尼龍細篩與電磁振動篩在磨礦分級中的試驗效果對比

趙環帥，黃 勇，李 準

1中國冶金礦山細粒篩分機械工程技術研究中心 河北唐山 063020

2唐山工業職業技術學院 河北唐山 063299

3華北理工大學礦業工程學院 河北唐山 063210

磨 礦分級作業在現代礦物分離工業中具有非常重要的作用，也是選礦廠中各種能源消耗所占比重最大的作業環節。同時，磨礦分級作業的效果也直接影響到選礦廠工藝指標和經濟效益。在選礦廠的磨礦分級中，長期以來通常以某一規定粒度篩下含量作為篩分效果的評價標準，往往忽視了 -10 μm、甚至 -20 μm 粒級的篩分和過濾方法。一般這些粒級物料容易形成漂珠而隨水流進入尾礦中，不能完全回收，從而造成不必要的金屬流失，進而造成細篩再磨系統的循環負荷往往居高不下的現象。在選礦廠磨礦分級中，常用設備有尼龍細篩與電磁振動篩，但對兩者效果缺乏深入了解，而容易出現不合理的選用。因此，筆者通過現場工業試驗，研究尼龍細篩與電磁振動篩在磨礦分級中的試驗效果，從而為其在選礦廠中的合理采用提供借鑒與指導。

1 磨礦分級的必要性

磨礦分級中的“分級”通常是指固體物料在流體 (水或者氣體)中，依據各種顆粒物料沉降速度的不同，按物料粒級大小分離的過程。物料分級不是嚴格按粒度差別進行的，而是與物料顆粒的沉降速度與粒度大小、固體物料的密度及形狀等因素有關，因此分級若嚴格按粒度差別進行，容易造成分級產品粒度分離不精確、分級效率較低、密度大的有用礦物在粗產品中的反富集現象[1]。目前我國選礦廠普遍存在磨礦分級細度不夠、分級界面不準確與嚴重過粉碎的矛盾現象。因此，在選礦作業中，早解離、早拋尾、早回收的重要條件是實現單體解離，且礦物不過磨、不泥化，才能達到可回收粒級的含量既滿足選別作業的回收率和品位的最佳技術經濟指標，也能滿足濃縮、過濾的工藝要求。

2 尼龍細篩

我國選礦行業于 20 世紀 70 年代末從美國引進細篩技術，采用尼龍篩片，礦漿自流過程中，依靠切割篩縫對物料進行分級，篩網使用壽命較長，無動力消耗，且可以采用大傾角來保證篩下細度，但尼龍細篩也存在諸多不足。

(1)不能適應精礦產品粒度變細的需要。在尼龍細篩再磨工藝推廣的初期階段，最后一道尼龍細篩篩孔寬度一般為 0.3～ 0.2 mm，而目前國內大型選礦廠都應用 0.15 mm 篩孔細篩。要滿足目前精礦粒度的要求，需要減小篩孔尺寸，但目前受注塑成型和模具制作等技術限制，仍存在較大的困難。

(2)尼龍細篩開孔率較低。當篩片由 0.30 mm 變為 0.15 mm 時，篩片開孔率約為原來的一半，有效篩分面積嚴重不足，造成透篩效果較差。如以 0.15 mm篩孔為例，在正常情況下其分級粒度 (同一粒級物料分別進入到篩上與篩下產物中的產率各占一半粒度)約為 0.074 mm (-200目)，而在現場試驗實際測試中發現，分級粒度往往遠小于 0.075 mm。因此容易出現“二低二高”(篩分效率低，篩下物產率低；篩上物中合格粒級含量高和篩上循環負荷高)的現象，進而造成再磨系統長期處于超負荷運行狀態。尼龍細篩分級效率受開孔率等因素的限制，一直難以達到生產所要求的理想效果，平均分級效率只有 32.67%。

(3)尼龍細篩采用大篩孔來篩分小粒度，篩孔為長條型，其長度為寬度的幾十倍，因此總會出現一部分條形粗顆粒物料進入篩下產物的情況，這些品位比較低的過粗顆粒，往往直接影響精礦質量。有資料表明，采用 0.15 mm 尼龍細篩控制的最終精礦粒度，由于過粗顆粒的混入，可有效降低最終精礦品位 0.30%左右。

3 電磁振動篩

電磁振動篩是一種采用全新原理及結構的篩面振動篩分設備，目前主要用于冶金選礦、煤炭洗選、建材、化工等行業中細粒物料的干/濕法篩分、分級、脫水、脫泥、隔粗等作業。

3.1 工作原理及性能特點

(1)電磁振動篩在篩箱外側安裝有電磁振動器，通過傳動系統把電磁激振力傳入篩箱內，振動系統的振動構件支撐并激振篩網。篩網的兩端采用折鉤、縱向張緊的方式。篩機沿篩箱外側縱向布置有若干組振動器及傳動系統，電磁振動器采用電控柜集中控制，每個振動系統可分別獨立激振篩面，也可隨時分段調節。篩箱具有一定安裝傾角，并且傾角可調。物料在篩面高頻振動作用下，沿篩面流動、分層與透篩[2-4]。

(2)電磁振動篩可提高篩下物品位。一方面是通過篩分，合格粒透篩效果較好，即篩分效率高；另一方面是篩面由于高頻、小振幅振動，可對礦漿按密度分層，同粒度級的顆粒以水為介質，在高頻振動過程中，密度大、品位高的顆粒易靠近篩面，透篩機率大；而密度小、品位低的顆粒留在篩面上的概率大，因此電磁振動篩的篩下物的產率與品位較高。

3.2 結構特點及技術特征

(1)篩箱不動、篩面振動。振動器安裝于篩箱上，振動器彈性系統的彈性力與激振力的反力平衡，因此篩箱基本保持不動。激振力驅動振動系統激振篩面，振動系統處于近共振狀態，通過較小的動力即可達到所需的工作參數。由于篩箱振動較小，對基礎基本無動載，因此基礎僅承受設備靜載，且安裝方便、簡單。

(2)篩面高頻振動，頻率達 50 Hz，振幅為 1～2 mm，振動強度可達 8～10，是一般振動篩振動強度的 2～3 倍。因此電磁振動篩不容易堵孔，篩面自清洗能力強，且篩分效率高，處理能力大。

(3)篩面主要由 3 層篩網組成，下層為粗絲大孔的鋼絲繩芯聚氨酯托網，與激振裝置直接接觸，在托網上面鋪設由兩層不銹鋼絲編織網粘接而成的復合網，復合網上層和物料接觸，根據現場篩分工藝要求選擇網孔尺寸，復合網下層底網的篩孔尺寸遠大于上層網孔。復合網開孔率較高，具有一定的剛度，便于張緊、平整安裝。復合網多用于網孔尺寸小于 0.5 mm的細篩作業。對于網孔尺寸大于 0.5 mm 的，也可用粗絲單層網。

(4)篩機安裝角度可根據現場工況隨時調節，以適應物料的性質及不同篩分作業的要求。對于干法篩分，安裝傾角為 35°±5°；對于選礦細篩的濕法篩分，安裝傾角為 25°±3°。

(5)篩機振動參數采用計算機集控，對每個振動系統的振動參數可采用軟件調節設定。激振器分別由控制柜上的旋鈕調節，通過調節旋鈕可以靈活地調整電流，從而調整篩機振幅的大??；還可以設定間斷瞬時強振程序，自動控制激振器每隔一定時間強振 3 s左右，隨時清理篩網，防止篩孔堵塞。

(6)功耗小。由于篩機在振動過程中，篩網振動，篩框不振，其傳力桿和連動桿激振負荷很輕的篩網，每個電磁振動器的有功功率僅 150 W，節能效果顯著。用于選礦時，一臺篩機面積不超過 4 m2的電磁振動篩，其裝機功率不超過 1.2 kW。

(7)由于篩箱不動，容易實現現場封閉式作業，可配加防塵罩及密封的篩上、篩下出料溜槽、漏斗，減少環境污染。

4 試驗效果對比分析

某選礦廠同時使用固定尼龍細篩與電磁振動篩，用于磨礦分級作業中細粒鐵礦石的分級，通過一段時間的運行后，對其主要技術指標進行對比分析。

4.1 篩下物粒度組成

固定尼龍細篩與電磁振動篩篩下物粒度組成比較如表 1 所列。

由表 1 可知：與固定尼龍篩相比，電磁振動篩篩下物粒度組成較好，粗粒級含量比尼龍細篩的低，電磁振動篩篩下 40～100 目粒級含量為 0.4%，比尼龍細篩低 2.5 倍，有利于提高篩下品位；電磁振動篩 -325目含量比尼龍細篩低 5.2%，說明電磁振動篩篩分效率高，能夠及時篩出合格粒，減少循環量，避免了物料過磨，有利于提高選礦廠的處理能力。

表1 篩下物粒度組成Tab.1 Composition of particle size of undersize

4.2 篩下品位與篩下粒度

固定尼龍細篩與電磁振動篩篩下品位與篩下粒度比較如表 2 所列。

表2 篩下品位與篩下粒度Tab.2 Grade and particle size of undersize %

由表 2 可知：電磁振動篩的篩下 -200 目粒度為75.77%，比尼龍細篩的篩下粒度 (76.20%)低 0.43%；但電磁振動篩的篩下品位為 66.50%，比尼龍細篩的篩下品位 (65.76%)提高了 0.74%，因此由于粒度組成較好，電磁振動篩篩下品位在達到尼龍細篩篩下品位水平的情況下，可以適當放寬精礦粒度。

表3 工藝指標檢驗結果Tab.3 Test results of technical indexes

4.3 工藝指標檢驗結果

電磁振動篩與尼龍細篩工藝指標檢驗結果對比如表 3 所列。

由表 3 可知：電磁振動篩和尼龍細篩篩下物品位基本相同的情況下，電磁振動篩篩下物產率及 -200目粒度回收效率明顯提高，這是由于電磁振動篩可以更有效地使細粒物料透篩。另外，篩面開孔率和篩子的運動方式是影響顆粒透篩的重要因素。開孔率高，顆粒透篩概率大，篩分效果好；篩面運動可以使物料在篩面上分散開，并有助于細粒運動到物料層下部，貼近篩網，增加了細粒物料透篩概率，從而提高篩分效率。電磁振動篩采用的不銹鋼編織網開孔率高。選礦中常用的網孔為 0.18 mm×0.35 mm 的開孔率為25% 左右，約為尼龍篩的 5 倍；另一方面電磁振動篩高頻率、低振幅的強振，也有利于物料分層透篩。

5 結論

(1)電磁振動篩篩下物粒度組成較好，其中粗粒級含量比尼龍細篩的低，且 -325 目含量比尼龍細篩低，篩分效率高，能夠及時篩出合格粒，減少循環量，避免了物料過磨，有利于提高選礦廠的處理能力。

(2)電磁振動篩的篩下 -200 目粒度比尼龍細篩的篩下粒度低；電磁振動篩的篩下品位比尼龍細篩的篩下品位高。在電磁振動篩篩下品位與尼龍細篩篩下品位水平相同情況下，可以適當放寬精礦粒度。

(3)電磁振動篩和尼龍細篩篩下物品位基本相同的情況下，電磁振動篩的篩下物產率及 -200 目粒度回收效率明顯高于尼龍細篩，且電磁振動篩篩分效率明顯優于尼龍細篩。