勢(shì)比較平坦，北部為熱帶草原區(qū)，地勢(shì)略有起伏，西部地區(qū)主要為低山丘陵。礦區(qū)處于熱帶季雨林區(qū)，氣候潮濕，雨季和旱季分明。雨季又分為大雨季（5—8月）和小雨季（10—11月）；旱季又分為大旱季（12月至次年4月）和小旱季（9月）。雨季雨量豐富，年平均降水量可達(dá)2 100 mm，降水主要集中在雨季，旱季少雨甚至不降雨。

科特迪瓦某錳礦采礦權(quán)面積為100 km2，受熱帶季雨林區(qū)的影響，第四系殘、坡積層發(fā)育，上層為表土層，下部為礦石層，多為結(jié)核狀紅土層和黏土殘積層，礦床帶總體呈西南-東北向展布，走向延伸約9 km，帶寬約為800 m，礦體呈似層狀、串珠狀和透鏡狀產(chǎn)于正地形。各礦體規(guī)模大小不等，展布長(zhǎng)度最小約為200 m，最長(zhǎng)達(dá)850 m，寬度最小為100 m左右，最大超過300 m。該錳礦采用露天開采方式，采礦量為100萬t/a，分區(qū)分段進(jìn)行，利用斜坡道開采。具體來說，采區(qū)剝離完成后，使用挖掘機(jī)采掘（對(duì)于連續(xù)性強(qiáng)、規(guī)模大和堅(jiān)硬的礦脈，首先進(jìn)行爆破），然后由裝載機(jī)給料至篩分機(jī)篩分，粒度d在0～8 mm的礦石（占比約46%）目前廢棄，8 mm以上礦石運(yùn)往選廠做進(jìn)一步處理，如圖1所示。以移動(dòng)式振動(dòng)篩分機(jī)為例，不同粒度的礦石產(chǎn)率如表1所示。

2 篩分設(shè)備選型原則

在選擇篩分設(shè)備時(shí)，首先需要評(píng)估該設(shè)備的型號(hào)是否滿足礦場(chǎng)作業(yè)環(huán)境、工序安排及生產(chǎn)效率的要求[3-4]；其次，還必須確保篩分機(jī)械能與挖掘和運(yùn)輸?shù)炔僮鳝h(huán)節(jié)緊密協(xié)作[5-6]，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的聯(lián)動(dòng)效果。結(jié)合該錳礦實(shí)際情況，對(duì)移動(dòng)式振動(dòng)篩分機(jī)、移動(dòng)式滾筒篩分機(jī)和泥石分離篩分機(jī)的實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行分析，以獲得最優(yōu)解。

3 篩分設(shè)備選型實(shí)用性分析

3.1 移動(dòng)式振動(dòng)篩分機(jī)

移動(dòng)式振動(dòng)篩分機(jī)是一種振動(dòng)篩分設(shè)備，主要由振動(dòng)電機(jī)、篩網(wǎng)、減振彈簧和篩底等部分構(gòu)成。振動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)篩體往復(fù)運(yùn)動(dòng)，物料在篩體上方上下跳動(dòng)，達(dá)到篩分目的。以NFS350型移動(dòng)式振動(dòng)篩分機(jī)為例，振動(dòng)篩為三層篩，使用裝載機(jī)或者挖機(jī)給料，粒度大于100 mm的礦石通過傾斜棒條篩直接落下，可用裝載機(jī)鏟走，粒度小于100 mm的進(jìn)入篩箱，篩分后，產(chǎn)品粒度分為4級(jí)，即0～8 mm、8～25 mm、25～40 mm和40～100 mm，其中粒度0～8 mm的礦石廢棄，其他粒度的礦石運(yùn)往選廠。

3.1.1 設(shè)備優(yōu)點(diǎn)

移動(dòng)式振動(dòng)篩分機(jī)具有4個(gè)突出優(yōu)點(diǎn)。一是工作效率高。移動(dòng)式振動(dòng)篩分機(jī)具有高效、快速和連續(xù)的篩分能力，大大提高生產(chǎn)效率。二是精準(zhǔn)篩分。移動(dòng)式振動(dòng)篩分機(jī)采用多層篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)，每層篩網(wǎng)具有不同的網(wǎng)孔尺寸，可以根據(jù)需要逐層篩分，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)篩分。三是自動(dòng)化操作。移動(dòng)式振動(dòng)篩分機(jī)采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)，操作簡(jiǎn)單方便，同時(shí)可以根據(jù)需要設(shè)置篩分時(shí)間和篩分頻率，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作。四是技術(shù)先進(jìn)。移動(dòng)式振動(dòng)篩分機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)采用橫向布置，以便維護(hù)保養(yǎng)；采用傾斜篩箱，行程、角度和速度可調(diào)；履帶行走模塊機(jī)動(dòng)性良好；采用有線/無線遙控系統(tǒng)；配備高性能液壓系統(tǒng)（鑄鐵泵和馬達(dá)），配有液壓冷卻器；配備液壓折疊輸送機(jī)。

3.1.2 設(shè)備缺點(diǎn)

移動(dòng)式振動(dòng)篩分機(jī)具有3個(gè)突出缺點(diǎn)。一是除泥土能力不強(qiáng)。針對(duì)濕度大且黏性物質(zhì)含量較高的場(chǎng)景，此設(shè)備并不適用，振動(dòng)作用反而會(huì)讓物料更加緊湊地附著在篩網(wǎng)上，這會(huì)導(dǎo)致物料阻塞，甚至不得不暫停作業(yè)，特別是在雨水較多的季節(jié)。二是噪聲和振動(dòng)。移動(dòng)式振動(dòng)篩分機(jī)運(yùn)行時(shí)，往往會(huì)產(chǎn)生較大的噪聲和振動(dòng)，容易影響生產(chǎn)環(huán)境和生產(chǎn)工作。三是檢修門檻高。設(shè)備技術(shù)先進(jìn)，功能齊全且復(fù)雜。移動(dòng)式振動(dòng)篩分機(jī)需要專業(yè)的技術(shù)維修人員，備品備件需要專門定制，采購(gòu)費(fèi)用高。

3.2 移動(dòng)式滾筒篩分機(jī)

以1800型移動(dòng)式滾筒篩分機(jī)為例，該設(shè)備主要由出料口、進(jìn)料口、篩筒、減速機(jī)和電機(jī)等部分組成。中心分離筒是由若干鋼圈組成的篩網(wǎng)，中心分離筒安裝時(shí)與地平面傾斜，工作中，物料從中心分離筒上端進(jìn)入筒網(wǎng)，在分離筒旋轉(zhuǎn)過程中，物料自筒體高端入網(wǎng)篩，伴隨筒體的旋轉(zhuǎn)，小粒徑礦石自圓環(huán)扁鋼篩孔中自頂向下被過濾，而大顆粒則自篩筒底部排除。在此過程中，物料不停地翻騰、轉(zhuǎn)動(dòng)和碰撞，從而實(shí)現(xiàn)篩選。

3.2.1 設(shè)備優(yōu)點(diǎn)

移動(dòng)式滾筒篩分機(jī)具有4個(gè)突出優(yōu)點(diǎn)。一是除泥較為徹底。移動(dòng)式振動(dòng)篩分機(jī)篩分后，礦石含泥量大（粒度在8 mm以上的礦石含泥量超過30%），導(dǎo)致選廠精礦產(chǎn)率降低，生產(chǎn)成本增加。移動(dòng)式滾筒篩分機(jī)為360°旋轉(zhuǎn)篩分，除泥更為徹底，尤其適用于大顆粒、高黏度和易黏附等物料的篩分。二是維修方便。移動(dòng)式振動(dòng)篩分機(jī)設(shè)計(jì)復(fù)雜，出現(xiàn)故障時(shí)維修時(shí)間較長(zhǎng)，配件采購(gòu)價(jià)格昂貴且周期較長(zhǎng)。移動(dòng)式滾筒篩分機(jī)價(jià)格低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修方便。三是環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)。移動(dòng)式滾筒篩分機(jī)的篩筒內(nèi)設(shè)置多個(gè)滾輪，物料在滾輪的作用下能夠自動(dòng)向下滑動(dòng)，不易產(chǎn)生堵塞，尤其是在雨季，優(yōu)勢(shì)更加明顯。四是噪聲控制優(yōu)良。該設(shè)備操作時(shí)，由物料和旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)引起的聲響被專門設(shè)計(jì)的隔聲防塵蓋隔絕，阻止聲音向設(shè)備外部擴(kuò)散，有效減少噪聲污染。篩分筒既可以密封使用，又可開放使用，封閉狀態(tài)利于實(shí)現(xiàn)塵埃收集。

3.2.2 設(shè)備缺點(diǎn)

移動(dòng)式滾筒篩分機(jī)具有2個(gè)突出缺點(diǎn)。一是占用空間大。移動(dòng)式滾筒篩分機(jī)需要電力帶動(dòng)，需要連接發(fā)電機(jī)，所以占用的空間較大。二是處理能力不足。一般來說，移動(dòng)式滾筒篩分機(jī)滾筒最大直徑為2 200 mm，原礦處理能力在100～200 t，處理能力不足。

3.3 泥石分離篩分機(jī)

以常用的1580型泥石分離篩分機(jī)為例，該設(shè)備的篩選部件被設(shè)計(jì)成蝶翼狀，在轉(zhuǎn)動(dòng)的軸上分布均勻。多塊篩選部件依次沿著旋轉(zhuǎn)軸線方向布置，雙效研磨。原材料被輸入機(jī)器時(shí)，尺寸超過濾網(wǎng)孔徑的部分會(huì)通過濾網(wǎng)上端轉(zhuǎn)移到后續(xù)的加工步驟，而那些小于濾網(wǎng)孔洞的原材料則會(huì)掉落至濾網(wǎng)下的輸送帶上，并由該設(shè)備完成輸送作業(yè)。

3.3.1 設(shè)備優(yōu)點(diǎn)

泥石分離篩分機(jī)具有5個(gè)突出優(yōu)點(diǎn)。一是處理能力大。泥石分離篩分機(jī)采用輕型設(shè)計(jì)，能耗低，具備強(qiáng)勁的振動(dòng)力，篩選作用卓越，其處理能力為傳統(tǒng)同體積滾筒篩的4倍，篩選效率高出移動(dòng)式滾筒篩分機(jī)150%。二是易于操作、調(diào)節(jié)。系統(tǒng)采用變頻驅(qū)動(dòng)控制方式，不卡料，速度可任意調(diào)節(jié)，功耗低，安全性高，處理能力可調(diào)。三是安全穩(wěn)定。泥石分離篩分機(jī)設(shè)計(jì)精簡(jiǎn)且布局緊湊，具備高強(qiáng)度剛性、均衡的應(yīng)力分配、較高的安全系數(shù)以及穩(wěn)定的運(yùn)轉(zhuǎn)性能。四是模塊化設(shè)計(jì)?？蛻艨梢罁?jù)需求挑選適宜的組件或模塊，利于后期保養(yǎng)及優(yōu)化。五是不怕濕黏，除泥徹底。各種粗細(xì)料分離工況均可使用，完全消除雨季和大塊礦石影響。

3.3.2 設(shè)備缺點(diǎn)

泥石分離篩分機(jī)具有2個(gè)突出缺點(diǎn)。一是礦石浪費(fèi)嚴(yán)重。前后篩盤雙效研磨，使得小粒度礦石容易被碎成粉礦，混入尾礦中，塊礦產(chǎn)品數(shù)量減少。二是不易分級(jí)。一般只能分離成粉礦和塊礦兩種粒度產(chǎn)品，如果想要多級(jí)篩分，必須連接其他配套設(shè)備再次分級(jí)。

4 篩分設(shè)備經(jīng)濟(jì)性分析

為直觀觀察使用不同類型篩分設(shè)備的生產(chǎn)成本，簡(jiǎn)化計(jì)算，直接計(jì)算篩分成本，管理費(fèi)用等相同之處不計(jì)，篩分設(shè)備到場(chǎng)價(jià)格及油耗如表2所示。根據(jù)篩分人員工資標(biāo)準(zhǔn)，中國(guó)振動(dòng)篩分機(jī)技術(shù)員工資為15 000元/月；

科特迪瓦當(dāng)?shù)鼐S修工工資為3 571元/月，操作工工資為1 429元/月，鏟車司機(jī)工資為3 571元/月。另外，科特迪瓦當(dāng)?shù)夭裼蛢r(jià)格為8.5元/L。

4.1 移動(dòng)式振動(dòng)篩分機(jī)

以NFS350型移動(dòng)式振動(dòng)篩分機(jī)為例，旱季實(shí)際處理能力平均為180 t/h，雨季為115 t/h。1臺(tái)篩分機(jī)需要配備2臺(tái)裝載機(jī)（1臺(tái)給料，1臺(tái)清理尾礦），裝載機(jī)與篩分機(jī)按照5年分?jǐn)傎M(fèi)用，年備品備件和檢修保養(yǎng)費(fèi)用為年分?jǐn)傎M(fèi)用的40%，每天分為2班，每班為8 h。篩分生產(chǎn)人員包括設(shè)備技術(shù)員（1人）、操作工（6人，3人/班）、裝載機(jī)司機(jī)（4人，2人/班）和維修工（2人）。每月人工費(fèi)用為45 000元。設(shè)備購(gòu)置費(fèi)用為500萬元，設(shè)備折舊費(fèi)用為8.33萬元/月，設(shè)備材料檢修保養(yǎng)費(fèi)用為3.33萬元/月，燃料費(fèi)用為32.64萬元/月。經(jīng)合計(jì)，直接生產(chǎn)費(fèi)用為48.8萬元/月，按照全年生產(chǎn)300 d（旱季150 d，雨季150 d）計(jì)算，旱季生產(chǎn)成本為5.65元/t，雨季生產(chǎn)成本為8.84元/t，平均生產(chǎn)成本為7.25元/t?？梢姡瑢?duì)于移動(dòng)式振動(dòng)篩分機(jī)來說，旱季和雨季生產(chǎn)成本差異巨大。

4.2 移動(dòng)式滾筒篩分機(jī)

以1800型移動(dòng)式滾筒篩分機(jī)為例，旱季實(shí)際處理能力平均為120 t/h，雨季為110 t/h。1臺(tái)篩分機(jī)需要配備2臺(tái)額定載重8 t的裝載機(jī)，設(shè)備分?jǐn)倶?biāo)準(zhǔn)、維保費(fèi)用標(biāo)準(zhǔn)和班次安排同移動(dòng)式振動(dòng)篩分機(jī)。篩分生產(chǎn)人員包括操作工（4人，4人/班）、裝載機(jī)司機(jī)（4人，2人/班）和維修工（2人）。每月人工費(fèi)用為27 142元。設(shè)備購(gòu)置費(fèi)用為299萬元，設(shè)備折舊費(fèi)用為4.98萬元/月，設(shè)備材料維保費(fèi)用為1.99萬元/月，燃料費(fèi)用為25.95萬元/月。直接篩分生產(chǎn)費(fèi)用為35.27萬元/月，則旱季生產(chǎn)成本為6.12元/t，雨季生產(chǎn)成本為6.68元/t，平均生產(chǎn)成本為6.40元/t。

4.3 泥石分離篩分機(jī)

以1580型泥石分離篩分機(jī)為例，旱季與雨季實(shí)際處理能力基本一致，平均為260 t/h。1臺(tái)篩分機(jī)需要配備2臺(tái)額定載重8 t的裝載機(jī)，設(shè)備分?jǐn)倶?biāo)準(zhǔn)、保養(yǎng)費(fèi)用標(biāo)準(zhǔn)和班次安排同移動(dòng)式振動(dòng)篩分機(jī)。篩分生產(chǎn)人員包括操作工（4人，4人/班）、裝載機(jī)司機(jī)（4人，2人/班）和維修工（2人）。每月人工費(fèi)用為27 142元。設(shè)備購(gòu)置費(fèi)用為304萬元，設(shè)備折舊費(fèi)用為5.07萬元/月，設(shè)備材料維保費(fèi)用為2.03萬元/月，燃料費(fèi)用為25.95萬元/月。直接篩分生產(chǎn)費(fèi)用為35.40萬元/月，按照全年生產(chǎn)300 d計(jì)算，生產(chǎn)成本為2.86元/t。

5 結(jié)論

選擇篩分機(jī)時(shí)，企業(yè)不僅要考慮其實(shí)用性，還應(yīng)考慮其經(jīng)濟(jì)性。使用者需要根據(jù)自己的實(shí)際需要，結(jié)合物料特性和工藝要求，進(jìn)行綜合評(píng)估和選擇。最經(jīng)濟(jì)的不一定是最合適的。泥石分離篩分機(jī)單位生產(chǎn)成本低，但是篩分時(shí)容易破壞礦石，導(dǎo)致產(chǎn)品數(shù)量下降嚴(yán)重，造成資源的巨大浪費(fèi)，從全流程觀察并不適合，可用來篩選剝離土方或者尾礦?？傮w來講，移動(dòng)式振動(dòng)篩分機(jī)更適用于旱季和紅土型錳礦，移動(dòng)式滾筒篩分機(jī)可以在雨季替代移動(dòng)式振動(dòng)篩分機(jī)，泥石分離篩分機(jī)適用于含礦量少或者價(jià)值低的原礦規(guī)模化篩分。

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