关于风选设备在砂石骨料分级中应用的探讨

彭尚昆

摘 要：结合目前风选设备现状，研究探索在砂石骨料分级领域应用特点及现状，当前粘湿物料筛分分级存在筛网堵孔筛分效率下降等背景下，分析分选设备应用于粘湿物料分级中的发展趋势及应用前景。

关键词：风选设备;粘湿物料;分级

引言

风选技术基于一种传统的用于物料分选方式，被广泛的应用于各种固废处理和资源回收领域。在水泥、有色、冶金等行业应用广泛。主要原理是利用空气动力学原理，通过对正压气流和负压气流的控制，促使其共同作用下，将物料中的轻、小物质与重物质分离出来，向上带走或在水平方向进入沉降室，將轻物质与空气分离出来。轻物质和重物质通过不同的输送方式进行输出。

1 风选设备分级研究思路

以现有分选技术、物料筛分为基础，结合国内多条砂石骨料生产线含水粘湿物料筛分分级处理的难点、痛点，布局规划及风选设备分级发展应用方向，通过产品市场、分选设备应用市场分析预测，重新梳理筛分设备和风选设备用于粘湿物理分级的特点及区别，并进行合理的补充、调整和完善，初步构成风选设备在物料分级中的应用体系，随后应用体系进行评价及适应性测试，根据评价结果及专家意见进行调整，形成最终分选设备物料分级体系，为粘湿物料筛分分级领域创造可行性条件。

2 分选设备研究目标

根据粘湿物料筛分分级基础条件，把握行业对物料分级的精准需求，根据不同客户的具体要求和客观情况，构建采用分选解决粘湿物料筛分的难题及瓶颈，提高分选设备及物料分级的精度及可靠性，从工艺、结构、流体力学、机械、电气、自动化、试验等多维度促进分选设备升级换代，为实现粘湿物料、不用粒径物料精确分级的目标要求。

3 物料风选分级方法及过程

分选分级方案：风选设备产品具有多种分级体系，针对砂石的特点采用航空空气动力学分析法对物料流场进行优化设计，使得设备运行阻力显著减少、分选效率提高;设计V形打散分级区，采用涡流整流器，笼形转子采用变频无极调速。通过风阀、风速、转子速度、调节挡板角度等方面对物料进行风选分级，分选出不同粒径物料通过相应出口传输出去。

为进一步论证风选设备在风选粘湿物料中的应用，以某矿山青黄石屑为例，风选矿山生产的副产品青石屑、黄石屑应用于生产机制砂可行性，从厂区取上述两种代表性样品青石屑和黄石屑（规格0-4.75mm），送样至某研究院进行脱粉模拟试验。试验成果整理如下：

3.1样品基本技术指标情况

3.2试验方案确定

青黄两种石屑，各600kg样品，每种样品等分成三份200公斤样品，根据矿山石沫实际含水情况，要求试验时人工加水拌匀含水率分别控制到1.5%，2.0%，2.5%，在此技术条件要求下，每份样品根据实体设备运行情况，分别风选出规格为<0.075mm质量占比情况及风选效果、0.075-4.75mm质量占比及风选效果，其中0～0.075mm区间要求不能掺入粗颗粒;风选后，0.075以上颗粒混入细粉残留量上限值不高于10%。

3.3模拟风选设备的组成及试验过程

3.3.1 设备组成：脱粉设备由沉降箱、振动筛及动态选粉机（见上图）。

根据实验室现有条件，选定二次脱粉设备为上喂料式动态选粉机。

3.3.2 试验步骤为：

①原料喂入组合选粉机进行一次脱粉;

②收集V选粗粉和动选中粗粉;称重，筛分;

③将动选中粗粉经由另一台动态选粉机（上喂料动选）进行二次脱粉;收集二次脱粉的粗粉产品。

3.4试验结果整理

（1）样品1青石粉

由上面数据可以看出：

①细粉小于0.08mm占99%，基本满足试验要求;

②一次脱粉后，粗粉综合重量89.25kg，含粉率9.59%;

（2）样品2黄石粉（含水1.5）

适当放宽细粉的细度，降低喂料浓度，进行第二组试验。

由上面数据可以看出：

①细粉小于0.08mm占95%，比前一组粗;

②一次脱粉后，粗粉综合重量110.85kg，含粉率2.88%;

（3）样品3（黄，2.5%水分）

取黄色样品119.7kg，经计算，添加1.2kg，使物料水分达到2.5%。在试验2基础上适当调整设备参数进行本次试验，结果如下：

由上面数据可以看出：

①进一步放粗细粉，当其小于0.08mm占90.32%时，动选中粗粉含粉率可降低至6.12%;

②一次脱粉后，粗粉综合重量97.35kg，含粉率7.94%;

3.5总上述分析：

1）根据上述3组试验结果，对于青石粉含水率在1.5%以内时，其脱粉率12.32%，则0.075mm以上粗颗粒中，经一次脱粉后残留含粉率在9.59%，动选中粗粉属于难选物料，二次脱粉效果不理想;

2）对于黄石粉，调整工艺参数，增加送风量效率，选粉效率提高，只一次风选便达到要求（0.075mm以上颗粒中残留含粉率2.88%），含粉率合格无需二次分选，结果表明，适度放宽细度及降低喂料浓度，可以达到理想效果。但是所选出的小于0.075mm粉里面，其大于0.075mm粗颗粒占比5%影响粉的精细度。

3）根据试验要求，继续增加物料含水率试验，含水增加至2.5%，调整工艺参数，从表（3）可以看出，放宽粗细粉比例，除粉率在12.8%左右，则0.075以上颗粒风选后残留粉比例为7.94%，但是：小于0.075mm以下颗粒中，其大于0.075以上粗颗粒混入占比达到9.7%左右。另外，V选粗粉中明显存在大量细粉未选净，说明物料水分较高会影响V选的分选效果。

4）如果想达到理想效果：需增设二次动态选粉一体机或增加较细筛网，进一步增加风选效率。

4 评价及适应性分析

通过风选设备应用不同含水物料风选进行适应性分析评价，结合相关部门及专家意见进行优化调整，最终形成较为合理的推荐方案。一般来说，可从以下几个方面进行评价。

1）物料的特性、粒度、含水及分级要求是否清晰明确;

2）风选设备的选型和配置与生产实际情况是否匹配;

3）风选设备相比其他分级设备的投资情况及效益如何;

4）分选设备对物料不同特性的分级精度水平是否有提升改善;

5）风选设备风选分级的可行性，是否做到对物料粒度控制与物料水分含量相结合;

5 结语

分选设备在砂石骨料及机制砂应用分级领域尚处于起步阶段，目前国内仅有个别项目采用分选设备用于砂石骨料、石屑等分级选矿，同时也正因为我国的风选选矿设备还未形成固定的形式与规模，业内人士还一致认为风选分级设备的前景还是一片光明的。但随着城市化进程及工业发展的不断加快，分选设备分级的应用将越来越广泛，精确。分选设备相关企业要避免一味扩大生产规模，要多结合应用实际拓宽方法及思路，将重心放在对风选分级设备本身的改进上，利用优质、高效、精确的风选分级设备来带动行业和工业的发展。

参考文献：

[1]谭春亮 王科社 范涛   《风选技术在垃圾分选中的应用》，掌桥科研，2005年11月