砂處理設備和選礦設備的聯系

費云俠

（昆明高級技工學校，云南昆明 650033）

砂處理設備和選礦設備的聯系

費云俠

（昆明高級技工學校，云南昆明 650033）

在對選礦設備和砂處理設備作系統進行對比研究的基礎上，結果表明兩者在破碎、碾磨、篩分、磁選、運輸等設備應用上有很大的聯系，這為砂處理設備的改進和研發創新提供了借鑒，進而促進舊砂再生技術的設備更新，推動鑄造業向有利于節能減排的方向發展。

選礦設備；砂處理設備；節能減排；鑄造

0 前言

隨著礦產業的發展進步，選礦設備也在不斷改進更新。礦產品基礎的增強推動加工工業的迅速發展，鑄造業也在不斷的改革創新，為了減少對環境的污染，減少對資源的浪費，就必須考慮廢棄舊砂的回收問題，因此舊砂處理設備也就隨之發展起來。通過對選礦設備和砂處理設備作的對比研究表明：兩者在破碎、碾磨、篩分、磁選、運輸等設備應用上有很大的聯系。這為砂處理設備的改進和研發創新提供了借鑒，進而促進舊砂再生技術的設備更新，推動鑄造業向有利于節能減排的方向發展。

1 砂處理設備和選礦設備的聯系

選礦設備選礦的原理是通過礦物之間的不同的物理和物理化學性質將礦石進行分離的，一般過程有破碎、磁選、篩分、碾磨等，然后使有用礦物富集［1］1－4。

圖1 選礦流程圖和砂處理流程圖

從圖1選礦流程圖和砂處理流程圖中我們可以看出兩者的處理過程是類似的，處理過程中都包含有運輸設備、破碎設備、篩分設備、研磨設備等。不過兩者處理的對象不同，一個是礦業中的選礦工藝流程，一個是鑄造業中的砂處理流程，最終得到的產品分別是精礦、中礦、尾礦和再生砂，因此各設備在兩種流程中的各個環節的應用目的不同，所以兩者之間還是有一定的差異。

1.1 破碎設備在砂處理與選礦兩者應用中的聯系和區別

破碎在采礦中是指在能克服物料內聚力的外力作用下，使大塊物或大顆粒的物料破碎成小塊物或小顆粒的過程。其目的是便于選礦、增加物料的比表面積、粒度分級、均化等。而砂處理中的破碎主要是指將大的砂塊、砂團破碎為砂粒，主要克服砂粒之間的粘著力。其破碎的目的只是為了將砂團砂塊散成砂粒，利于回收再利用。采礦設備用的破碎機種類很多，有：顎式破碎機、圓錐破碎機、輥式破碎機等。砂處理設備所用的破碎機主要有振動破碎機、回轉滾筒破碎機等。

砂處理破碎設備與選礦破碎設備的共同點是都要將大體積物體（礦物或砂團）破碎為小體積小顆粒物體，工作原理也基本相同，差異是：1.對象不同。砂處理設備工作的對象是鑄造過程中的型（芯）砂塊（團），選礦設備作用的對象是各種礦石、焦炭。2.克服的作用力不同。砂處理中只把砂塊（團）破碎為砂粒，克服粘著力，而采礦過程中，克服的是各種物質或元素之間的吸引力等。另外，選礦流程中的破碎過程分為粗碎、中碎、細碎，而砂處理過程中一般只經過一次破碎就達到所需要求了。

在對砂處理破碎設備和選礦破碎設備對比之后發現，兩者之間有著緊密的聯系。砂處理破碎設備的設計改進中，結合砂處理的特點，借鑒選礦設備的某些優點，提高砂處理破碎設備的生產效率和經濟效益。

1.2 砂處理碾磨設備與選礦碾磨設備的區別與聯系

1.2.1 選礦碾磨設備

磨礦是礦石繼破碎過程的下一過程，是分選前準備作業的重要組成部分。磨礦機械主要種類有：球磨機、棒磨機、立式輥磨機等。球磨機的工作原理是通過筒體的轉動作用促使物料筒內的磨礦介質（如鋼球、鐵球等介質）產生一定規律性的運動，在磨礦介質之間的的物料則受到介質的撞擊、摩擦以及物料之間的碰撞、摩擦而磨削、破碎［2］98－111。立式輥磨機的工作流程（原理）如圖2所示［3，4］。

圖2 立式輥磨機工作流程圖

1.2.2 砂處理中的再生機械［5］154－179

舊砂再生是為了脫去砂粒表面包裹的薄膜，常用的再生方法有機械再生、熱法再生和機械熱法聯合再生，其中應用最廣效果較好的再生法是機械再生。現已使用的再生機械有：振動再生機、鐵丸研磨再生機、磨輪再生機等。振動再生機的工作原理是通過振動源而提供激振力（砂子與砂子、砂子與容器壁之間的摩擦力與剪切力）使砂子上的粘結膜磨損，達到再生目的。鐵丸研磨再生機的工作原理是利用激振裝置給鐵丸傳遞運動所需的能量，在鐵丸之間的的舊砂則受到鐵丸的撞擊、摩擦以及舊砂之間的碰撞、摩擦而磨去舊砂表面的薄膜。磨輪再生機再生的機理較簡單，是通過磨輪轉動，將砂子與機壁相擠壓，在強力的摩擦、剪力作用下除去砂子表面的膜，達到再生目的。

1.2.3 磨礦機械和再生機械

選礦的磨礦機械和砂處理的再生機械兩者有緊密聯系。磨礦作業中的球磨機與舊砂再生中的鐵丸研磨再生機結構相似，原理基本相同，都是通過鋼球或鐵棒來增加礦物的碾磨。它們之間的不同在于工作頻率不同，選礦作業中，要求球磨機、棒磨機工作頻率高，轉動快、振動激烈，以增大磨礦介質對物料的研磨作用，而砂處理中的鐵丸研磨再生機是工作頻率要求控制在一定范圍之內，頻率過小則達不到去除舊砂表面薄膜的目的，而過大則會磨碎砂粒，降低舊砂回收率，同時增加了砂處理中的除塵作業難度等。

磨礦設備的歷史悠久，而再生設備起步晚。因此，在砂處理再生設備改進的過程中，有必要選擇性地借鑒磨礦設備的優點，從而達到提高舊砂再生效率和降低生產成本的目的。

1.3 磁選在選礦與砂處理中的應用

磁選是利用不同礦物之間的磁性差異，在不均勻磁場中而使礦物分離的一種選礦方法。磁選法是隨著選礦技術的發展而發展起來的，現已在金屬的精選和選別、非金屬礦石雜質的脫除、重介質選礦中磁性介質的回收以及垃圾與污水的處理等方面廣泛應用。磁選在砂處理設備中的應用，只是簡單借鑒采礦業中的磁選設備原理，去除鑄造過程在舊砂中遺留的飛邊、鐵豆（塊）等，后來逐漸應用到混合舊砂中的有效粘土砂和失效粘土砂的分離［6］11。

1.4 選礦設備與砂處理設備中的篩分設備

兩者的工作原理基本相同，但選礦篩分設備可用于不同粒級礦石的篩分、去除礦物中的泥份等雜質；砂處理篩分設備則是用在分離混入型（芯）砂中的雜物，此外，砂處理篩分設備對舊砂還有破碎和冷卻功能。

1.5 機械化運輸設備

選礦中用到的輸送設備，在砂處理過程中也基本都可用到，如帶式輸送機、振動輸送機等輸送設備。礦山運輸設備的使用已有相當長的歷史，對使用過程中的安全事故的研究也比較深入。雖然砂處理過程中應用的運輸設備相對礦業中的運輸設備，其安全度較高，但仍然存在安全隱患。因此，要借鑒礦業運輸設備的優點，加快砂處理運輸設備的更新改造，提高其安全使用性能。

2 結語

通過對砂處理和選礦兩種不同作業中所使用的設備對比，可以發現，兩者作業過程中有很多類似或相同之處。如兩者都要經過破碎、研磨、篩分等操作，且所用的設備原理基本相近。但由于兩者處理的對象不同，處理過程又各具特點，最終成品的要求存在很大的差別。如所需的機械力不同、鋼球大小、壁與刮板間隙等參數要求不同。總之，選礦設備歷史較悠久，對砂處理設備的發展，在操作機械的工作原理和結構都上都提供了很多有益的借鑒，很大程度上推進了砂處理設備向前發展。同時，隨著鑄造業日新月異的發展，砂處理設備在不斷的創新，也涌現出一批新技術新設備，這也為選礦設備的創新提供了新的途徑，有利于二者共同發展進步。

［1］謝廣元.選礦學［M］.徐州：中國礦業大學出版社，2001.

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［3］昃向博，孫椰望，王濰，等.立式輥磨磨腔內部三維兩相湍流分析［J］.濟南大學學報，2009（7）：279-283.

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［5］萬仁芳.型砂鑄造設備［M］.北京：機械工業出版社，2007.

［6］郎保賢，郎世平.破碎機［M］.北京：冶金工業出版社，2008.

TH122TG23

A

1671-8275（2012）03-0095-02

2012-01-07

費云俠（1971-），女，安徽濉溪人，昆明高級技工學校講師。研究方向：機械類的教學及研究。

訾興建