德瑞克高频振动筛在增产降耗中的应用.pdf

第3 2 卷 2 0 1 2 年0 8 月 矿冶工程 M I N I N GA N DM E T A L L U R G I C A LE N G I N E E R 矾G V 0 1 ．3 2 A u g u s t2 0 1 2 德瑞克高频振动筛在增产降耗中的应用① 崔中云 北京云冶矿业有限责任公司，北京1 0 1 5 1 5 摘要北京云冶矿业有限责任公司选矿生产中，由于I 段磨矿处理能力不断提高，导致Ⅱ段磨矿循环负荷过大、筛分效率低，严 重制约了流程生产能力的提高。通过对生产流程分析，发现制约生产提高的原因，一是由于筛分磨矿效率低；二是旋流器分级效 果不理想。依据“多筛少磨”的原理，对流程做出以下调整和改造①使用德瑞克高频振筛代替原低效的不锈钢筛片，提高筛分精 确度，提高筛分效率；②取消检查筛分的旋流器，简化生产流程，减少筛下物料返回量，减少过磨现象。通过对生产流程进行科学合 理的改造后，筛分效率有了明显提高，Ⅱ段磨矿循环量减少，稳定了精粉品位，铁精粉年产量由改造前 2 0 0 8 年 的4 5 ．2 万吨提高到 5 2 万吨 2 0 1 0 年 ，产量提高了1 5 ％，年增加效益37 7 0 万元，同时，降低了钢球消耗和电力单耗。 关键词磨矿效率；粒级分析；重介效应；德瑞克高频振动筛 中图分类号T D 9 2文献标识码A文章编号0 2 5 3 6 0 9 9 2 m 2 0 8 0 1 4 2 0 4 北京云冶矿业有限责任公司位于密云县冯家峪镇 西，密云水库北，距密云县城4 5k m ，交通便利。公司 自1 9 8 6 年筹建，1 9 9 0 年建成投产，隶属于密云冶金矿 山公司，2 0 0 5 年7 月起改制为国有控股的股份制企 业。现有上峪、麻子坑两个露天采场和石炮沟地下采 区，选矿采用二段磨矿、单一磁选的生产工艺。2 0 0 8 年形成处理原矿1 4 0 万吨，生产铁精粉4 5 ．2 万吨的生 产规模。 为进一步扩大生产能力，提高并稳定铁精矿品位， 降低单位产品能耗，增加企业经济效益，公司提出确 保正常生产的前提下，对生产流程进行扩产改造，提高 处理能力，使原矿处理能力提高到1 6 0 万吨／年，铁精 粉生产能力达到5 0 万吨／年以上。经过考察和分析， 认为必须解决筛分效率低，降低磨矿分级环节的矿浆 流量，才能有效地提高选矿车间的生产处理能力。 1 原选矿生产工艺 1 ．1 矿石性质 北京云冶矿业有限责任公司主要有上峪、麻子坑、 石炮沟三个采区，矿物组成比较简单，属于鞍山式磁铁 矿；矿石类型以角闪磁铁石英岩及磁铁石英岩为主，其 次为磁铁角闪岩，结晶粒径0 ．2 ～0 ．6 ～1m m ，易于单 体解离。 脉石矿物以石英为主，其次为普通角闪石、黑云母 和少量单斜辉石，矿石中T F e 含量变化于3 1 ．5 6 ％～ 3 4 ．3 9 ％，S i 0 2 含量一般在3 7 ．0 5 ％～4 4 ．3 7 ％，易磨 好选。 1 ．2 磨矿选别工艺流程 1 ．2 ．1 磨矿选别流程原生产工艺流程比较简单，采 用属于两段磨矿，单一湿式磁选工艺。I 段磨矿后的 物料经磁选机粗选，粗精矿进入5 2 联不锈钢筛片组成 的细筛进行预先筛分，筛下细粒级物料再经旋流器进 行检查筛分，细粒物料经磁选机再次精选后成为最终 精粉；粗粒级物料经旋流器浓缩及分级后进入Ⅱ段磨 机再磨再选。原工艺流程如图1 所示。 原矿 精矿尾矿尾矿 图1 原磨选工艺流程 1 ．2 ．2 选矿设备配置 I 段磨矿有4 台磨机，分别为 55 0 0m m 18 0 0m m 湿式自磨机1 台，27 0 0m m 21 0 0m m 格子型球磨机1 台，21 0 0m mX30 0 0m m 溢 ①收稿日期2 0 1 2 - 0 6 - 0 7 作者简介崔中云 1 9 7 3 一 ，男，北京人，高级工程师，主要从事选矿技术工作。 万方数据 2 0 1 2 年0 8 月崔中云德瑞克高频振动筛在增产降耗中的应用 1 4 3 流型球磨机2 台；1 1 段磨矿采用2 台27 0 0m m x36 0 0 m m 溢流型球磨机；预先筛分采用5 2 联不锈钢筛片， 检查筛分采用一台0 5 0 0 旋流器；选别采用1 0 台 C T B l 0 2 4 半逆流磁选机。 2 生产中存在的主要问题 通过以前的生产改造与调整，I 段磨矿生产处理 能力得到不断提高，而Ⅱ段磨矿与分级处理能力逐渐 显现出不足，成为制约精粉生产能力提高的“瓶颈”。 Ⅱ段磨矿与分级能力不足，严重影响了生产能力的提 高，给生产造成很大压力。生产工艺的不足主要体现 在以下几方面。 2 ．1 I I 段筛分效率低 改造前，选厂已形成年处理1 4 0 万吨原矿的生产 能力，I 段磨矿先后增加了两台小磨机，Ⅱ段磨矿增加 了1 台27 0 0m m 36 0 0m m 溢流型球磨机，而筛分几 乎没有改变，仍在采用5 2 联不锈钢筛片组成的细筛。 Ⅱ段磨矿给矿粒度 一0 ．0 7 4m m 粒级含量 为 1 8 ．7 6 ％，经Ⅱ段磨矿后，粒度仅提高了1 3 ．1 3 ％，排矿 粒度不足3 1 ％，说明Ⅱ段磨矿效率很低；同时，筛分物 料循环量很大，大量细粒级物料因接触筛面时间很短， 很难顺利通过细筛进入筛下，筛分效率很低。细筛取 样分析结果见表1 。 表1 细筛分级效率分析 注表中细度指一0 ．0 7 4m m 粒级含量，下同。 通过分析表1 中实验数据可知供矿物料中 一0 ．0 7 4m m 粒级含量仅2 4 ．4 2 ％，筛上物料中 一0 ．0 7 4m m 含量仍高达2 1 ．5 6 ％，比供矿仅低了 2 。8 6 ％，筛分效率仅为2 4 。8 1 ％，筛分效率很低。 因Ⅱ段磨矿筛分效率低造成细筛给矿粗，循环量 大，向事故池溢矿。为了避免资源流失，I 段磨机常常 被迫限制给矿，人为因素降低了处理量，制约了精粉生 产能力的提高。 2 ．2 旋流器分级效果不理想 改造前旋流器取样化验结果见表2 。 表2 旋流器物料分析 由表2 可知，进入下段选别的旋流器溢流，虽然细 度很高，但品位低于旋流器沉砂品位，说明旋流器分级 目标不明确，分级效果差。使用旋流器作为检查分级 设备，还造成精粉细度变化范围大、精粉品位上下波 动，尤其是频繁开关旋流器，导致精粉品位忽高忽低， 增加了精粉品位监控的难度。 3 影响磨矿筛分效率的因素 3 ．1 筛分设备落后影响了磨矿效率 磨矿和分级是选矿生产中紧密相关的两个工序， 磨机溢流中的细粒级物料如果不能及时从矿浆中分离 出去，会造成磨机利用系数降低、循环负荷增大、出现 过磨现象等问题。 原有筛分设备采用不锈钢筛片组成的细筛，存在 以下几方面的不足。 1 原细筛开孔率低。由于原生产流程设备选型 较早，筛分采用不锈钢筛片组成的细筛，这种细筛开孔 率不足1 0 ％，而且筛面固定不动，仅靠矿浆流切割筛 缝透筛，这种细筛的筛分效率一般在2 0 ％左右。 2 原细筛筛分准确性差。原来的不锈钢筛片筛 分准确性差，大量已经单体解离的细粒物粒不能及时 通过细筛，又返回Ⅱ段磨机细磨，在磨机与细筛之间重 复循环，增加了物料循环量，也降低了磨矿及筛分 效率。 3 筛分面积不足、物料循环量大。厂房内共安装 了5 2 联不锈钢细筛，由于给矿槽太长，坡度较小，经常 有1 5 2 0 片筛子没有物料通过。筛分面积不足进一 步降低了分级效率。 近年来为提高精粉生产能力，不断提高原矿处理 量。而分级设备由于空间位置的限制，既没有增加细 筛，也没有更换新的高效分级设备，筛分效率低是造成 Ⅱ段磨矿效率低的根本原因。 3 ．2 检查筛分设置不合理 旋流器在生产中不可以作为检查筛分设备。由于 旋流器存在“重介效应”，与细筛分级存在本质区别 细筛分级仅和物料粗细有关，而旋流器分级不但和物 料粒级有关，还要受物料比重的影响。由于既受粒级 又受比重影响，往往出现这种现象矿石中已经单体解 离的晶体矿物，由于比重较大，仍有可能从旋流器沉砂 口返回磨机重磨，造成过磨；矿石中较粗的连生体，需 要细磨，由于比重较轻，仍有可能从旋流器溢流中排出 进入精粉，造成精粉品位下降，导致精粉品位不合格。 这就是旋流器分级中所具有的“重介效应”。 旋流器的溢流产品粒级细，品位低，而沉砂粒级 万方数据 矿冶工程 第3 2 卷 粗，品位高。使用旋流器分级，将大量单体解离的品位 高的矿浆又打入了Ⅱ段磨机重磨，增加了Ⅱ段磨矿的 负担；较粗的重量轻的连生体又从溢流口直接进入精 选，反而降低了精矿品位。由于旋流器分级具有以上 缺点，不适合做为检查分级设备。 4 生产流程改造 4 ．1 技术改造方案 通过以上分析知道制约生产能力提高的主要因 素是由于细筛分级效率低，Ⅱ段检查分级设置不合理 造成的。针对生产流程中出现的问题提出如下改造 方案 1 使用德瑞克高频振筛替代不锈钢筛片。 通过查阅资料，研究近年来新出现并得到应用的 筛分分级设备，最突出的是德瑞克高频振筛。德瑞克 高频振动细筛具有以下优点①整机技术先进，设计 独特，采用特有的5 路重叠布置方式，占地面积小，单 机处理能力大。②配置专利独有的耐磨防堵聚酯筛 网，开孔率高达3 4 ％，是普通缅筛的4 倍，耐磨防堵， 不糊筛孔，使用寿命长。③每层细筛安装有两组筛 片，中间设有冲洗水槽，可以对物料加水调浆，提高筛 分效率。⑧采用两个振动器同时工作，形成直线运 动，有利于细粒物料透筛，增加筛网单位面积的筛分能 力。振动力强，设备作业率几乎可达1 0 0 ％。 因德瑞克高频振动筛分级效率高，性能可靠，确定 使用德瑞克高频振动筛取代原来的不锈钢筛片。 2 取消检查筛分，简化生产流程。 云冶各矿区的矿石结晶粒度较粗，易于单体解离， 可选性好。在试验室利用磁选管，在保证磨矿细度 5 0 ％以上就能生产出合格精粉，使用一段筛分就能保 证筛分细度。因此可以取消检查筛分的旋流器，选用 0 ．1 8 ～0 ．2m m 细筛孔的德瑞克筛片，可保证精粉磨矿 细度。这样既简化了生产流程，又易于生产的控制。 3 增设预先筛分，保护德瑞克筛片。 虽然德瑞克筛片采用耐磨防堵聚酯筛网，但由于 开孔率高，筛条细，振动频率高，当筛片给料较厚时，筛 孔容易发生变形，而且不能恢复。尤其是含有粗颗粒 物料时，对筛条磨损比较严重。为了保护昂贵的德瑞 克筛片，有必要在德瑞克筛分前，设置预先筛分，将矿 浆中粗粒级物料提前筛分出去。通过比较，确定预先 筛分设备选用国内生产的陆凯筛，此筛适用范围宽，价 格便宜。 4 ．2 安装与调试 确定改造思路后，2 0 0 9 年2 月确定改造设计方 案，3 月份，订购两台德瑞克高频振动细筛。1 0 月1 0 日第二台德瑞克细筛安装成功，并投入使用。． 改造完成后，对德瑞克高频振动细筛进行了不同 给矿浓度和不同筛孔尺寸的条件试验，确定德瑞克细 筛适宜的供矿条件。条件试验数据如表3 所示。 表3 条件试验数据结果 通过条件试验可知德瑞克高频振动细筛在给矿 浓度4 5 ％时，筛分效率最高；使用0 ．2 3m m 筛片比 0 ．1 8m m 筛片筛分效率还要高，但精粉品位相对较低。 在实际生产中，要使德瑞克细筛工作在最佳状态，需确 保给矿浓度4 5 ％，并使用0 ．1 8r n l T l 规格的筛片。 4 ．3 改造后的生产流程 I 段、Ⅱ段磨矿设备不变，仍采用原来的磨机；筛 分采用二台德瑞克重叠式高频振动细筛；预选筛分采 用4 台陆凯振动筛。改造后的流程见图2 。 原矿 图2 改造后的工艺流程 5 工艺改造效果 选矿生产工艺流程改造完成后，在以下几方面产 生了明显改进。 万方数据 2 0 1 2 年0 8 月 崔中云德瑞克高频振动筛在增产降耗中的应用 1 4 5 5 ．1 精粉产量提高 改造前，年精粉产量为4 5 ．2 万吨；改造后的2 0 1 0 年精粉产量达到5 2 万吨，年增产6 ．8 万吨，比改造前 增加1 5 ％，增产效果非常明显，超过改造预期的5 0 万 吨铁精粉生产能力。 5 ．2 Ⅱ段磨矿效率提高 改造后，物料循环量减少，Ⅱ段磨矿效率显著提 高。在磨机给料粒度相同的情况下，磨机溢流中粗粒 级 0 ．3m m 比改造前减少1 6 ．1 ％，一0 ．0 7 4m m 以 下细粒级产品含量提高了1 2 ．7 ％，达到4 l ％，磨矿效 率提高显著。 5 ．3 筛分效率提高 改造完成后，对德瑞克细筛与普通细筛的筛分效 率进行了对比，数据见表4 。 6 ．2 钢球和电力消耗分析 由于没有增加磨机等用电设备，使用总电量和钢 球消耗总量基本持平，年用电量约29 0 0 万度，每年使 用钢球约6 2 0t 。改造后，由于精粉产量提高了1 5 ％， 吨精粉电耗为5 5 ．7k W h ／t ，降低了9 ．5k W h ／t 精粉，钢球 单耗为1 ．2 2k g ／t ，降低0 ．2 2k g ／t 精粉，两项合计每年可 节约成本4 5 0 万元。 6 ．3 筛分费用增加 两台德瑞克细筛购值费用3 2 0 万元，按5 年期折 旧，年折旧费用6 4 万元。年平均使用筛片费用多支出 8 4 万元，细筛年增加费用1 4 8 万元。 6 ．4 年创总效益 年创总效益37 7 0 万元，通过改造，精粉产量显著提 高，精粉成本明显降低，为企业创造了可观的经济效益。 表4 两种细筛筛分效率对比 7 结论 筛型丽嚣丽而嚣丽丽蒹丽筛磐率 德瑞克4 6 ．6 5 7 ．71 9 ．5 24 3 ．15 5 ．3 76 2 ．98 9 ．7 6 普通筛2 4 ．4 2 4 9 ．22 1 ．5 64 8 ．04 0 ．8 4 5 6 ．．62 4 ．8 1 差值 2 1 ．1 88 ．52 ．0 4 4 ．91 4 ．5 36 ．36 4 ．9 5 通过表4 比较可知用德瑞克细筛代替普通细筛， 筛分效率提高到8 9 ．7 6 ％，提高6 4 ．9 5 ％，是原来筛分 效率的3 ．6 2 倍。 5 ．4 精粉品位稳定 由于取消了检查筛分用的旋流器，避免了旋流器 分级的“重介效应”。用德瑞克筛控制磨矿细度，筛分 更有针对性，精粉细度和精粉品位趋向稳定。改造后， 即使在磨矿粒度降低5 ．5 ％后，精粉品位仍比改造前 提高r0 ．2 6 ％。 6 经济效益分析 6 ．1 生产能力提高、效益显著 改造后的2 0 1 0 年与改造前相比，精粉产量由 4 5 ．2 万吨提高到5 2 万吨，年增产6 ．8 万吨。2 0 1 0 年 铁精粉平均销售价格为10 5 0 形吨，生产管理成本 5 4 0 元／吨，年增加效益34 6 8 万元。 1 德瑞克高频振动细筛具有筛分效率高、设备性 能可靠、易于操作维护等优点。与改造前的不锈钢细 筛相比，筛分效率提高6 4 ．9 5 ％。采用高效的德瑞克 高频振动细筛是此次改造成功的关键。 2 此次生产改造具有工艺技术合理，生产指标调 控能力强等优点，不仅使流程物料循环量大幅减少，而 且使选矿指标得到改善，减少了过磨现象。原来精粉 品位必须在磨矿细度6 0 ％以上才能合格，现在磨矿粒 度5 5 ％左右时就能保证精粉品位，而且品位稳定，波 动范围小。 3 通过改造，矿浆循环量减小，碴浆泵使用量减 少一台，改变了事故池经常溢矿、一段詹机跟制给矿、 生产紧张的状况，减轻了各个生产环节的生产压力。 4 由于德瑞克振动筛效率高，有效降低了矿浆中 间循环量，提高了精粉产量，降低了精粉钢球和电力的 单耗成本，精粉电耗降低9 ．5 度／吨，钢球单耗降低 0 ．2 2k g ／t 。 5 改造后，年可增产铁精粉6 ．8 万吨，按2 0 1 0 年 精粉销售价格计算，年增加效益37 7 0 万元。生产实 践表明，此次筛分磨矿工艺改造是成功的，方案可行， 产生了巨大的经济效益。 万方数据