在黑色冶金矿山选矿中,精矿产品的粒度组成是精矿质量的决定性因素,因此黑色冶金矿山选矿过程中细粒物料分级是非常重要的工序。在细粒物料精确的湿式分级中,细粒矿物分级粒度不断变细,分级效率要求不断提高,筛分能力的需求不断增加,不仅对筛分技术,尤其对筛分处理量及其主要设施,如筛网、振动器、分配器和给料器,都提出了更高的要求。为此,长沙矿冶研究院对高频细筛筛网材质与性能进行了开发研究,并通过在安徽某矿业公司选矿厂的实际应用情况及与尼龙筛片振动细筛应用效果的对比表明,使用精细耐磨聚氨酯筛网能够进行细粒物料的精确分级,严格控制筛下物料的粒级上限,且能够保持最终精矿品位的稳定。
1 不同材质筛网的性能特点
在以往的选矿厂细粒分级中主要使用的振动筛筛网都是不锈钢编织网或尼龙筛片。不锈钢编织网虽然开孔率高,但因其刚性的网孔结构,网孔极易堵塞,当临界颗粒(1~1.2d)进入网孔时,在激振力的作用下越卡越紧,不易松脱,使得有效筛分面积快速下降。另外,不锈钢编织网使用寿命很短,以分级粒度-0.074mm计,使用寿命一般在一周以内。
尼龙筛片使用寿命一般可达2个月左右,但尼龙筛片开孔率低,根据不同孔径,开孔率只有4%~6%,因此单位面积处理能力较低。另外,尼龙筛片的筛孔是条缝型,条缝长度一般为4cm左右。在激振力的作用下筛条会产生抖动,使得大于分级粒度的矿物颗粒透筛进入筛下,造成筛下粒度偏粗,影响精矿品位。
长沙矿冶研究院经过多年的努力,研制成功精细耐磨聚氨酯筛网。精细耐磨聚氨酯筛网,筛网开孔率高,按孔径0.15mm计算可达35%。筛孔横截面为三角形,筛网自洁能力强,不堵孔,不糊孔,细粒物料透筛效果好,耐磨耐腐蚀,使用寿命可达6个月以上。精细耐磨聚氨酯筛网示意见图1,精细耐磨聚氨酯筛网局部放大图见图2,筛网筛孔横截面图见图3。
图1 精细耐磨聚氨酯筛网
图2精细耐磨聚氨酯筛网局部放大图
图3 筛网筛孔横截面放大图
2 精细耐磨聚氨酯筛网的工业应用及效果及分析
精细耐磨聚氨酯筛网于2012年3月应用于安徽某矿业公司选矿厂磨选车间2号系列的五叠层高频振动细筛,该矿业公司原矿铁品位为33%~38%,选矿工艺流程为阶段磨矿阶段选别流程,其中磨矿为2段磨矿,细筛与2段球磨闭路循环组成2段磨矿分级系统,细筛用来控制精矿磁选给矿粒级。选矿厂磨选车间共有2个磨矿选别系列,1号系列采用尼龙筛片振动细筛作为2段磨矿分级设备,2号系列采用精细耐磨聚氨酯筛网振动细筛作为2段磨矿分级设备。
在精细耐磨聚氨酯筛网高频振动细筛安装完成及其2号系列整个工艺流程参数调试好后,连续6个月对此高频振动细筛与1号系列使用的尼龙筛片高频振动细筛进行了主要技术指标的对比生产考查,依据现场生产需要,2种振动筛筛孔孔径都为0.15mm。在现场生产阶段,共取10套数据对2种振动筛的筛分效率进行了对比考查,其考查数据见表1。对2个系列的原矿处理台时及各自精矿品位进行了数据统计,其统计结果见表2。
表1 聚氨酯筛网振动筛与尼龙筛片振动筛筛分效率对比考查结果
序号 |
尼龙筛片振动筛 |
聚氨酯筛网振动筛 |
||||||||
筛给 |
筛上 |
筛下 |
质效率/% |
量效率/% |
筛给 |
筛上 |
筛下 |
质效率/% |
量效率/% |
|
-0.074mm含量/% |
-0.074mm含量/% |
|||||||||
1 |
55.13 |
37.75 |
68.53 |
30.59 |
70.19 |
52.35 |
27.48 |
74.54 |
47.01 |
75.25 |
2 |
58.71 |
40.43 |
72.09 |
31.87 |
70.90 |
59.08 |
30.52 |
80.72 |
50.93 |
77.73 |
3 |
60.29 |
41.54 |
72.42 |
30.76 |
72.94 |
55.92 |
28.68 |
76.66 |
47.77 |
77.83 |
4 |
54.36 |
37.08 |
68.66 |
31.54 |
69.11 |
57.73 |
29.81 |
78.95 |
49.41 |
77.70 |
5 |
59.86 |
39.92 |
71.31 |
30.27 |
75.67 |
60.89 |
33.29 |
81.86 |
50.04 |
76.40 |
6 |
61.32 |
37.32 |
73.23 |
33.56 |
79.81 |
62.44 |
31.93 |
82.87 |
52.18 |
79.49 |
7 |
53.27 |
29.89 |
72.76 |
42.70 |
74.49 |
58.37 |
28.74 |
77.93 |
48.49 |
80.42 |
8 |
52.63 |
42.91 |
67.45 |
23.55 |
50.76 |
53.36 |
26.79 |
75.77 |
48.85 |
77.03 |
9 |
49.84 |
35.62 |
65.80 |
30.08 |
62.21 |
56.18 |
27.56 |
76.49 |
48.26 |
79.64 |
10 |
51.11 |
36.07 |
66.52 |
30.46 |
64.28 |
53.77 |
25.73 |
75.31 |
49.01 |
79.21 |
平均 |
55.65 |
37.85 |
69.88 |
31.54 |
69.04 |
57.01 |
29.05 |
78.11 |
49.19 |
78.07 |
由表1可知,①采用精细耐磨聚氨酯筛网振动细筛在现场各阶段生产总平均质效率和量效率分别为49.19%和78.07%,尼龙筛片振动细筛的质效率和量效率分别为31.54%和69.04%,聚氨酯筛网振动细筛的质效率和量效率比尼龙筛片振动细筛分别高出17.65个百分点和9.03个百分点。在给矿粒级相差不大的情况下,聚氨酯筛网振动细筛筛下粒度-0.074mm平均含量为78.11%,而尼龙细筛为69.88%,两者相比聚氨酯筛网振动细筛筛下粒度-0.074mm平均含量高出8.23个百分点;②在均使用0.15mm孔径筛孔的情况下,聚氨酯筛网振动细筛的筛分质效率和量效率均高于尼龙细筛。分析原因认为主要是:其一,精细耐磨聚氨酯筛网开孔率大大高于尼龙筛片的开孔率。其二,虽然2种筛孔孔径都为长条形筛孔,但是聚氨酯筛网是沿孔径长向方向靠张紧螺杆拉紧,能够保证在强迫振动条件下的精确筛分。其三,聚氨酯筛网的超强耐磨性能和超长使用寿命,在使用一定周期后,聚氨酯筛网仍能保持筛孔孔径形状及尺寸的精确,而尼龙筛板的孔径形状发生了变化。③由于尼龙筛片振动细筛筛分分级效率相对较低,其筛上合格粒级含量就大,因而造成合格粒级矿物在流程中恶性循环,已单体解离的矿物再次进入二段磨矿循环系统产生过磨,使得有用矿物的泥化加重和磁团聚加剧,造成脉石矿物的机械夹带和磁性夹带现象较为严重,从而进一步影响了其筛分质效率和量效率。
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