五叠层高频振动细筛的研发及应用.pdf

五叠层高频振动细筛的研发及应用 ① 赵海云 （长沙矿冶研究院有限责任公司，湖南 长沙 ４１００１２） 摘 要 介绍了五叠层高频振动细筛的结构特点及主要优点。 工业应用表明，五叠层高频振动细筛在各阶段的平均筛分质效率和 量效率分别高达 ４９．１９％和 ７８．０７％，获得的最终精矿品位平均高达 ６５．６２％，原矿台时处理量平均高达 ５５．３１ ｔ／ ｈ，相比尼龙细筛，精 矿品位平均提高了 １．１４ 个百分点，台时处理量提高了 ６．４９ ｔ／ ｈ。 关键词 五叠层高频振动细筛； 细粒分级 中图分类号 ＴＤ４５２文献标识码 Ａｄｏｉ１０．３９６９／ ｊ．ｉｓｓｎ．０２５３－６０９９．２０１４．０２．０１０ 文章编号 ０２５３－６０９９（２０１４）０２－００３８－０４ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ５⁃ｄｅｃｋ Ｈｉｇｈ⁃ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｖｉｂｒａｔｉｎｇ Ｆｉｎｅ Ｓｃｒｅｅｎ ＺＨＡＯ Ｈａｉ⁃ｙｕｎ （Ｃｈａｎｇｓｈａ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｍｉｎｉｎｇ ａｎｄ Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ Ｃｏ Ｌｔｄ， Ｃｈａｎｇｓｈａ ４１００１２， Ｈｕｎａｎ， Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ａｎｄ ｍａｉｎ ｍｅｒｉｔｓ ｏｆ ５⁃ｄｅｃｋ ｈｉｇｈ⁃ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｖｉｂｒａｔｉｎｇ ｆｉｎｅ ｓｃｒｅｅｎ ｗｅｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ． Ｔｈｅ ｃｏｍｍｅｒｃｉａｌ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ５⁃ｄｅｃｋ ｈｉｇｈ⁃ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｖｉｂｒａｔｉｎｇ ｆｉｎｅ ｓｃｒｅｅｎｓ ｉｎｄｉｃａｔｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ａｖｅｒａｇｅ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｉｅｓ ｏｆ ｑｕａｌｉｔｙ ａｎｄ ｖｏｌｕｍｅ ａｔ ｅａｃｈ ｓｃｒｅｅｎｉｎｇ ｓｔａｇｅ ａｍｏｕｎｔ ａｓ ｈｉｇｈ ａｓ ４９．１９％ ａｎｄ ７８．０７％， ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ， ｔｈｅ ａｖｅｒａｇｅ ｇｒａｄｅ ｏｆ ｆｉｎａｌ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｓ ｒｅａｃｈｅｓ ６５．６２％ ａｎｄ ｉｔｓ ｃａｐａｃｉｔｙ ｉｎ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｆｅｅｄ ｏｒｅ ａｔｔａｉｎｓ ５５．３１ ｔ／ ｈ． Ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｎｙｌｏｎ ｆｉｎｅ ｓｃｒｅｅｎｓ， ｔｈｅ ａｖｅｒａｇｅ ｇｒａｄｅ ｏｆ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｂｙ １．１４ ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅ ｐｏｉｎｔ ｗｈｉｌｅ ｔｈｅ ｃａｐａｃｉｔｙ ｏｆ ｅａｃｈ ｆｉｎｅ ｓｃｒｅｅｎ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｂｙ ６．４９ ｔ／ ｈ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ ５⁃ｄｅｃｋ ｈｉｇｈ⁃ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｖｉｂｒａｔｉｎｇ ｆｉｎｅ ｓｃｒｅｅｎ； ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｆｉｎｅ ｐａｒｔｉｃｌｅ 在黑色金属选矿冶炼工艺过程中，粒度组成是决 定精矿产品质量好坏的关键，因此对矿石进行细粒矿 物分级成为十分重要的环节。 随着当前生产工艺的发 展，对湿式分级提出了粒度更细、分级效率更高、筛分 能力更大的要求，这就促进了对细筛主要设备如筛网、 振动器、分配器和给料器等的研发。 长沙矿冶研究院早在 ２０ 世纪 ８０ 年代初就研制成 功了第一台多路给料高频振动细筛，之后陆续研制出 多系列的多路给料高频振动细筛，且推广至许多矿山 企业投入正式生产应用，能满足对分级精度高、给料量 较大的筛分要求。 但随着现代矿山企业的扩产增效， 及其对大型化选矿设备的选择，使得在选矿分级中的 筛分负荷越来越大，更多的筛分设备不得不并联使用， 以此来得到需要的筛分处理量和筛分精度。 因而，前 述的多路给料高频振动细筛难以满足现代矿山企业的 要求。 经过多年的努力，长沙矿冶研究院研制成功了 ＧＰＳ（ＪＺ）５－１３５０ 型五叠层高频振动细筛。 １ 叠层高频振动细筛简介 １．１ 结构特点 图 １ 是 ＧＰＳ（ＪＺ）５－１３５０ 型五叠层高频振动细筛 的筛分原理。 图 ２ 是 ＧＰＳ（ＪＺ）５－１３５０ 型五叠层高频 振动细筛的实体照片。 五叠层高频振动细筛最大包含 ５ 层相互并联重叠 的筛框，顶部两个相向运转的长筒形振动器由两台特 性完全相同的电机同时驱动，并列式筛框下倾角为 ２０，即筛面倾角为 ２０，振动方向与筛面夹角为 ５０。 通过筛机设备上方的料浆分配器及给矿器，物料 均匀地给入各个筛面，每层筛面都是一个独立的筛分 单元。 各层筛面的筛上、筛下物集中汇入统一的筛上、 筛下受料斗，由两个出口分别排出。 与现有单个振动器的多路给料高频振动细筛相比 较，叠层式高频振动细筛采用直线振动，能保证物料在 各个筛面上的运动规则，排料流畅，筛分效果好。 它的 ①收稿日期 ２０１３－１１－２２ 作者简介 赵海云（１９６７－），男，湖南长沙人，高级工程师，长期从事筛分设备的研发工作。 第 ３４ 卷第 ２ 期 ２０１４ 年 ０４ 月 矿矿 冶冶 工工 程程 ＭＩＮＩＮＧ ＡＮＤ ＭＥＴＡＬＬＵＲＧＩＣＡＬ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ Ｖｏｌ．３４ №２ Ａｐｒｉｌ ２０１４ 图 １ ＧＰＳ（ＪＺ）５－１３５０ 五叠层高频振动细筛工作原理图 图 ２ ＧＰＳ（ＪＺ）５－１３５０ 五叠层高频振动细筛实体照片 开放式设计，便于观察各层筛面和物料流动筛分状况。 筛面更换非常容易，并可单独更换其中任一层筛面。 １．２ 主要特点 １） 真正的高频振动，是国内唯一振动频率能达到 ２ ８５０ 次／ 分钟的振动筛。 高振次、低振幅，能有效降低 矿浆表面张力在筛分过程中的不利影响，有利于粒度 细、密度大的物料的析离分层而加快细、重物料透筛。 ２） 采用双振动激振器自同步激振，筛机动力配置 合理，整机受力分布均匀，能耗低，运转可靠。 同时激 振力大小可调，可适应不同粒级物料颗粒的筛分分级。 安装拆卸简单，维护方便。 ３） 采用精细耐磨聚氨酯筛网，筛网开孔率高，按 孔径０．１５ ｍｍ 计算可达３５％；筛孔横截面为三角形，筛 网自洁能力强，不堵孔，不糊孔，细粒物料透筛效果好； 耐磨耐腐蚀，使用寿命长。 精细耐磨聚氨酯筛网如 图 ３ 所示。 图 ３ 精细耐磨聚氨酯筛网 （ａ） 平铺； （ｂ） 卷折； （ｃ） 局部放大； （ｄ） 横截面放大 ４） 筛网在其横向方向上采用“弧形”张紧，可使 筛网底部与筛框支撑条紧密贴合接触，既避免了筛网 振动的滞后效应，又能使筛网的工作效率达到最佳。 ５） 根据高频振动细筛和聚氨酯筛网的特性，在筛 网长度方向上，按最优间隔尺寸设计了筛筋及其底部 托杆，既可使矿浆均匀布满整个筛面以取得最佳筛分 效果，又避免了矿浆因筛面成“弧形”张紧而流向筛框 两侧侧板而造成局部磨损。 ６） 有效筛面宽度为 １ ３５０ ｍｍ，单台设备比同类产 品筛分面积增加了 ３５％。 ７） 筛网的张紧螺栓采用独特的快卸式设计，安装 ９３第 ２ 期赵海云 五叠层高频振动细筛的研发及应用 拆卸方便快捷，大大降低了工人的劳动强度。 ８） 配备独有的分矿器和给矿器，强制性独特分矿 技术可使矿浆均匀铺展于各个筛面，提高筛分效率和 处理能力。 ９） 随机配备矿浆分配器以及从矿浆分配器至筛 面给料器之间的聚氨脂管道，便于现场设备安装，减少 现场安装时间及经费支出。 １０） 橡胶弹簧支撑筛框，隔振吸声，噪音低，设备 动负荷小，不需混凝土基础。 １１） 每个筛框筛面分成两段，中间配置喷嘴及一 个再造浆水槽进行补加水，筛分物料在再造浆水槽彻 底翻转和碎散。 当物料沿筛面向下移动时，经再次造 浆和再次筛分可获得更有效的湿式分级和最大限度的 粗细物料分离。 向再造浆槽内直接补加水，可避免向 筛面直接补加水而导致的筛网局部加速磨损及筛上物 料强行穿透筛网造成跑粗现象。 １２） 筛机各矿浆过流部件内衬陶瓷复合材料或进 行聚氨酯喷涂。 因陶瓷复合材料和聚氨酯具有优秀的 防腐耐磨性和优良的水解稳定性，使筛机各主要部件 获得了优秀的耐磨耐腐蚀性能，大大延长了整个筛机 的使用寿命。 筛网安装如图 ４ 所示。 图 ４ 筛网安装示意图 １．３ 主要技术参数 ＧＰＳ（ＪＺ）５－１３５０ 型五叠层高频振动细筛的主要 技术参数见表 １。 表 １ ＧＰＳ（ＪＺ）５－１３５０ 型五叠层高频振动细筛主要技术参数 序号名称单位数据 １筛分面积ｍ２９．７２ ２电机功率ｋＷ３．０２ ３振动次数ｒ／ ｍｉｎ２８５０ ４给矿浓度％＜４０ ５筛网形式精细耐磨聚氨酯筛网 ６分离粒度ｍｍ０．１０～１．０ ７处理能力ｔ／ ｈ５５～１６０ ８筛分效率％７０ 以上 ９外形尺寸长宽高（ｍｍｍ）４．８１．９４．４ １０整机重量ｔ５．６ ２ 工业应用 ＧＰＳ（ＪＺ）５－１３５０ 型五叠层高频振动细筛于 ２０１２ 年 ３ 月安装在安徽某矿业公司选矿厂磨选车间 ２ 号系 列。 选矿厂磨选车间共有 ２ 个磨矿选别系列，原矿含 铁品位平均 ３３％～３８％。 选矿工艺流程为阶段磨矿阶 段选别流程，其中磨矿为两段磨矿，细筛与二段球磨闭 路循环组成二段磨矿分级系统，细筛用来控制精矿磁 选给矿粒级。 选矿厂磨选车间 １ 号系列采用尼龙振动 细筛作为二段磨矿分级设备。 在 ＧＰＳ（ＪＺ）５－１３５０ 型五叠层高频振动细筛安装 完成及其 ２ 号系列整个工艺流程参数调试好后，连续 ６ 个月对此高频振动细筛与 １ 号系列使用的尼龙细筛 进行了主要技术指标的对比生产考查。 依据现场生产 需要，两种振动筛筛孔孔径都为 ０．１５ ｍｍ。 ２．１ 平均质效率和量效率对比 ＧＰＳ（ＪＺ）５－１３５０ 型五叠层高频振动细筛在现场 各阶段生产总平均质效率和量效率分别为 ４９．１９％和 ７８．０７％。 而对比系列尼龙细筛的质效率和量效率分 别为 ３１．５４％和 ６９．０４％。 五叠层高频振动细筛的质效 率和量效率比尼龙细筛分别高出 １７．６５ 和 ９．０３ 个百 分点。 ２．２ 筛下粒度对比 在给矿粒级相差不大的情况下，五叠层高频振动 细筛筛下粒度－０．０７４ ｍｍ 粒级平均含量为 ７８．１１％，而 尼龙细筛为 ６９．８８％，五叠层高频振动细筛筛下粒度 －０．０７４ ｍｍ 粒级平均含量要高出 ８．２３ 个百分点。 ２．３ 处理能力对比 使用 ＧＰＳ（ＪＺ）５－１３５０ 型五叠层高频振动细筛，原 矿台时能力平均为 ５５．３１ ｔ／ ｈ，而使用尼龙细筛，其原 矿台时平均为 ４８．８２ ｔ／ ｈ，相比平均台时提高 ６．４９ ｔ／ ｈ。 ２．４ 精矿品位对比 使用五叠层高频细筛精矿品位平均可达 ６５．６２％， 而使用尼龙细筛精矿品位平均为 ６４．４８％。 相比较，使 用 ＧＰＳ（ＪＺ）５－１３５０ 型五叠层高频振动细筛比尼龙细 筛平均精矿品位要提高 １．１４ 个百分点。 使用 ＧＰＳ（ＪＺ）５－１３５０ 型五叠层高频振动细筛最 终精矿的品位都能保持在 ６５％以上，而使用尼龙细筛 最终精矿品位有高有低，生产不稳定。 ３ 结 语 １） ＧＰＳ（ＪＺ）５－１３５０ 型五叠层高频振动细筛整体 设计新颖，结构紧凑，尤其五叠层设计，使其在有限空 间内，能提供更大的筛分处理面积；它的开放式设计， 既能保证生产过程中能随时观察各个筛面物料的筛分 ０４矿 冶 工 程第 ３４ 卷 情况，又保证了筛机各部件的安装维护方便。 ２） 采用双振动器直线振动及较优的振动方向角， 保证了物料均匀地给入各个筛面，并保证物料在各个 筛面上运动规则及排料顺畅，可获得更大的产量。 ３） 采用精细耐磨聚氨酯筛网，开孔率高，耐磨耐 腐蚀性好；高的开孔率保证了高的筛分效率，耐磨耐腐 蚀性能保证了更长的使用寿命。 ４） 实际应用表明，ＧＰＳ（ＪＺ）５－１３５０ 型五叠层高 频振动细筛与二段球磨闭路进行最终筛分分级，合格 粒级透筛效果好，获得了较高的单体解离度筛下产品， 大幅度地减少了筛上物中合格粒级重新进入二段磨机 的含量，改善了磨矿分级效果，降低了综合磨矿粒度， 为精矿品位的提高创造了有利条件。 ５） 工业应用表明，ＧＰＳ（ＪＺ）５－１３５０ 型五叠层高 频振动细筛在各阶段的平均筛分质效率和量效率分别 高达 ４９．１９％和 ７８．０７％，获得的最终精矿品位平均高 达 ６５．６２％，原矿台时处理量平均高达 ５５．３１ ｔ／ ｈ，相比 尼龙细筛，精矿品位平均提高 １．１４ 个百分点，台时处 理量提高 ６．４９ ｔ／ ｈ，说明 ＧＰＳ（ＪＺ）５－１３５０ 型五叠层高 频振动细筛是细粒级物料筛分分级的高效设备。 􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎 （上接第 ３７ 页） ２） 西矿体矿石全铜品位 １．８５５％，氧化率 ５．３５％， 原矿低品位废石占 ２５．３２％，氧化率高、含泥量大，原矿 中－０．０３７ ｍｍ 粒级含量高达 ３６．６９％，且属易碎难磨矿 石。 实际矿石浮选结果表明，单独采用 ＣＳＵ⁃２１，相对 于采用 ＣＳＵ⁃２１ 与 ＳＩＰＸ（１∶１）混合捕收剂，铜回收率明 显提高。 最终选用 ＣＳＵ⁃２１ 作为捕收剂，采用分段磨 矿⁃浮选工艺，经过一次粗选、两次扫选、三次精选的闭 路浮选流程，获得了总铜品位 ２３．６１％、回收率 ９０％的 铜精矿。 参考文献 ［１］ 赵福刚． 铜矿的选矿技术进展［Ｊ］． 铜业工程， ２００６（４） １３－１８． ［２］ 邱廷省， 徐其红， 匡敬忠， 等． 某复杂硫化铜矿铜硫分离试验研 究［Ｊ］． 矿冶工程， ２０１１（２） ４５－４８． ［３］ 邱廷省， 邱仙辉， 尹艳芬， 等． 铜锌硫化矿浮选分离过程及动力 学分析［Ｊ］． 矿冶工程， ２０１３（２） ４４－４７． ［４］ 董 英， 王吉坤， 冯桂林． 常用有色金属资源开发与加工［Ｍ］． 北京 冶金工业出版社， ２００５． ［５］ 欧乐明， 冯其明， 沈 刚． 捕收剂 ＣＳＵ－Ａ 与黄铜矿作用机理［Ｊ］． 中南大学学报（自然科学版）， ２００３， ３４（６） ６０３－６０５． ［６］ 李 杰， 钟 宏， 刘广义． 硫化铜矿石浮选捕收剂的研究进展 ［Ｊ］． 铜业工程， ２００４（４） １５－１８． ［７］ 孙志健， 程新朝． 新型捕收剂 ＢＫ－３３０ 优先浮选黄铜矿的研究 ［Ｊ］． 矿冶， ２００７， １６（２） ５－８． ［８］ 王淀佐， 邱冠周， 胡岳华． 资源加工学［Ｍ］． 北京 科技出版社， ２００５． ［９］ 张 麟． 铜录山铜矿浮选基础研究与应用［Ｄ］． 长沙 中南大学 资源加工与生物工程学院， ２００９． ［１０］ Ｄｉｔｔｒｉｃｈ Ｍ， Ｓｉｂｌｅｒ Ｓ． Ｃｅｌｌ ｓｕｒｆａｃｅ ｇｒｏｕｐｓ ｏｆ ｔｗｏ ｐｉｃｏｃｙａｎｏｂａｃｔｅｒｉａ ｓｔｒａｉｎｓ ｓｔｕｄｉｅｄ ｂｙ ｚｅｔａ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｓ，ｐｏｔｅｎｔｉｏｍｅｔｒｉｃ ｔｉｔｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｉｎｆｒａｒｅｄ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ［Ｊ］． Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｏｌｌｏｉｄ ａｎｄ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｓｃｉ⁃ ｅｎｃｅ， ２００５， ２８６（２） ４８７－４９５． ［１１］ ＬＩＵ Ｊｉａｎ⁃ｓｈｅ， ＷＡＮＧ Ｚｈａｏ⁃ｈｕｉ， ＣＨＥＮ Ｈｏｎｇ， ｅｔ ａｌ． Ｉｎｔｅｒｆａｃｉａｌ ｅｌｅｃｔｒｏｋｉｎｅｔｉｃ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｂｅｆｏｒｅ ａｎｄ ａｆｔｅｒ ｂｉｏｌｅａｃｈｉｎｇ ｍｉｃｒｏｏｒｇａｎ⁃ ｉｓｍ ａｄｈｅｓｉｏｎ ｔｏ ｐｙｒｉｔｅ［Ｊ］． Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｆ Ｎｏｎｆｅｒｒｏｕｓ Ｍｅｔａｌｓ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ｃｈｉｎａ， ２００６， １６（３） ６７６－６８０． ［１２］ Ｒｉｃｈａｒｄ． Ｒ Ｋ１ Ｏｐｔｉｍｉｚｉｎｇ ｔｈｅ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ｆｌｏｔａｔｉｏｎ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｓｕｌ⁃ ｆｉｄｅ ｍｉｎｅｒａｌｓ ｈａｖｉｎｇ ｓｏｍｅ ｎａｔｕｒａｌ ｆｌｏａｔａｂｉｌｉｔｙ ［ Ｊ］． Ｉｎｔ Ｊ Ｍｉｎｅｒ Ｐｒｏｃｅｓｓ，２０００，５８７７－８４． ［１３］ 罗仙平， 邱廷省， 方夕辉， 等． 黄铁矿低碱介质高效有机抑制剂 的选择及其机理研究［Ｊ］． 江西科学， ２００１， １９（２） ７９－８３． ［１４］ 李崇德， 孙传尧． 铜硫浮选分离的研究进展［Ｊ］． 国外金属矿选 矿， ２０００（２） ２－７． ［１５］ 孙小俊，顾帼华，李建华，等． 捕收剂 ＣＳＵ３１ 对黄铜矿和黄铁矿 浮选的选择性作用［Ｊ］． 中南大学学报（自然科学版），２０１０，４１ （２）４０６－４１０． ［１６］ Ｏｗｕｓｕ Ｃ， Ａｄｄａｉ⁃Ｍｅｎｓａｈ Ｊ， Ｆｏｒｎａｓｉｅｒｏ Ｄ， ｅｔ ａｌ． Ｅｓｔｉｍａｔｉｎｇ ｔｈｅ ｅｌｅｃ⁃ ｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ ｒｅａｃｔｉｖｉｔｙ ｏｆ ｐｙｒｉｔｅ ｏｒｅｓ⁃ｔｈｅｉｒ ｉｍｐａｃｔ ｏｎ ｐｕｌｐ ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ ｃｈａｌｃｏｐｙｒｉｔｅ ｆｌｏｔａｔｉｏｎ ｂｅｈａｖｉｏｕｒ［Ｊ］． Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｐｏｗｄｅｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏ⁃ ｇｙ， ２０１３， ２４（４） ８０１－８０９． １４第 ２ 期赵海云 五叠层高频振动细筛的研发及应用