科特迪瓦錳礦的篩分設備選型實用性和經濟性分析

摘要：隨著“一帶一路”倡議的持續實施，越來越多的中國企業進軍國際市場。中國標準、中國工藝和中國設備等隨之走出國門，走向世界。礦業開發領域也是如此，采礦設備選型合適與否直接影響企業的經濟效益，間接關系中國工藝落地，甚至是中國制造的地位和形象。以科特迪瓦某錳礦為例，分析采礦篩分設備選型實用性和經濟性，以更好地開展生產。總體上講，移動式振動篩分機更適用于旱季和紅土型錳礦，而移動式滾筒篩分機可以在雨季替代移動式振動篩分機，泥石分離篩分機適用于含礦量少或者價值低的原礦規模化篩分。

關鍵詞：錳礦；篩分；設備；選型；實用性；經濟性

中圖分類號：TD422 文獻標識碼：A 文章編號：1008-9500（2024）05-00-04

DOI：10.3969/j.issn.1008-9500.2024.05.014

Practical and Economic Analysis of Screening Equipment Selection for Cote d’Ivoire Manganese Ores

LI Quan

（China National Geological amp; Mining Corporation， Beijing 100000， China）

Abstract： With the continuous implementation of the “the Belt and Road” initiative， more and more Chinese enterprises have entered the international market. Chinese standards， Chinese craftsmanship， and Chinese equipment have subsequently gone abroad and entered the world. The same applies to the field of mining development， and the suitability of mining equipment selection directly affects the economic benefits of enterprises， indirectly affects the implementation of Chinese technology， and even the status and image of Chinese manufacturing. Taking a manganese ore in Cote d’Ivoire as an example， the practicality and economy of selecting mining screening equipment are analyzed to better carry out production. Overall， mobile vibration screening machines are more suitable for dry seasons and laterite type manganese mines， while mobile drum screening machines can replace mobile vibration screening machines during rainy seasons， and mudstone separation screening machines are suitable for large-scale screening of raw ore with low ore content or low value.

Keywords： manganese ore; screening; equipment; selection; practicality; economy

礦業開發是一種門類繁多的工程，涵蓋地質學、采礦學和機械學等技術領域。其中，設備選型工作至關重要[1-2]。對于西非露天錳礦來說，篩分是錳礦開采過程必不可少的一道程序。因此，深入探討露天錳礦開采中篩分設備選型的實用性和經濟性對整個礦業的發展至關重要。

1 項目背景

科特迪瓦位于非洲西海岸，東接加納，北與馬里和布基納法索相鄰，西鄰幾內亞和利比里亞，南朝廣闊的幾內亞灣。科特迪瓦國土面積為32萬km2，南部為熱帶雨林區，地勢比較平坦，北部為熱帶草原區，地勢略有起伏，西部地區主要為低山丘陵。礦區處于熱帶季雨林區，氣候潮濕，雨季和旱季分明。雨季又分為大雨季（5—8月）和小雨季（10—11月）；旱季又分為大旱季（12月至次年4月）和小旱季（9月）。雨季雨量豐富，年平均降水量可達2 100 mm，降水主要集中在雨季，旱季少雨甚至不降雨。

科特迪瓦某錳礦采礦權面積為100 km2，受熱帶季雨林區的影響，第四系殘、坡積層發育，上層為表土層，下部為礦石層，多為結核狀紅土層和黏土殘積層，礦床帶總體呈西南-東北向展布，走向延伸約9 km，帶寬約為800 m，礦體呈似層狀、串珠狀和透鏡狀產于正地形。各礦體規模大小不等，展布長度最小約為200 m，最長達850 m，寬度最小為100 m左右，最大超過300 m。該錳礦采用露天開采方式，采礦量為100萬t/a，分區分段進行，利用斜坡道開采。具體來說，采區剝離完成后，使用挖掘機采掘（對于連續性強、規模大和堅硬的礦脈，首先進行爆破），然后由裝載機給料至篩分機篩分，粒度d在0～8 mm的礦石（占比約46%）目前廢棄，8 mm以上礦石運往選廠做進一步處理，如圖1所示。以移動式振動篩分機為例，不同粒度的礦石產率如表1所示。

2 篩分設備選型原則

在選擇篩分設備時，首先需要評估該設備的型號是否滿足礦場作業環境、工序安排及生產效率的要求[3-4]；其次，還必須確保篩分機械能與挖掘和運輸等操作環節緊密協作[5-6]，實現最優的聯動效果。結合該錳礦實際情況，對移動式振動篩分機、移動式滾筒篩分機和泥石分離篩分機的實用性和經濟性進行分析，以獲得最優解。

3 篩分設備選型實用性分析

3.1 移動式振動篩分機

移動式振動篩分機是一種振動篩分設備，主要由振動電機、篩網、減振彈簧和篩底等部分構成。振動電機帶動篩體往復運動，物料在篩體上方上下跳動，達到篩分目的。以NFS350型移動式振動篩分機為例，振動篩為三層篩，使用裝載機或者挖機給料，粒度大于100 mm的礦石通過傾斜棒條篩直接落下，可用裝載機鏟走，粒度小于100 mm的進入篩箱，篩分后，產品粒度分為4級，即0～8 mm、8～25 mm、25～40 mm和40～100 mm，其中粒度0～8 mm的礦石廢棄，其他粒度的礦石運往選廠。

3.1.1 設備優點

移動式振動篩分機具有4個突出優點。一是工作效率高。移動式振動篩分機具有高效、快速和連續的篩分能力，大大提高生產效率。二是精準篩分。移動式振動篩分機采用多層篩網結構，每層篩網具有不同的網孔尺寸，可以根據需要逐層篩分，實現精準篩分。三是自動化操作。移動式振動篩分機采用電機驅動，操作簡單方便，同時可以根據需要設置篩分時間和篩分頻率，實現自動化操作。四是技術先進。移動式振動篩分機發動機采用橫向布置，以便維護保養；采用傾斜篩箱，行程、角度和速度可調；履帶行走模塊機動性良好；采用有線/無線遙控系統；配備高性能液壓系統（鑄鐵泵和馬達），配有液壓冷卻器；配備液壓折疊輸送機。

3.1.2 設備缺點

移動式振動篩分機具有3個突出缺點。一是除泥土能力不強。針對濕度大且黏性物質含量較高的場景，此設備并不適用，振動作用反而會讓物料更加緊湊地附著在篩網上，這會導致物料阻塞，甚至不得不暫停作業，特別是在雨水較多的季節。二是噪聲和振動。移動式振動篩分機運行時，往往會產生較大的噪聲和振動，容易影響生產環境和生產工作。三是檢修門檻高。設備技術先進，功能齊全且復雜。移動式振動篩分機需要專業的技術維修人員，備品備件需要專門定制，采購費用高。

3.2 移動式滾筒篩分機

以1800型移動式滾筒篩分機為例，該設備主要由出料口、進料口、篩筒、減速機和電機等部分組成。中心分離筒是由若干鋼圈組成的篩網，中心分離筒安裝時與地平面傾斜，工作中，物料從中心分離筒上端進入筒網，在分離筒旋轉過程中，物料自筒體高端入網篩，伴隨筒體的旋轉，小粒徑礦石自圓環扁鋼篩孔中自頂向下被過濾，而大顆粒則自篩筒底部排除。在此過程中，物料不停地翻騰、轉動和碰撞，從而實現篩選。

3.2.1 設備優點

移動式滾筒篩分機具有4個突出優點。一是除泥較為徹底。移動式振動篩分機篩分后，礦石含泥量大（粒度在8 mm以上的礦石含泥量超過30%），導致選廠精礦產率降低，生產成本增加。移動式滾筒篩分機為360°旋轉篩分，除泥更為徹底，尤其適用于大顆粒、高黏度和易黏附等物料的篩分。二是維修方便。移動式振動篩分機設計復雜，出現故障時維修時間較長，配件采購價格昂貴且周期較長。移動式滾筒篩分機價格低，結構簡單，維修方便。三是環境適應性強。移動式滾筒篩分機的篩筒內設置多個滾輪，物料在滾輪的作用下能夠自動向下滑動，不易產生堵塞，尤其是在雨季，優勢更加明顯。四是噪聲控制優良。該設備操作時，由物料和旋轉濾網引起的聲響被專門設計的隔聲防塵蓋隔絕，阻止聲音向設備外部擴散，有效減少噪聲污染。篩分筒既可以密封使用，又可開放使用，封閉狀態利于實現塵埃收集。

3.2.2 設備缺點

移動式滾筒篩分機具有2個突出缺點。一是占用空間大。移動式滾筒篩分機需要電力帶動，需要連接發電機，所以占用的空間較大。二是處理能力不足。一般來說，移動式滾筒篩分機滾筒最大直徑為2 200 mm，原礦處理能力在100～200 t，處理能力不足。

3.3 泥石分離篩分機

以常用的1580型泥石分離篩分機為例，該設備的篩選部件被設計成蝶翼狀，在轉動的軸上分布均勻。多塊篩選部件依次沿著旋轉軸線方向布置，雙效研磨。原材料被輸入機器時，尺寸超過濾網孔徑的部分會通過濾網上端轉移到后續的加工步驟，而那些小于濾網孔洞的原材料則會掉落至濾網下的輸送帶上，并由該設備完成輸送作業。

3.3.1 設備優點

泥石分離篩分機具有5個突出優點。一是處理能力大。泥石分離篩分機采用輕型設計，能耗低，具備強勁的振動力，篩選作用卓越，其處理能力為傳統同體積滾筒篩的4倍，篩選效率高出移動式滾筒篩分機150%。二是易于操作、調節。系統采用變頻驅動控制方式，不卡料，速度可任意調節，功耗低，安全性高，處理能力可調。三是安全穩定。泥石分離篩分機設計精簡且布局緊湊，具備高強度剛性、均衡的應力分配、較高的安全系數以及穩定的運轉性能。四是模塊化設計。客戶可依據需求挑選適宜的組件或模塊，利于后期保養及優化。五是不怕濕黏，除泥徹底。各種粗細料分離工況均可使用，完全消除雨季和大塊礦石影響。

3.3.2 設備缺點

泥石分離篩分機具有2個突出缺點。一是礦石浪費嚴重。前后篩盤雙效研磨，使得小粒度礦石容易被碎成粉礦，混入尾礦中，塊礦產品數量減少。二是不易分級。一般只能分離成粉礦和塊礦兩種粒度產品，如果想要多級篩分，必須連接其他配套設備再次分級。

4 篩分設備經濟性分析

為直觀觀察使用不同類型篩分設備的生產成本，簡化計算，直接計算篩分成本，管理費用等相同之處不計，篩分設備到場價格及油耗如表2所示。根據篩分人員工資標準，中國振動篩分機技術員工資為15 000元/月；

科特迪瓦當地維修工工資為3 571元/月，操作工工資為1 429元/月，鏟車司機工資為3 571元/月。另外，科特迪瓦當地柴油價格為8.5元/L。

4.1 移動式振動篩分機

以NFS350型移動式振動篩分機為例，旱季實際處理能力平均為180 t/h，雨季為115 t/h。1臺篩分機需要配備2臺裝載機（1臺給料，1臺清理尾礦），裝載機與篩分機按照5年分攤費用，年備品備件和檢修保養費用為年分攤費用的40%，每天分為2班，每班為8 h。篩分生產人員包括設備技術員（1人）、操作工（6人，3人/班）、裝載機司機（4人，2人/班）和維修工（2人）。每月人工費用為45 000元。設備購置費用為500萬元，設備折舊費用為8.33萬元/月，設備材料檢修保養費用為3.33萬元/月，燃料費用為32.64萬元/月。經合計，直接生產費用為48.8萬元/月，按照全年生產300 d（旱季150 d，雨季150 d）計算，旱季生產成本為5.65元/t，雨季生產成本為8.84元/t，平均生產成本為7.25元/t。可見，對于移動式振動篩分機來說，旱季和雨季生產成本差異巨大。

4.2 移動式滾筒篩分機

以1800型移動式滾筒篩分機為例，旱季實際處理能力平均為120 t/h，雨季為110 t/h。1臺篩分機需要配備2臺額定載重8 t的裝載機，設備分攤標準、維保費用標準和班次安排同移動式振動篩分機。篩分生產人員包括操作工（4人，4人/班）、裝載機司機（4人，2人/班）和維修工（2人）。每月人工費用為27 142元。設備購置費用為299萬元，設備折舊費用為4.98萬元/月，設備材料維保費用為1.99萬元/月，燃料費用為25.95萬元/月。直接篩分生產費用為35.27萬元/月，則旱季生產成本為6.12元/t，雨季生產成本為6.68元/t，平均生產成本為6.40元/t。

4.3 泥石分離篩分機

以1580型泥石分離篩分機為例，旱季與雨季實際處理能力基本一致，平均為260 t/h。1臺篩分機需要配備2臺額定載重8 t的裝載機，設備分攤標準、保養費用標準和班次安排同移動式振動篩分機。篩分生產人員包括操作工（4人，4人/班）、裝載機司機（4人，2人/班）和維修工（2人）。每月人工費用為27 142元。設備購置費用為304萬元，設備折舊費用為5.07萬元/月，設備材料維保費用為2.03萬元/月，燃料費用為25.95萬元/月。直接篩分生產費用為35.40萬元/月，按照全年生產300 d計算，生產成本為2.86元/t。

5 結論

選擇篩分機時，企業不僅要考慮其實用性，還應考慮其經濟性。使用者需要根據自己的實際需要，結合物料特性和工藝要求，進行綜合評估和選擇。最經濟的不一定是最合適的。泥石分離篩分機單位生產成本低，但是篩分時容易破壞礦石，導致產品數量下降嚴重，造成資源的巨大浪費，從全流程觀察并不適合，可用來篩選剝離土方或者尾礦。總體來講，移動式振動篩分機更適用于旱季和紅土型錳礦，移動式滾筒篩分機可以在雨季替代移動式振動篩分機，泥石分離篩分機適用于含礦量少或者價值低的原礦規模化篩分。

參考文獻

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