理论教育 节能环保设备优化筛分工序

节能环保设备优化筛分工序

时间:2023-06-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:在矿山现场的应用中,LF系列直线振动筛有效地提高了筛分作业的工作效率,降低了破碎筛分系统的循环负荷,提高了破碎系统的整体能力。另外,在改造项目中,可根据现场的空间情况对筛分设备的尺寸进行定制,增加了山特维克筛分设备应用的灵活性。

节能环保设备优化筛分工序

(一)LF系列直线振动筛

山特维克破碎筛分设备是山特维克矿山和工程机械业务的一部分。作为业界的领军企业,山特维克向市场提供破碎筛分设备已有120多年的历史。在众多类型的筛分设备中,LF系列直线振动筛在矿山系统中使用广泛,得到了用户的广泛好评。

1.节能减排特点

1)LF系列直线振动筛设计紧凑。LF系列直线振动筛精巧的设计可以使其在椭圆形和直线形两种行程下自由转换,加之宽广的行程范围,其激振器更是产生惊人的6.5g(g为重力加速度)激振力,在如此强悍的激振力下实现LF系列直线振动筛小倾角的安装模式(0°~10°),从而有效地降低了土建的高度。

LF系列直线振动筛可有效减少所需的安装空间,由于激振器安装在振动筛的上部,所以LF系列直线振动筛安装间距可以比较小,在设计时无须预留一根主轴长度的检修距离。如果需要,LF系列直线振动筛可以很容易地拆卸,并在其他位置重新安装。较低的安装高度使得LF系列直线振动筛无论是在已有地基的改造项目,还是新建项目中,都具有安装简便、成本低的优势。

2)直线与椭圆行程。LF系列直线振动筛的激振器由两根相同的主轴组成,使得振动筛行程的形式、角度、长度均可根据现场的情况进行调节,可实现直线与椭圆行程。椭圆行程运动轨迹为向前倾斜的椭圆面,可有效防止堵塞筛孔,使得在5°的安装角度下,筛孔尺寸可以达到140mm,行程的角度调节可以通过调节激振器的位置来实现。

3)模块化设计。LF系列直线振动筛采用模块化设计,完全采用螺栓连接结构,可方便地调整激振器的位置;用合理的成本制造大小合适的振动筛来适应已有的地基;满足特别需求,可以选择驱动类型和激振器的型号,使配置具有多种选择。

4)可调性好,适应性强。通过调节振动筛的以下参数:筛分速率、激振力、行程形式、行程角度、振动筛安装角度,可以使LF系列直线振动筛适应处理各种不同的物料,应用于各种作业。LF系列直线振动筛可选配置丰富,可适应不同的工矿条件。其中包括以下可选件:防尘密封系统(橡胶密封罩和全钢密封罩)、筛框防护橡胶衬板、喷淋降尘或洗矿系统、电动机制动装置、变频调速控制单元、支撑框和完整的振动筛底座。

5)易于维护,运行成本低。LF系列直线振动筛的维护简单方便,运营成本低。由于激振器安装在振动筛上部,安装检验方便,容易拆卸,起吊维修方便。给料点采用30mm厚的橡胶衬板进行保护,可以吸收给料的冲击,使物料沿宽度方向均匀分散并延长使用寿命。对所有可能的磨损部位进行保护设计,磨损部件更换方便。精巧的油浸式润滑使主轴使用周期更长。

2.应用实例

LF系列直线振动筛在国内几大矿山运行良好,近年来推广应用情况良好。

辽宁鞍钢弓长岭矿业公司三车间300万t铁矿改造项目中,于2004年开始使用4台LF2460D双层直线振动筛用于闭路筛分作业;山西太钢集团矿业公司尖山铁矿900万t改造项目及峨口铁矿600万t改造项目中,分别于2006年和2008年使用7台LF2448D双层直线振动筛及8台LF1842D双层直线振动筛用于闭路筛分作业。

通过多年使用,在2008年LF系列直线振动筛开始广泛地被各大矿山企业接受。河北滦平县伟源矿业有限责任公司采购4台LF2145D双层直线振动筛,包钢集团内蒙古900万t铁矿采购8台LF2460D双层直线振动筛,广东河源坚基矿业公司180万t铁矿采购3台LF2460T三层直线振动筛,四川重钢集团矿业公司太和铁矿630万t铁矿采购8台LF2460D双层直线振动筛,其中的2台用于洗矿作业。

(1)太钢集团尖山铁矿应用情况 太钢集团尖山铁矿设计年处理能力为900万t,破碎筛分工艺为三段一闭路。筛分车间安装7台山特维克LF2448D双层直线振动筛作为闭路筛,其中正常使用6台,1台备用,2007年初正式投产。设备自运转以来,工作稳定、筛分效率高,故障率低,完全满足工艺要求。

其主要工作数据:振动筛尺寸为双层2400mm×4800mm;安装角度为10°;单台设备通过能力达到650t/h;上层筛板寿命为20天,下层筛板寿命为3~4个月(国产筛板),上层筛板筛孔尺寸为30mm×30mm,下层筛板筛孔尺寸为14mm×28mm;筛分效率达到90%以上(数据来源于现场流程考查),侧面衬板的寿命为半年左右(国产衬板);设备运行平稳,减振效果好,工作平台感觉不到振动。

(2)鞍钢集团弓长岭铁矿应用情况 鞍钢集团弓长岭铁矿三选车间于2004年建成投产,设计年处理能力为300万t,破碎筛分工艺为三段一闭路流程。筛分车间安装4台山特维克LF2460D双层直线振动筛作为闭路筛,其中正常使用3台,1台备用。

其主要工作数据:振动筛尺寸为双层2400mm×6000mm;安装角度为10°;单台设备通过能力达到650~750t/h;上层筛板筛孔尺寸为30mm×30mm,下层筛板筛孔尺寸为14mm×28mm,筛分效率达到92%左右(数据来源于现场流程考查);弹簧减振效果好:设备运行平稳,工作平台感觉不到振动。

3.节能减排总结

LF系列直线振动筛设计紧凑,易于维护,工作稳定高效,筛分效率高,与同类筛分设备相比优势明显。在矿山现场的应用中,LF系列直线振动筛有效地提高了筛分作业的工作效率,降低了破碎筛分系统的循环负荷,提高了破碎系统的整体能力。另外,在改造项目中,可根据现场的空间情况对筛分设备的尺寸进行定制,增加了山特维克筛分设备应用的灵活性。

(二)ZKK系列大型宽筛面直线振动筛

1.节能减排特点

鞍山重型矿山机器股份有限公司生产的ZKK大型宽筛面直线振动筛的生产能力大,筛分效率高。与累积使用多台普通型筛机按同样的生产能力相比,它具有节省占地面积、使用可靠、维护方便的特点。该系列振动筛采用块偏心箱式结构、自同步驱动的单电动机,结构紧凑。

2.应用实例

下面介绍抚顺罕王傲牛铁矿直线振动筛的应用情况。

(1)现场工艺和使用问题 抚顺罕王傲牛铁矿的工艺流程为:粗碎→中碎→高压辊磨→直线振动筛→筛上干选→筛下湿式磁选的阶段磨矿、阶段选别。粗碎采用旋回破碎机,粗碎产品经过永磁大块矿石磁选机预选,预选矿石最大粒度为350mm。合格矿石给入破碎机进行中碎;中碎采用2台圆锥破碎机,破碎产品经永磁大块矿石磁选机分选矿石中的混岩;干选后的矿石给入振动筛分级,筛上物返回中碎,筛下物给入粉矿仓,作为高压辊磨机的给料。高压辊磨机与直线振动筛ZKK3061形成闭合回路,高压辊磨机的排矿产物通过筛孔尺寸为3mm的直线振动筛筛分,筛上产物经磁滑轮干选丢弃一部分粗粒尾矿后返回高压辊磨机,筛下产物进入湿式磁选,磁选精矿送入主厂房进一步磨选。

工艺过程中使用的直线振动筛ZKK3061为湿式筛分,在入料端设置喷淋装置,振动筛筛孔尺寸为3mm,振幅为7mm,处理量为400t/h,上层物料在排料端时水分含量(质量分数)<8%。在使用过程中,主要问题是料层厚,料速慢,筛板磨损快。针对这三个问题,进行了重新设计计算和设备改造。

(2)存在问题的解决方案

1)料层厚问题的解决方案。现场使用的ZKK3061振动筛筛分物料性质为大于3mm的物料平均占40.5%,小于1.5mm的物料平均占59.5%,物料的松散密度为2.3t/m3,筛分效率为70%。直线振动筛改造后,设置成双层筛面,这样料层厚度将会由两层筛面来分担,在筛宽不变的情况下,料层厚度就会减小。

2)物料速度问题的解决方案。物料速度是由振动筛主轴的角速度、振幅、筛面倾角、料层厚度、物料形状和抛射强度决定的。已知振动筛的角速度为94.2rad/s,振幅为7mm,筛面倾角为0°,料层厚度为100mm,属于厚层物料。抛射强度为2.24,影响系数取值1.05,计算出物料速度和料层厚度。

在角速度一定的情况下,当振幅小时,物料速度慢,料层厚度大;当振幅大时,物料速度快,料层厚度小。因此,直线振动筛改造,可按照角速度为94.2rad/s,振幅为9mm设计。

3)筛板问题的解决方案。筛板曾用过不锈钢条缝筛板、橡胶筛板和聚氨酯筛板,实践表明,这几种筛板的耐磨性都不十分理想,所以就未从选材方面考虑。确定将现场的单层振动筛3061改成双层振动筛2ZKK3061。上层筛板采用10mm×40mm筛孔,下层采用3mm条缝筛孔,材质全部为聚氨酯。通过设置上层筛板,减少了大于10mm物料对3mm筛孔筛板的冲击,使筛板的使用寿命延长至3个月。

3.节能减排总结

经过改造,双层直线振动筛2ZKK3061使用效果理想,解决了料层厚、料速慢和筛板磨损快三个方面的问题,保证了设备的正常使用,降低了由于筛板磨损而更换筛板的成本。

(三)德瑞克重叠式高频振动细筛

自1951年设计出高频振动细筛以来,德瑞克公司致力于筛分理论、设备的研发,新产品、新设备层出不穷。1977年第一台多路给料高频振动细筛问世。1989年发明了可张紧的耐磨防堵聚酯筛网。1989年高开孔率聚酯筛网的出现,解决了筛分处理能力和筛分精度间的矛盾,适应了当前细粒物料分选作业的要求。

1.节能减排特点

1)多路重叠式布置。料浆经分配器同时向5路重叠式并联布置的筛分单元供应料浆,5路的筛上产物合并进入筛上产品受料斗,5路的筛下产物合并进入筛下产品溜槽。

2)强力双振动器配置。可产生直线和7.3g[一般振动器产生(4~5)g]重力加速度的强力振动,使该细筛特别适合细粒或微细粒物料的筛分。

3)浮动式振动筛框和全封闭式振动器结构。经浮动橡胶弹簧传递给固定筛框的动负荷仅3%~5%,即振动力的95%~97%全部转化为筛分所需的振动力。安装筛机时不需考虑基础承受的动负荷,距离筛机1m处振动噪声在85dB以下。

4)耐磨聚酯筛网和防堵夹层不锈钢筛网的专利设计。该设计既防止筛网堵孔,又延长筛网寿命,且实现高浓度筛分。

目前,德瑞克重叠式高频振动细筛有两种规格:宽度分别为1.2m和1.5m,分别配置2×1.9kW和2×3.8kW的动力。该细筛还可配置重复造浆槽,适用于最大限度地从给料中筛除细粒级物料。

2.应用实例

重叠式高频振动细筛向矿物加工行业提供了占地面积小、筛分效率高和处理能力大的湿式细粒物料分级设备,在黑色金属有色金属矿山中得到了广泛应用。

下面介绍山东莱钢鲁南矿业公司选矿厂的应用情况。

(1)磨矿分级原有流程和存在的主要问题 鲁南矿业公司选矿厂的工艺流程为:阶磨阶选、细筛返回再磨、高频振动细筛与三段磨矿形成闭路、磁选精矿再浮的多段选别。选矿厂原有7台球磨机,分配为3∶2∶2。一段磨矿采用ϕ2700mm×2100mm格子型球磨机,二段采用ϕ2700mm×2100mm溢流型球磨机,三段采用1台ϕ2700mm×2100mm溢流型球磨机和1台ϕ2100mm×4500mm溢流型球磨机。三段2台球磨机总功率为560kW,配套衬胶泵功率为55kW。三段磨选电耗为16.8kW·h/t。

三段筛分采用4台GPS型高频振动细筛和2台尼龙平面细筛,装机总功率为12kW。高频振动细筛的不锈钢筛网易堵孔、漏矿和破损,补加水量大,且使用寿命不到1个月,最短寿命不足10天。尼龙平面细筛堵孔严重,需要大量的补加水,筛网易变形,筛分精度低。三段筛分给矿粒度小于74μm的质量分数为85%,给矿的质量分数为40%。筛上产率高达70%,筛下产率仅30%,筛分量效率仅30%左右,因而三段球磨时有“胀肚”现象发生。

存在的主要问题包括筛分效率低,致使三段磨矿能力显得不足,限制了铁精矿产量提高;筛网堵孔、漏矿现象较严重,筛网寿命短,更换频繁,严重影响入浮产品粒度和生产的正常进行;由于单台设备的筛分能力很低,导致设备台数较多,检测与维护工作量大,运行成本较高;部分矿石过磨产生泥化,增加磨矿电耗,并影响浮选效果、综合回收率和铁精矿品位。(www.daowen.com)

(2)扩建改造方案的制定和实施 一段由3台球磨机增加到4台球磨机,增加一段磨矿的处理能力;三段改由德瑞克高频振动细筛控制分级以提高筛分效率和确保入浮产品粒度。改造后设计厂房内磨机配比为4∶2∶1,预计扩建后铁精矿产量从26万t/a提高到30万t/a。为确保德瑞克DERRICK高频振动细筛对鲁南矿业公司矿石性质的适用性,委托DERRICK公司对二段磨矿筛下产品进行了筛分试验,考查高频振动细筛的筛分效率以及不同筛孔尺寸和不同给矿浓度下的筛分效果,筛分试验结果完全满足扩建改造的要求。

项目完成后,一段增加1台ϕ2700mm×2100mm溢流型球磨机,二段不变,三段磨矿仅用1台ϕ2100mm×500mm溢流型球磨机,三段控制分级用1台德瑞克2SG48-60W-5STK重叠式高频振动细筛代替原有的4台GPS高频振动细筛和2台平面筛。德瑞克高频振动细筛装机总功率为3.75kW,5路料浆分配器分配均匀,溢流式给料箱实现了筛面的均衡布料,操作维护简便。

改造后三段仅需1台球磨机和配套衬胶泵,功率分别为280kW和55kW。由于筛分效率提高,循环负荷降低,停运了1台磨机和配套衬胶泵,三段磨选电耗仅为9.15kW·h/t。该矿改造前后的主要技术指标对比参见表2-11。

2-11 鲁南矿业改造前后的主要技术指标对比(%)

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3.节能减排特点总结

1)德瑞克Derrick重叠式高频振动细筛的高效分级是此次技改扩产成功的可靠保证,第三段磨机能力提高50%以上。铁精矿产量从26万t/a提高到29万t/a。

2)该台德瑞克Derrick五路重叠式高频振动细筛,在给料量高达120t/h时,最低分级效率仍保持在70%以上。耐磨聚酯筛网不堵孔、不糊孔,寿命高达12个月以上,使用方便,维护简单,筛网单位面积筛分能力高达15t/(m2·h)。

3)实现扩产目标,并在三段停运了1台球磨机和循环胶泵,减少装机功率340kW。三段磨选电耗由从前的16.8kW·h/t降为现在的9.15kW·h/t,节能效果非常显著,并减少了4个作业人员。

4)改善了矿石粒度结构,铁精矿中粒度小于74μm的质量分数从原有的93%下降到90%,矿石泥化得到遏制,创造了更好的入浮选别条件。金属回收率从原有68.65%提高到74.07%。

5)扩产铁精矿3万~4万t/a,投入产出回报高。

由于该细筛的准确、高效分级,黑色金属和有色金属矿山选矿厂提高了金属回收率,降低了磨矿电耗,扩大了磨机的处理能力,取得了显著的经济效益。

(四)MVS型电磁振动高频振动网筛

1.节能减排特点

MVS型电磁振动高频振动网筛的主要特点如下:

1)筛面振动,筛箱不动。激振器固定于筛箱上,在筛箱上激振器弹性系统的弹性力与激振力互相平衡,所以筛箱不动。激振力驱动激振筛面的振动系统,振动系统设计在近共振状态工作,可以较小的动力达到所需的工作参数。

2)筛面高频振动,频率为50Hz,振幅为1~2mm,有很高的振动强度,可达8~10倍重力加速度,是一般振动筛振动强度的2~3倍,所以不堵孔,筛分效率高,处理能力大,非常适用于细粒粉体物料的分级脱水。

3)筛面采用3层不锈钢丝编织网,下层为粗丝大孔的托网,与激振装置直接接触,在托网上面张紧铺设出两层不锈钢丝编织网粘接在一起的复合网。复合网具有很高的开孔率,有一定的刚度,便于张紧平整安装,并提高筛网的工作寿命。

4)筛机安装角度可随时方便地调节,以适应不同物料的性质及不同目的的筛分作业。对于干法筛分,安装倾角一般为35°±5°,对于湿法筛分,安装倾角一般为25°±5°。

5)筛机振动参数采用计算机集控,对每个振动系统的振动参数可进行软件编程。除一般工况振动参数外,还有间断瞬时强振以随时清理筛网,保持筛孔不堵。

6)功耗小,每个电磁振动器的功率仅为150W,一般一台筛机的装机功率不超过900W。该种筛机为节能产品。

7)由于筛箱不动,易于安装防尘罩以及密封筛上与筛下出料溜槽、漏斗,实现封闭式作业,减少环境污染。该种筛机为环保产品。

2.应用实例

下面介绍MVS型电磁振动高频振动网筛在首钢矿业公司的应用情况。

在水厂新选矿厂6系列应用电磁振动网筛试验成功的基础上,针对老选矿厂的情况,对老选矿厂9、10系列流程进行了包括流程结构和用电磁振动网筛代替尼龙细筛的改造,而后组织了全流程考查。改造后的工艺流程如图2-2所示,其工艺流程考查主要作业指标见表2-12。

从表2-12可知,虽然5次考查各项指标有所波动,但与以往未改造的原工艺流程考查相比,变化是明显的。

1)系列台时处理能力提高。根据资料统计,9、10系列平均一段磨机处理原矿76.44t/h,而1~8系列平均为70.11t/h,提高了6.33t/h,提高幅度为9.03%。

2)二段磨机循环负荷得到了有效的控制,平均循环负荷量为234.28%,而原工艺流程通常都在300%以上,其主要原因就是电磁振动网筛筛分效率提高后,有效地控制了筛上物的循环量。

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图2-2 水厂老选矿厂改造后的工艺流程

2-12 水厂老选矿厂9、10系列工艺流程考查主要作业指标

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注:一段磨机处理量为9、10系列台时处理量之和。

3)电磁振动网筛工作稳定,在其他作业指标有所波动情况下,电磁振动网筛的品位提高幅度稳定在9%~10%,说明电磁振动网筛的工作是稳定可靠的。

4)9、10系列电磁振动网筛与其他系列尼龙细筛作业指标对比见表2-13。

2-13 水厂老选矿厂9、10系列电磁振动网筛 与其他系列尼龙细筛作业指标对比

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与新选矿厂6系列流程考查相同,应用电磁振动网筛代替尼龙细筛后,筛给粒度明显偏粗。5次平均,给矿中粒度小于74μm的质量分数仅为26.96%,而其他系列则为41.36%,差值为14.40%;而尼龙细筛的筛上物中粒度小于74μm的质量分数却比电磁振动网筛筛上物粒度高出16.52%。这说明尼龙细筛流程中确实存在一个细粒物料在流程中大量积聚的过程。应用电磁振动网筛后,原来因为尼龙细筛的分级效率低下,造成大量积聚在二段磨矿循环物料流中的细粒级物料返回二段磨机的不合理现象得到了比较彻底的解决。在循环负荷量有较大幅度下降的同时也减少了过磨现象,形成了筛上物料流的良性循环,因此呈现出了给矿粒度变粗的新动向。

应用电磁振动网筛后,在筛给粒度大幅度变粗的情况下(粒度小于74μm的质量分数减少了14.40%),能获得与尼龙细筛粒度相近的筛下产物,也证明电磁振动网筛在控制产品粒度方面具有很好的优势。

5)9、10系列电磁振动网筛与其他系列尼龙细筛筛下产物粒度组成对比见表2-14。

2-14 水厂老选矿厂9、10系列电磁振动网筛与其他 系列尼龙细筛筛下产物粒度组成对比(%)

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电磁振动网筛代替尼龙细筛后,筛下粒度组成也发生了较大的变化,去除了粒度不小于178μm的过粗粒子,有利于最终精矿品位的提高。这说明电磁振动网筛在粒度控制方面优于尼龙细筛。

3.节能减排总结

选矿厂实践表明,应用电磁振动网筛后提高了筛分效果,减少了二段磨矿系统的循环负荷量,从而为提高流程处理能力创造了必要的条件。据测算,一段磨机台时处理量提高9.03%。

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