馬鋼張莊礦選礦廠粗砂撈砂效益提升研究

張曉偉 吳紅 王琦 潘猛

（安徽馬鋼張莊礦業有限責任公司）

馬鋼張莊礦采用特殊無尾礦庫運營模式，隨著智能化建設帶來的產能提升，采充平衡壓力日漸突顯。近年來，技術人員通過調整前道工序濕拋磁選機給礦濃度、工作間隙，降低磁場強度等參數實現了給料最優狀態，又通過摸索直線振動篩篩孔孔徑，改變篩網材質等手段將直線振動篩進行了一系列的優化改造［1］，已將現有直線振動篩性能發揮到極限，但粗砂產率僅提升約2.4個百分點，故進行了直線振動篩設備升級試驗研究，包括市場選型及對比驗證等，以期提升尾礦撈砂上限。

1 張莊選廠撈砂工藝流程簡介

馬鋼礦業張莊礦選礦廠磨選工序中，-3.15 mm合格粒徑礦石在經磨前濕式預選后，粗精礦產品進入分級—階段磨礦—磁選工藝，粗尾礦產品則經旋流器進行分級，旋流器沉砂進入脫水篩進行脫水作業，經0.3 mm直線振動篩脫水后，篩上產品粗砂作為建材外銷，篩下產品與旋流器溢流一起混入總尾進入尾礦濃縮大井。撈砂工藝流程見圖1。

2 直線振動篩工作原理及使用現狀

直線振動篩工作時通過篩箱兩邊的偏離重心軸系統給予動力使篩箱振動，偏心軸系統方向同步運轉，進而在轉動瞬間，兩組偏心質量產生的離心力偏差使沿振動方向的分力總是在平行方向疊加，而在其垂直方向，離心力的分力總是相互抵消，通過此運動形成單一的沿振動方向的激振力，促使篩箱做來回直線運動；直線振動篩篩箱的運動軌跡和水平線之間成45°夾角，振動篩箱體由4組支承裝置支承，在激振作用下，篩箱的振動使篩面上的物料作連續斜向上拋起和下落，物料在拋起過程中進行松散和分層，下落時與篩面相碰撞，細小顆粒透過篩網完成分級、脫水、脫泥和脫介作業［2-3］。

現濕拋尾礦撈砂所用的直線篩為鞍山礦達生產的ZK1848AT型直線振動脫水篩，其屬老舊型設計，現場更換篩板等備件難度大、生產停機時間長。該直線篩整體采用水平設計，與地面無負傾角，易造成篩上物料堆積，篩網利用率低，脫水效果較差、篩上物料水分較高；該直線篩篩網原先采用不銹鋼材質，后期使用了耐磨性更好的聚氨酯材質，但存在聚氨酯的側壓板與篩網匹配度不高的問題，現場部分側壓板與篩網的連接處存在縫隙，造成篩上物漏料的現象。該直線篩在正常運行過程中振動幅度較大，且與地面產生輕微的共振現象【4】，長時間使用容易損傷主廠房二層平臺地面，存在一定的安全隱患。

3 新型高頻直線篩選型依據和設備優勢

選礦廠粗粒尾礦脫水（中砂）使用的2臺振動篩為海王ZKJ型直線篩，現場使用篩網不堵塞、磨損小，脫水效果較好。通過對尾礦樣品粒級、固體量、比重及濃度等分析，根據物料平衡計算（表1、表2），相關設備選型方案見表3。

?

?

由表1、表2可知，脫水篩入篩固體量60 t/h，故選擇ZKJ1845型脫水篩1臺，單臺脫水篩固體處理量為50～70 t/h。

?

ZKJ1845型直線篩采用高頻振動，篩面傾角設計推動篩上物料連續排放，單位面積處理量大，篩網采用耐磨柔性聚氨酯材料，篩板開孔率高，脫水效果好，使用壽命長，采用橡膠減震彈簧支撐，噪音小，設備動負荷小，不會產生劇烈振動。

4 新尾礦篩調試

經前期項目可行性研究及設備選型，2020年10—11月將原3#尾礦篩更換為ZKJ1845型高頻直線篩（圖2），隨即進入生產調試期（圖3）。

生產調試完成后，因原參數參照中砂脫水篩參數，故存在篩上物水分大、產量少的問題。經技術勘察計算，篩面擋水板向后調整2個篩網間距，并適時增加1個擋水板，適當降低調整振幅，增加物料在篩面上的停留時間，從而保證脫水效果［5］，并將濕拋尾礦所用的旋流器沉砂嘴直徑從70 mm改為80 mm，解決了水分過大、產量小的問題。

5 產品粒級分析及水分跟蹤

生產穩定后對粗砂系統進行了一系列取樣，在系統給礦濃細度一致的情況下，分別對新尾礦篩（3#）和舊尾礦篩（1#、2#）篩上產品粗砂粒度進行篩析，粗砂產品粒度變化見表4。對進入濃縮大井的尾礦篩篩下和旋流器溢流粒度進行篩析，結果見表5。從設備安裝調試開始，對3#尾礦篩進行為期1個月的水分跟蹤，多批次取樣檢測粗砂水分，新舊尾礦篩產品水分對比結果見表6。

?

?

由表4、表5可知，1#、2#尾礦篩粗砂中+0.25mm粗粒級占比68.81%，-0.074mm細粒級占比2.72%；3#尾礦篩粗砂中粗粒級占比50.41%，細粒級占比6.84%，粗粒級下降明顯、細粒級增加明顯；尾礦篩篩下和旋流器溢流進入濃縮大井部分的細粒級含量明顯降低。

?

由表6可知，1#、2#尾礦篩篩上產品粗砂水分平均值為13.67%，3#尾礦篩篩上產品粗砂水分平均值為13.05%；經調整擋水板、振幅、沉砂嘴后，粗砂水分明顯降低，目前水分穩定在13.05%左右，相比更換前皮帶帶料效果有較大改善，皮帶使用壽命延長［6-8］，滿足了產品外運需求。

6 粗砂產量測算

保持磨選Z1皮帶給料量230 t/h不變，只開啟Z1-1#、2#、4#、5#、6#選別系統，用編號Ⅰ表示，統計14#粗砂皮帶1 h運載量，再開啟Z1-（1#～6#）選別系統作為對比，其中3#選別系統已更換新尾礦篩，用編號Ⅱ表示，統計14#粗砂皮帶1 h運載量，每日進行2次統計，共統計3 d，每日平均運載值見表7。

?

由表7可知，原尾礦篩臺時量為9.3 t/h，更換后可達到9.77 t/h，即新尾礦篩比舊尾礦篩臺時量增加0.47 t/h，換算為作業產率即提高約5個百分點，效益提升明顯［9-11］。

7 經濟效益分析

由新舊尾礦篩各項數據對比可知，新尾礦篩產品水分降低明顯，單臺粗砂作業產率直接增加約5%，因目前只更換了1臺，僅從提高撈砂產量考慮并結合當前粗砂市場售價，僅1臺新尾礦篩年創效可達25萬元。同時，多生產的粗砂可節約充填費達14萬元/a，累計增效達39萬元/a，經濟效益顯著［12-14］。

8 結 語

張莊礦通過對選礦廠粗砂生產效益提升攻關研究，磨前預選濕拋撈砂作業中的粗砂作業產率提高了5個百分點，依照“能收早收、能拋早拋”的選礦原則，及時拋去脈石礦物，不僅可減輕磨礦負荷、降低磨選成本、提高磨選產能，同時降低了濕尾礦產率，減小了環保壓力，增加了建材產量，降本增效作用明顯，綜合效益顯著。