浅谈碎矿抛废应用技术

2020-05-18黄超群许敬

科学与信息化 2020年34期

黄超群许敬

安徽太平矿业有限公司安徽淮北 235115

1 碎矿抛废工艺

公司原有的破碎、筛分、球磨、浮选、湿式磁选流程完整，整个选矿工艺流程对铁矿石的入选品位要求严格，不能低于设计值，否则整个铁的回收率以及铜的回收率都会受到严重的影响，给产品的销售价格以及质量带来极大的影响。通过使用碎石抛废技术后，原来当作废石舍弃的低品位矿石，现在全部得到了过滤回收。

碎矿抛废技术依据的原理主要是井下矿石的性质，公司井下矿石主要是以磁铁矿为主，同时伴生有少量的铜和金。利用永磁滚筒将矿石吸附干预，从废石中分离出来是抛废工艺的核心。因矿石块度不均，磁滚筒吸力有限，将矿石均匀破碎，形成粒度均匀可控的矿石，是工艺的关键环节。与此同时，还应重点考虑矿石黏度大、堆积断供的情况，选配的直线给料机完全满足了连续、均匀供矿的要求。

碎矿抛废设备首先将难以区分的矿废石进行破碎，使破碎后的粒度满足要求，然后通过皮带运输，由强磁滚筒作为驱动滚筒，破碎后的矿废石通过磁滚筒时，废石受惯性作用自由落体抛出，铁矿石受磁滚筒的磁吸作用，被带入磁滚筒下放，随着皮带的脱离，磁力逐渐减弱，最后铁矿石脱落，矿石和废石被有效分开[1]。

2 系统组成

整个碎石选矿设备由给料、破碎、运输、选别以及相应的电控等设备组成。其中，给料部分选用的是直线给料机，它由斜度可调的料箱和振动电机组成，高频振动促使料箱滑落给料，该料口直接对准颚式破碎机进料口，它的优点是给料均匀，可以有效防止积矿、堵矿、断矿等不连续供矿的状况。破碎设备选用的是PE型颚式破碎机，它由动衬和定衬组成，通过电机驱动，形成强力的颚式咬颌，有效地将大块废石进行破碎，破碎后粒度不大于350mm，该型号可根据实际所需的处理量和破碎度进行选型。运输设备选配的是皮带输送机，搭配有主动和从动滚筒，其中主动滚筒正是选别核心设备—强磁滚筒。强磁滚筒下料口部制作有钢构溜槽，合理地将矿石和废石进行集中堆放，详见图一。

整个系统的电控设置有连锁功能，可以有效防止系统局部积料，确保设备运行平稳。当开始抛废作业时，启停控制首先驱动皮带机运行，间隔一定时间后，颚式破碎机启动，最后直线给料机启动。设备的动力控制选用了转速可调的变频器控制，现场操作人员可以实际情况，适当调整给料速度和皮带传送速度，确保矿石破碎细致、抛废充分[2]。如（图一）废石选矿系统图所示：

3 设备选型依据

系统设备选型，涉及直线给料机、颚式破碎机、皮带运输机以及磁滚筒的单台能力论证和配套优选。颚式破碎机的选型，根据公司日处理废石量和计划工作时间，确实鄂破的处理能力参数，处理能力约40T/h；根据矿废石最佳分离块度，确定鄂破的进出口尺寸参数；最后根据鄂破的型号系列表，初选出配到功率和相应大小的具体鄂破。

直线给料机的选型主要依据进料方式和循环给料间隔时间确定，公司主要是通过铲车运输为给料机状况，所以给料机的箱体容积应最好不低于铲车铲斗容积的大小，根据料箱矿石的重量配备相应功率的振动电机（选配了2.2kW）。直线给料机主要由以下几个部分构成，料盘、底座、驱动部分（包括双压电晶片振子和传振杆），支撑部分（弹性支撑片）、料盘底座及减振装置。其中驱动源为双压电晶片振子，双压电晶片与支撑盘地面平行放置安装，振动给料机支撑座部分与底座成15°平行安装，驱动部分和底座垂直安装且与底座间加有弹性调整片。其原理为，振动给料机是利用振动器中的偏心块旋转产生离心力，使给料槽、振动器等可东部分作强制的连续圆或近似圆的运动。槽体振动给料机的振动源是激振器、激振器是由两个偏心轴（主动、被动）和齿轮副组成，由振动给料机电动机通过三角带驱动主动轴，再由主动轴上齿轮啮合被动轴转动，主、被动轴承同时反向旋转，使得槽体振动，使得物料连续不断流动，达到均匀输送给料的目的。

皮带输送机的选型主要依靠颚破处理能力的大小确定，首先确定好皮带宽度大小（B=600mm），然后计算出皮带输送机的传输速度，根据速度（V=1.5m/s），最后确定电机以及减速机的型号，从而完成拖动传送的选型。带式输送机又称胶带运送机，其主要部件是输送带，亦称为胶带，输送带兼作牵引机构和承载机构。它主要包括输送带、托辊及中间架、滚筒拦紧装置、制动装置、清扫装置和卸料装置等。输送带的上、下两部分都支承在托辊上，拦紧装置给输送带以正常运转所需要的拉紧力，工作时，传动滚筒通过它和输送带之间的摩擦力带动物料运行，物料从装载点装运到输送带上，形成连续运动的物流，在卸载点卸载。普通型带式输送机的机身上都是用槽形托辊支撑，以增加物料断面积，下带为返回段（不承载的空带）。一般下托辊为平托辊，带式输送机可用于水平、倾斜运输，对于普通型带式输送机倾斜向上运输，其倾斜角不超过18°，向下运输不超过15°。依据带式输送机的使用特点和要求，该废石选矿选用的皮带倾角为15°，同时架设的高度正好满足铲车运行铲运矿废石的空间要求。

磁滚筒的选择根据废石品位的大小，尽量选择磁性较强的磁滚筒，同时根据整条皮带的运送重量，计算出必需的摩擦拖动力，从而确定出滚筒的直径（Φ=800mm），同时还可以通过安装导向轮的方式，增大滚筒围包角提高驱动摩擦力。永磁滚筒选用的是强磁钢制磁滚筒，拖动部分选用由蜗轮蜗杆结构式减速机、三相异步电动机，通过联轴器与永磁滚筒相连接。考虑到场外的实际条件，还对传动电机和控制箱加装了保护罩，防止雨水和物体撞击的破坏。磁滚筒的底座处装有可调紧装置，对于皮带维修和更换调整起到预先松紧作用，出料口处设置有分流挡板，矿石和废石通过挡板有效分流开来。本废石选矿磁滚筒的选择完全满足公司矿石的性质，通过品位化验，选后抛去的废石品位远远低于可入选品位。

系统的设备选配完成后，对照相应的设备结构图和基础图完成系统图设计，根据场地布置确定系统的位置，包括进料口和出料口的方位，皮带的角度，设备的安装高度以及检修操作空间，设备地脚螺栓的预埋图纸等等。经过现场复验审核后，完成整个系统的审定，最后组织安装施工、调试以及验收相应工作。与此同时，在完成试运转后，还应到全面考虑，系统的备品备件储备问题，特别是颚式破碎机的鄂板、皮带托辊、三角带等易损件，应适当储备，以确保损坏了能够及时更换，确保连续生产。在向给料机给料时，应着重挑选出大块矿石，对于粒度超过400*600mm不允许进入，否则极易造成颚破口部积料、堵料等影响系统生产效率的情况。

4 使用效果及效益

设计安装的这套抛废选矿设备，是一套独立的、能够将破碎粒度控制在40～100mm，处理量在20～50t/h的系统设备，它完全满足公司现有处理量的需要，属于特别实用的干式选矿系统。它的投入使用与原有的选矿系统完全分离开来，对公司的各生产系统不产生任何影响。更重要的是它能够准确、快速、连续的分选出矿废石，大大提高了公司的入选品位，减少了产品浪费，增加了产品产量，对公司的生产和经营意义重大，投入使用后，公司收益巨大。

该项技术使用性较为广泛，推广性强，对属于此类磁铁矿性质的金属矿山均可适用，与此同时，该系统设备的选型以及控制系统的选配范围较广，使用时完全可以根据自身的需要进行选型，可复制和改造性极强，属于使用新型应用技术。