萊鋼集團(tuán)魯南礦業(yè)公司是萊鋼集團(tuán)的主要原料基地之一。魯南礦業(yè)公司選礦廠產(chǎn)品為單一鐵精礦，經(jīng)過多次工藝改造，2003年鐵精礦粉生產(chǎn)能力達(dá)到了26萬t/a，鐵精礦粉品位67. 10%。隨著2004年魯南礦業(yè)公司60萬t球團(tuán)廠的投入生產(chǎn)，自產(chǎn)鐵精礦粉遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足球團(tuán)原料的供應(yīng)，為了緩解球團(tuán)廠外購礦的壓力，迫切需要增加鐵精礦粉產(chǎn)量。為了達(dá)到這一目的，公司決定在工藝上作兩部分改造：一是在原來3臺(tái)一段球磨機(jī)的基礎(chǔ)上增加1臺(tái)球磨機(jī)，從而提高一段磨礦的處理能力；二是將原來三段磨礦的分級(jí)設(shè)備改用美國德瑞克高頻振動(dòng)細(xì)篩，通過提高篩分效率來解決改造后三段磨礦能力不足的問題。項(xiàng)目完成后，經(jīng)過實(shí)踐檢驗(yàn)，每年可以節(jié)省電費(fèi)120萬元以上，降低鋼球和襯板費(fèi)用40萬元以上，減少4個(gè)作業(yè)人員；精選回收率達(dá)到74. 07%，比2003年提高5.42個(gè)百分點(diǎn)；2004年在生產(chǎn)調(diào)試的情況下，全年完成精礦產(chǎn)量29萬t，比2003年提高了3萬t；企業(yè)年可多創(chuàng)利l 300多萬元，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益，富通新能源銷售球磨機(jī)、雷蒙磨粉機(jī)等磨機(jī)機(jī)械設(shè)備。
1、礦石性質(zhì)
    魯南礦業(yè)公司開采的鐵礦石為沉積變質(zhì)鞍山式貧磁鐵礦，采出品位29.00%~30.00%，主要鐵礦物為磁鐵礦、假象赤鐵礦、半假象赤鐵礦及褐鐵礦；主要脈石礦物為石英、鐵閃石、普通角閃石等。在磁鐵礦顆粒中常嵌有脈石礦物和少量的磁黃鐵礦、黃鐵礦、黃銅礦的小包裹體，而且這種包裹體不易解離。磁鐵礦是主要回收礦物，多呈半自形、自形或他形集合體產(chǎn)出。磁鐵礦分布在兩種條帶中，在以鐵礦物為主的條帶中，磁鐵礦粒度較粗，一般在0. 014一0.31 mm，較大顆粒可達(dá)0.33~0.57 mm，細(xì)小的為0.001～0.007 mm；以脈石為主條帶中的磁鐵礦多為細(xì)粒浸染在脈石礦物中，粒度為0. 002~0.036 mm。
2、原有流程和主要技術(shù)指標(biāo)
2.1原有流程
    魯南礦業(yè)公司選礦廠工藝流程在原設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，經(jīng)過各方面專家多年的不斷探索與努力，逐步形成了階段磨礦、階段選礦、細(xì)篩返回再磨、高頻振動(dòng)細(xì)篩與三段磨礦形成閉路、磁選精礦再浮的多段選別工藝流程，選廠原有7臺(tái)球磨機(jī)，分配為3:2:2。一段磨礦采用∮2700 mm×2100 mm格子型球磨機(jī)，二段采用∮2700 mm×2100 mm溢流型球磨機(jī)，三段采用1臺(tái)∮2700 mm×2100 mm溢流型球磨機(jī)和l臺(tái)∮2100 mm x4500 mm溢流型球磨機(jī)。三段2臺(tái)球磨機(jī)總功率為560 kW，配套襯膠泵功率55kW。三段磨選電耗為16.8 kW- h/t。
    三段篩分采用4臺(tái)GPS型高頻振動(dòng)細(xì)篩和2臺(tái)尼龍平面細(xì)篩，裝機(jī)總功率12 kW。高頻振動(dòng)細(xì)篩的不銹鋼篩網(wǎng)易堵孔、漏礦和破損，補(bǔ)加水量大，且使用壽命不到1個(gè)月，最短壽命不足10 d。尼龍平面細(xì)篩堵孔嚴(yán)重，需要大量的補(bǔ)加水，篩網(wǎng)易變形，篩分精度低。三段篩分給礦細(xì)度為85%-200目，給料濃度40%；篩上粒度60%-200目，濃度60%；篩下粒度大于93%-200目，濃度35010。篩上產(chǎn)率高達(dá)70%以上，篩下產(chǎn)率僅30%，篩分量效率僅30%左右，因而三段球磨機(jī)時(shí)有“漲肚”現(xiàn)象發(fā)生。
2.2主要技術(shù)指標(biāo)
    2003年原礦處理能力為96.6萬t/a，精礦產(chǎn)量26. 06萬t/a。改造前2003年主要技術(shù)指標(biāo)見表1。
2.3存在的主要問題
    (1)篩分效率低，致使三段磨礦能力顯得不足，限制了鐵精礦產(chǎn)量提高。
    (2)篩網(wǎng)堵孔、漏礦現(xiàn)象較嚴(yán)重，篩網(wǎng)壽命短，更換頻繁，嚴(yán)重影響入浮粒度和生產(chǎn)的正常進(jìn)行。
    (3)由于單臺(tái)設(shè)備的篩分能力很低，導(dǎo)致設(shè)備臺(tái)數(shù)較多，維檢工作量大，運(yùn)行成本較高。
    (4)部分礦石過磨產(chǎn)生泥化，增加磨礦電耗，并影響浮選效果、綜合回收率和鐵精礦品位。
3、擴(kuò)建改造方案的制定和實(shí)施
3.1改造方案
    采取措施：一段由3臺(tái)球磨機(jī)增加到4臺(tái)球磨機(jī)，增加一段磨礦的處理能力；三段改由德瑞克高頻振動(dòng)細(xì)篩控制分級(jí)，以提高篩分效率和確保人浮產(chǎn)品粒度。改造后設(shè)計(jì)廠房?jī)?nèi)磨機(jī)配比為4：2:2，預(yù)計(jì)擴(kuò)建后鐵精礦產(chǎn)量從26萬t/a提高到30萬t/a。
3.2試驗(yàn)指標(biāo)
    為確保德瑞克高頻振動(dòng)細(xì)篩對(duì)魯南礦業(yè)公司礦石性質(zhì)的適用性，委托DERRICK公司對(duì)二段磨礦篩下產(chǎn)品進(jìn)行了篩分試驗(yàn)，本次篩分試驗(yàn)的主要目的是考察高頻振動(dòng)細(xì)篩的篩分效率以及不同篩孔尺寸和不同給礦濃度下的篩分效果。
    (1)德瑞克實(shí)驗(yàn)室篩分結(jié)果。二段磨礦篩下產(chǎn)品篩分結(jié)果如表2所示。
    從表2可見，當(dāng)給料濃度為49. 1010時(shí)，篩下產(chǎn)率最高；當(dāng)篩網(wǎng)孔徑變大，篩分效率增高。
    (2)工業(yè)性試驗(yàn)結(jié)果。根據(jù)高頻振動(dòng)細(xì)篩給礦作業(yè)產(chǎn)率r= 73. 72%以及球磨機(jī)最大處理量160t/h，可知需配置處理能力為160 t/h x 73.720/0=117.95 t/h的高頻振動(dòng)細(xì)篩。初選l臺(tái)德瑞克2SG48 -60W -5STK 5路重疊式高頻振動(dòng)細(xì)篩，經(jīng)德瑞克篩分試驗(yàn)確認(rèn)的篩分能力為120 t/h。篩網(wǎng)采用德瑞克專利所有的SWG48 - 30DF120夾層防堵不銹鋼篩網(wǎng)（0.09 mm分級(jí)）。工業(yè)試驗(yàn)考察結(jié)果如表3所示，其中給礦細(xì)度指- 200目粒級(jí)的百分含量。
    從表3可見，給料濃度在50%時(shí)，篩分效果最佳。結(jié)論基本與實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)一致。但從總體上看，工業(yè)性試驗(yàn)的篩分效率略比實(shí)驗(yàn)室的篩分效率低。根據(jù)觀察分析，主要原因是在工業(yè)生產(chǎn)上礦漿中含有大量的礦泥，使用一段時(shí)間后，便在篩網(wǎng)表面結(jié)垢，堵塞篩孔，從而影響篩分效率。給礦細(xì)度的高低對(duì)篩分效果有直接影響，從實(shí)驗(yàn)室結(jié)果可以看出，給礦細(xì)度越高，篩分效率越高。
    另外，通過觀察發(fā)現(xiàn)，處理礦量接近高頻振動(dòng)細(xì)篩生產(chǎn)能力時(shí)，閉路考察濃度對(duì)高頻振動(dòng)細(xì)篩篩分效率的影響很有必要。因?yàn)榻o礦的干礦量一定時(shí)，濃度越高，礦漿在篩面上停留的時(shí)間越長(zhǎng)；濃度越低，礦漿在篩面上停留的時(shí)間越短。單從生產(chǎn)中的觀察情況來看，給礦濃度在55%左右時(shí)的篩分效率和篩下細(xì)度都是比較理想的。
3.3德瑞克重疊式高頻振動(dòng)細(xì)篩主要技術(shù)特性
    (1)多路重疊式布置。料漿經(jīng)分配器同時(shí)向5路重疊式并聯(lián)布置的篩分單元供應(yīng)料漿，5路的篩上產(chǎn)物合并進(jìn)入篩上產(chǎn)品受料斗，5路的篩下產(chǎn)物合并進(jìn)入篩下產(chǎn)品溜槽。
    (2)強(qiáng)力雙振動(dòng)器配置。可產(chǎn)生直線和7.3g（一般振動(dòng)器產(chǎn)生4—5g）重力加速度的強(qiáng)力振動(dòng)，使該細(xì)篩特別適合細(xì)粒或微細(xì)粒物料的篩分。
    (3)浮動(dòng)式振動(dòng)篩框和全封閉式振動(dòng)器結(jié)構(gòu)。經(jīng)浮動(dòng)橡膠彈簧傳遞給固定篩框的動(dòng)負(fù)荷僅3%~5%，即振動(dòng)力的95qo~97%全部轉(zhuǎn)化為篩分所需的振動(dòng)力。安裝篩機(jī)時(shí)不需考慮基礎(chǔ)承受的動(dòng)負(fù)荷，距離篩機(jī)1m處振動(dòng)噪音在85 dB以下。
    (4)耐磨聚酯篩網(wǎng)和防堵夾層不銹鋼篩網(wǎng)的專利設(shè)計(jì)。既防止篩網(wǎng)堵孔，又延長(zhǎng)篩網(wǎng)壽命，且實(shí)現(xiàn)高濃度篩分。
3.4安裝調(diào)試
    依據(jù)原有分級(jí)條件需要礦石細(xì)度達(dá)到- 200目大于93%，選用德瑞克SWC48 - 30DF120夾層防堵金屬篩網(wǎng)（0.09 mm分級(jí)）。實(shí)際運(yùn)行一段時(shí)間，發(fā)現(xiàn)篩分效率提高，允許磨礦粒度變粗，- 200目含量無需大于93%。由此試用國產(chǎn)0.125 mm不銹鋼普通篩網(wǎng)，- 200目?jī)H需90%即可達(dá)到預(yù)期的選別效果。由于篩孔擴(kuò)大和篩分效率提高，三段磨機(jī)循環(huán)量大大降低，在2004年5月停了1臺(tái)三段磨機(jī)，仍然滿足擴(kuò)產(chǎn)產(chǎn)量的要求。
    由于國產(chǎn)普通不銹鋼金屬篩網(wǎng)易堵孔，壽命不足30 d，2004年3月8日開始安裝德瑞克TH48 -30X0.15MT（0.15 mm條縫孔）和TH48 - 30XO.10MT(0.10 mm條縫孔)耐磨防堵聚酯篩網(wǎng)，使用壽命高達(dá)9個(gè)月以上，大大降低了運(yùn)行維護(hù)成本。
4、現(xiàn)有工藝流程和主要技術(shù)指標(biāo)
    (1)現(xiàn)有工藝。為使用1臺(tái)Demck高頻振動(dòng)細(xì)篩代替現(xiàn)有的平面篩和GPS高頻振動(dòng)細(xì)篩，在保證原則流程不變的情況下，對(duì)工藝稍作了調(diào)整，前后對(duì)比見圖1、圖2。
    (2)主要技術(shù)指標(biāo)。該項(xiàng)目完成后，一段增加1臺(tái)西2700 mm×2100 mm溢流型球磨機(jī)，二段不變，三段磨礦僅用1臺(tái)∮2100mm×4500 mm溢流型球磨機(jī)，三段控制分級(jí)用l臺(tái)德瑞克2SG48 -60W - SSTK重疊式高頻振動(dòng)細(xì)篩代替原有的4臺(tái)GPS高頻振動(dòng)細(xì)篩和2臺(tái)平面篩。德瑞克高頻振動(dòng)細(xì)篩裝機(jī)總功率3. 75 kW，5路料漿分配器分配均勻，溢流式給料箱實(shí)現(xiàn)了篩面的均衡布料，操作維護(hù)簡(jiǎn)便。目前三段僅需1臺(tái)球磨機(jī)和配套襯膠泵，功率分別為280 kW和55 kW。由于篩分效率提高，循環(huán)負(fù)荷降低，停運(yùn)了1臺(tái)磨機(jī)和配套襯膠泵，三段磨選電耗僅為9.15 kW．h/t。
    2004年處理原礦96. 22萬t/a，鐵精礦粉產(chǎn)量29萬t/a。2004年主要生產(chǎn)指標(biāo)見表4。
    (3)應(yīng)用效果。①改善了礦石過磨現(xiàn)象和入浮粒度組成，為浮選選別創(chuàng)造了較好的條件，金屬回收率提高了5個(gè)百分點(diǎn)；②三段磨機(jī)單機(jī)磨礦能力顯著提高，僅需1臺(tái)磨機(jī)和1臺(tái)循環(huán)襯膠泵即可；③篩分效率高，篩網(wǎng)不堵孔，壽命長(zhǎng)達(dá)9個(gè)月以上，篩網(wǎng)單位面積篩分能力高達(dá)15L／(1112“)；④降低三段噸礦磨選電耗45%以上，由從前的16.8 kW．h/t降為現(xiàn)在的9. 15 kW．h/t;⑤由于篩分效率提高，流程中礦漿循環(huán)量明顯減少，減少了金屬流失，也是金屬回收率大幅提高的主要原因。
5、結(jié)論
    (1)德瑞克重疊式高頻振動(dòng)細(xì)篩的高效分級(jí)是此次技改擴(kuò)產(chǎn)成功的可靠保證，第三段磨機(jī)能力提高50%以上。鐵精礦產(chǎn)量從2003年的26萬Ua提高到目前的29萬t/a。
    (2)該臺(tái)德瑞克5路重疊式高頻振動(dòng)細(xì)篩，在給料量高達(dá)120 Uh時(shí)，最低分級(jí)效率仍保持在70%以上。耐磨聚酯篩網(wǎng)不堵孔，不結(jié)垢，壽命高達(dá)9個(gè)月以上，使用方便，維護(hù)簡(jiǎn)單。
    (3)實(shí)現(xiàn)擴(kuò)產(chǎn)目標(biāo)，并停運(yùn)了1臺(tái)球磨機(jī)和循環(huán)膠泵，減少裝機(jī)功率340 kW。三段磨選電耗由從前的16.8 kW．h/t降為現(xiàn)在的9.15 kW．h/t，節(jié)能效果非常顯著。年節(jié)省電費(fèi)120萬元，鋼球和襯板費(fèi)用40萬元。減少4個(gè)作業(yè)人員。
    (4)改善了礦石粒度結(jié)構(gòu)，鐵精礦- 200目粒級(jí)從原來的93%下降到90%，礦石泥化得到抑制，創(chuàng)造了更好的人浮選別條件。金屬回收率從原有68.65%提高到74.07%，提高了5.42個(gè)百分點(diǎn)。
    (5)擴(kuò)產(chǎn)鐵精礦(3—4)萬t/a，企業(yè)每年可新增純利潤(rùn)l 300~1 500萬元，投入產(chǎn)出回報(bào)非常豐厚。目前正在計(jì)劃推廣到二段磨礦分級(jí)系統(tǒng)，取代二段現(xiàn)有的尼龍平面細(xì)篩，實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的擴(kuò)產(chǎn)和節(jié)能降耗。