物料篩分裝置在艾薩熔煉配料中的應用

趙雙紅，李東波，劉承飛

（云南銅業股份有限公司西南銅業分公司，云南 昆明 650093）

進廠銅精礦原料中存在的雜物主要有編織袋、麻袋、尼龍繩等，它們來源于銅精礦運輸過程中覆蓋、包裝的材料。銅精礦原料中的大塊物料來源于原料自身高水分帶來原料粘合而結塊及由于原料長時間堆存造成燒結而成塊。原料中的雜物與結塊進入銅熔煉系統中，造成配料及艾薩爐工藝波動，曾多次造成艾薩爐制粒系統故障、排放困難等工藝波動。在銅精礦進倉前端不具備設置銅精礦除雜裝置的條件，采用人工表面清撿分離雜物與大塊，但效果不佳。為降低雜物入爐帶來艾薩工藝波動的現象，在配料流程中安裝除雜裝置勢在必行。

振動篩廣泛應用于選礦、電力、輕工、化工、有色金屬等行業，對中、細粒度物料進行干濕篩分、脫水、脫介、脫泥。為實現入爐銅精礦中雜物有效分離，在配料系統中部增設振動篩，在振動篩雜物出口連接破碎機對塊狀物料破碎處理，對銅精礦中塊狀物料、編織袋等雜物進行分離，保障配料穩定性，為艾薩爐熔池熔煉溫度控制、排放控制創造良好工藝條件。

1 配料除雜工藝介紹

1.1 原料中大塊、雜物物料篩分現狀

近年來進廠銅精礦中編織袋、尼龍繩等數量大幅增加，在原料制備工序雖進行三次分解，人工分解較為粗放、勞動強度大導致雜物分解不完全，同時針對大塊物料采用鼠籠破碎機處理，全部物料均需進入鼠籠破碎機進行破碎，帶來鼠籠破碎機機備件及動力費用大于120萬元/年。未分解的雜物進入艾薩爐中間倉，導致艾薩爐圓盤出料不穩、制粒機刮刀損壞、艾薩爐熔煉溫度波動與排放困難等一系列問題。

2011年至2016年入廠原料中的大塊物料量及雜物量及雜物清撿數量見表1所示。

表1 近年來銅精礦中雜物量及雜物清撿量統計

1.2 原料中雜物對生產造成的影響

原料中雜物在配料過程中的影響：雜物進入圓盤中造成給料圓盤出料不穩，雜物在下料口處易造成堵塞，配料過程的連續控制性差，導致配料成分波動，影響艾薩熔煉的穩定控制。原料中雜物在艾薩爐熔煉中的影響：降低艾薩制粒給料圓盤出料穩定性、造成艾薩制粒機設備損壞、艾薩中間料斗堵塞、艾薩制粒成球率降低、艾薩爐溫度控制難度加大、大塊及雜物在爐內反應不完全易形成包裹物堵塞排放口帶來艾薩爐操作溫度高、排放時間長。

為了克服上述難題，通過考察學習了解到部分銅冶煉企業在銅精礦制備流程都設置有振動篩除雜裝置，振動篩除雜在選礦、煤礦及冶金行業運用已很成熟。為進一步對入爐原料篩分除雜，滿足生產工藝需求，提升精益生產水平，熔煉分廠對上料系統物料除雜及篩分裝置進行改造，在上料流程中加入振動篩、破碎機等主要裝置對物料篩分與除雜。

2 振動篩在配料中的應用

2.1 振動篩簡介

將顆粒大小不同的混合物料，通過單層或多層篩子而分成若干個不同粒度級別的過程稱為篩分。篩分的主要設備是振動篩，而振動篩按其運動軌跡分類分為直線振動篩、圓振動篩。

直線振動篩電機同步反向旋轉使激振器產生反向激振力，迫使篩體帶動篩網做縱向運動，使其上的物料受激振力而周期性向前拋出一個射程，從而完成物料篩分作業；直線振動篩運行穩定可靠、消耗少、噪音低、壽命長、振型穩、篩分效率高，可處理一定含水的物料，但其構造復雜，制造精度要求高，振幅不易調整，振動器重量大。圓振動篩采用筒體式偏心軸激振器及偏塊調節振幅，做圓形運動，從而完成物料篩分作業；多用于選前的一般分級，存在結構可靠、篩分效率高、振動噪音小、維修方便、安全等優點，但其處理能力較低[1]。

2.2 振動篩的類型選擇

結合公司銅精礦性質以粉料為主，帶有較多的編織袋、尼龍繩及部分塊狀物料，且含有一定的水分，同時參考其他銅冶煉企業生產中大都采用直線振動篩，因此選擇使用直線振動篩。主要基于直線振動篩處理能力大、適應含水物料的篩分、技術成熟、可靠。

2.3 振動篩安裝位置選擇

振動篩安裝位置從振動篩除雜效率、運行成本及員工操作及安全的角度出發，實地考察公司上料生產系統。得出以下結論：若將振動篩安裝在精礦庫圓盤下料倉上方，可從源頭將雜物與大塊清除、減小人員清撿流程雜物的工作量，降低人工成本，但其安裝完成后吊車操作空間狹小，存在較大安全隱患。整個上料流程中空間皆相對較為狹小，僅在鼠籠破碎機位置可具備安裝振動篩的條件。經過各項參數對比最終選擇在鼠籠破碎機的位置用直線振動篩替換原鼠籠破碎機，對大塊的破碎效果相當，且振動篩電機功率偏低，可節約電耗，可進一步去除銅精礦中未清撿干凈的雜物，振動篩安裝在3m平面上，維護簡單易行。

2.4 直線振動篩配置

查閱圖紙原鼠籠破碎機基礎為分布載荷，基本滿足振動篩配置要求，將鼠籠破碎機進行整體拆除，對平臺支梁進行加固并重新預埋一個重鋼平臺即可滿足直線振動篩的設備安裝、運行條件。配置如下：利用原有板梁基礎，把振動篩四塊地基預埋鋼板焊接在輔助梁上，再把振動篩底托和預埋鋼板焊接，把篩機支腿架和振動篩底托用螺絲固定，最后把篩箱吊裝在篩機支架上；電機支架螺栓固定在樓板上；鼠籠破碎機的下料樓板洞口作為振動篩的篩上物和篩下物排料出口；振動篩采用縱向放置。振動篩主要技術參數見表2中所示。

表2 振動篩主要技術參數

2.5 直線振動篩在配料流程中的應用及效果

經過一系列工作，直線振動篩于2017年4月底改造完成。對振動篩振動力矩調試、聯鎖試車調試、改進卸料器增強雜物清除效果、完善安全設施、制定相關規程后投入使用。使振動篩處理能力達280t/h。銅精礦物料經皮帶運輸至振動篩對精礦與雜物有效分離，篩上物中的雜物進入到斗子運走，大塊物料從雜物出口位置進入破碎機進行破碎。篩下物及破碎后的物料經下料口至皮帶運輸機運至艾薩爐中間倉；改造前、后工藝流程見圖1、圖2中所示。

圖1 改造前配料工藝及除雜流程圖

圖2 改造后生產工藝及除雜流程圖

直線振動篩在艾薩熔煉配料工藝中的應用，從根本上對銅精礦中塊狀物料、編織袋等雜物進行篩分與分離，并對銅精礦進行松散與混勻作用。

主要效果為，振動篩的投入使用淘汰高能耗、高維修成本的鼠籠破碎機，節省了備料生產系統運行成本及維修費用約100萬元/年；上料系統中雜物得到有效清撿，2017年5月至2020年入廠銅精礦中雜物約1900噸，大塊物料約5500噸，上料系統中清撿出雜物約1970噸，處理大塊物料約5000噸，雜物清除率高于90%，大塊物料經對輥式破碎機后便得到破碎；雜物得到有效分離，上料系統卡堵次數減少，穩定上料，同時銅精礦經振動篩處理后得到混勻，2017年初至2020年配料合格率由95.27%提升至95.99%；減少銅精礦中的雜物進入艾薩工序的數量，為艾薩爐穩定生產創造條件：穩定了艾薩爐給料圓盤出料，減少了艾薩爐沖料現象的發生，保證了艾薩爐粒子質量，降低了艾薩爐中間料倉堵塞，提高了制粒機刀桿使用周期，提高艾薩熔煉排放速度，艾薩爐平均排放時間由30min/趟降低至26min/趟；穩定艾薩熔煉溫度控制，溫差由48.43℃降至35℃。

3 結語

振動篩物料除雜及篩分裝置改造的實施，振動篩的使用提高雜物清除效率、配料合格率、制粒粒子質量，降低艾薩熔煉的煙塵率、金屬損失；另外為提高艾薩熔煉工藝穩定性及降低熔池溫度提供了條件，提高了艾薩爐耐材使用壽命，振動篩替代鼠籠破碎機大大降低生產成本。但受設備安裝現場位置限制未能在配料源頭配置直線振動篩，無法從源頭消除雜物對配料工藝的影響，同時較高水分的銅精礦在振動過程中物料更緊實從而粘附于篩面，造成物料擁堵或被迫停機，部分篩上物仍需人工清撿，振動篩工作區域噪音、揚塵未得到較好控制。以上不足將在今后生產實踐中不斷優化。