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篩分在非金屬礦選礦中的應用 |
來源:中國粉體技術網 更新時間:2014-10-28 13:55:41 瀏覽次數: |
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1 前言
篩分在選礦行業是非常常見的一種作業,幾乎在每個選礦廠或加工廠都可以看到篩分工作。篩分的定義有兩種,一種是指將粒子群按粒子的大小、比重、帶電性以及磁性等粉體學性質進行分離的方法;另一種是指用帶孔的篩面把粒度大小不同的混合物料分成各種粒度級別的作業叫做篩分。而選礦行業常常指的是后一種——粒度分級的作業。而非金屬礦行業則是對篩分作業更為嚴格,在各個非金屬礦選礦作用中,篩分作業是一道必不可少的程序。
2 篩分及篩分設備
在選礦作業中篩分作業在不同的工段就有著不同的作用,有著不同的目的。根據篩分的目的不同,篩分作業可以分為以下幾種:①獨立分篩,常用于直接篩分出產品的選礦作業;②預先篩分,常用于選礦作業破碎前把合格產品預先篩出;③檢查篩分,從破碎設備的產物中,將粒度不合格的產品篩除,保證成品不超出要求粒度;④準備篩分,常用于為后續作業提供不同粒級的入選礦物;⑤選擇篩分,將產品按照重量、密度或者品味等進行分離的篩分作業;⑥脫水篩分,用于除去產品中過量的水分;⑦脫介篩分,常用來脫除產品中含有因選礦作業而帶入的介質。此外,物料含水泥較高時,也用篩分進行脫泥。在非金屬礦選礦中,各個篩分作業都可能用到,獨立分篩、預先篩分、檢查篩分和準備篩分在非金屬礦選礦作業中是使用的最頻繁的作業,幾乎每個非金屬礦選礦廠或加工廠都可以有這幾種篩分作業的存在。
影響篩分作業效率的因素有很多,主要有①入篩物料性質的影響,包括含水率、含泥量、粒度特性和密度特性等;②篩子性能的影響,包括篩面運動形式、篩分裝置的參數和篩面結構參數等;③操作條件的影響。在不同的作業工段,不同的篩分物料選用的篩分作業和篩分設備不盡相同。
篩分設備的選擇常常在篩分作業中顯得尤為重要,如果篩分設備選擇的不恰當,那么篩分作業將無法正常的進行。常用的篩分設備有:
振動篩、固定篩、圓筒篩弧型篩和細篩。常用振動篩有慣性振動篩、自定中心震動篩;后者使用范圍較廣,國內大中型選礦廠的中、細粒物料的篩分多采用此種篩分設備。固定篩有格篩和條篩兩種形式,格篩用作控制原礦粒度,水平安裝;條篩用作粗碎和中碎前的預先篩分,傾斜安裝。在中小企業中一般用的是直線振動篩,或者圓振動篩。相對于大型的篩分設備,直線振動篩和圓振動篩價格適中,篩分的效果也能為廣大的企業所接受,所以直線振動篩在中小企業中應用很廣泛。同時,直線振動篩可以加裝一些電氣控制設備,使用很方便。而一些其他的設備如旋振篩,超聲波振動篩主要應用于產量要求不是很高的但是篩分的要求較高的行業;弛張篩可以解決含水量較高的細物料的篩分等。
在非金屬礦行業中篩分作業的作用越來越大,一些新型的篩分設備也是層出不窮,但是其原理都是利用物料和篩面之間存在著相對運動,其目的都是進行物料的分級,達到產品的要求。超細篩分在非金屬礦行業將是一個很大的發展趨勢。
3 篩分方法
在非金屬礦選礦中篩分的方法有很多種,在特定的環境下可根據實際需要選取最佳的篩分方法。根據各個篩分作用時物料的運動方式的不同以及篩分驅動力的不同可將篩分作業分為以下幾種:
(一)滑動篩分法:物料在斜置固定不動的篩面上靠本身自重下滑;這是早期使用的篩分法,其篩分效率低,處理量小。在非金屬礦選礦中此種方法目前已經很少采用,只是在特別易碎,不能利用驅動力進行篩分的礦物才能利用礦物的本身自重進行自然篩分。
(二)推動式篩分法:由于組成篩面的篩條轉動,物料通過篩面運動構件的接力推送,沿篩面向前運動,如滾軸篩。在非金屬礦選礦中推動式篩分法經常用于比較干燥物料的篩分。
(三)滾動式篩分法:篩面是個傾斜安置的圓筒,工作時勻速轉動,物料在傾斜的轉筒內滾動,如白云石制粒制粉使用圓筒篩后,效果明顯好于直線篩。
(四)搖動式篩分法:篩面可以水平安置,也可傾斜安置,工作時篩面在平面內做往復運動。為了使物料和篩面之間有相對運動,如篩面呈水平安置時,篩面要做差動運動;篩面傾斜安置時,篩面在平面內做諧振動,物料沿用篩是非曲直呈步步前進的狀態運動。
(五)拋射式篩分法:篩面在垂直的縱平面內做揩振動或準揩振動。篩面運動軌跡呈直線,也可呈圓形或橢圓形。物料在垂直的縱平面上被拋射前進,如振動篩。目前在非金屬礦選礦中使用的最多的就是拋射式篩分法的振動篩。
從上述各種篩分方法可知,雖然物料與篩面相對運動的方式不同,其目的是為了使物料處于一定的松散狀態,從而使每個顆粒都能獲得相互位移所必需的能量和空間,同時保證細粒順利透篩。
除此之外根據篩分設備數量和篩網層數的不同又可分為以下幾種篩分方法:
(一)重疊篩分法:在由粗到細的篩分中,直線篩的篩面重疊起來,上層篩面的篩孔較大,以下各層逐漸減小,因為直線篩篩框兩側有間隙,會造成篩分精度的降低,這種篩分方法適合量產量較大的物料的處理;
(二)分層序列篩分法:一般來說,多層設備的篩分是由粗到細的,最上面是最粗的篩網,往下遞減,其設備檢修方便,容易觀察設備各層篩面的工作情況;而由細到粗的篩分中,篩面順次是相反的,單軸設備,旋振篩各篩能沿整個篩面長度分別排出,其篩分效果很明顯,每個層面互不影響;
(三)聯合篩分法,又稱混合篩分法:在聯合流程中,一部分篩面由粗到細排列,另一部分由細到粗排列;在實際生產中,圓振動篩通常用由粗到細或聯合的篩分流程;圓振篩是根據篩分物料的特殊要求制定的,篩分精度和軌跡都很理想,在非金屬礦選礦中最適用于篩分粗顆粒物料。
根據選礦作業的實際情況可將篩分作業分為干法篩分或者濕法篩分,在不同的非金屬礦選礦中,干法篩分和濕法篩分有著各自不同的優勢,所選用的篩分設備也各有不同。目前國內外干法篩分的最細分級可達到100目左右,濕法篩分作業的最細粒度可達到325目左右。
4 對非金屬礦選礦中篩分作業發展的幾點建議
(1)在非金屬礦選礦中,有些礦物需要進行濕法篩分,有些礦物則需要進行干法篩分。對于濕法篩分方面,由于其篩分時間短,因此篩面的寬度比長度重要,較寬的篩面能夠高效率篩分;而對于干法篩分,則應采用高頻率、低振幅的篩分方式,而且篩面的長度要比寬度重要,因此應該盡可能的增加篩面的長度。
(2)由于非金屬礦行業比較復雜,礦物種類很多,并且各種礦物的物理化學性質相差較大,產品的用途也不盡相同,因此篩分作業也就有很大差異,尤其像一些粘土礦物(如高嶺土等),纖維狀礦物(如石棉等)何細粒含水的礦物等,篩分起來作業效率低,篩分效果差,我們就可以針對性的對其進行采用不同的篩分方法。如粘土礦物和含水細粒礦物我們可以進行濕法篩分,就可以大大提升篩分效率,而纖維狀礦物我們則可以選用矩形孔篩網的篩分設備進行篩分作業。
(3)對于易團聚的非金屬礦物,在篩分作業過程中,由于其容易發生團聚現象,就容易堵塞篩網,物料難以篩分,因此對易團聚物料的堵網問題可以進行對篩網或者篩子特性的調整來進行解決,如“三明治”篩網的出現等。在防堵方面,對篩分設備進行改造的方法很多,比如篩網上加入彈跳球,給篩面加上清理裝置或者讓篩面傾角更大等。
(4)篩分設備的篩網對篩分效果的影響也較為突出,在篩分過程中其磨損程度也是較為嚴重的問題,因此篩分設備的耐磨程度也至關重要,要盡量使用耐磨材料制作篩網,降低企業成本。目前國內外使用最多的篩網材質有金屬鋼絲,低碳、高碳鋼絲,聚氨酯篩網等。另外篩網的開孔也對篩分效率有著很大影響,對于拋射式篩分法等的篩分設備則可以對其篩孔進行改進,將原來的矩形篩孔換成倒梯形篩孔,其效果將明顯提高;將原方形篩孔做成長方形篩孔,可利用篩網的自變形能力解決堵網問題。
(5)在非金屬礦選礦中,有些選礦后的產品可能具有腐蝕性或者加高的溫度,那么篩分設備的抗腐蝕能力和抗高溫能力就要提高,對于此問題,可以對篩分設備進行防腐漆、防高溫處理或者使用耐腐蝕材料、耐高溫材料制造篩分設備。
(6)由于非金屬礦選礦中“貧低細”現象的出現,對篩分設備的要求越來越高,尤其是在細粒物料的篩分方面,將是值得去深究的問題。
除以上的方面外,在篩分設備的改進方面還可以在給料方式、激振器的選擇、篩分設備的安裝方式(傾角大小等)以及更換篩網的方式和篩分設備價格等方面進行考慮,物美價廉才是每個選礦企業追求的最終結果。
5 總結
在非金屬礦選礦中篩分作業必不可少,因此,該怎么樣對篩分設備進行選擇,怎樣的篩分設備能夠更好的服務于非金屬礦選礦,這將是一個值得深思的問題。目前,國內外的篩分設備發展的很是迅猛,而且已經由原來的金屬礦選礦和煤礦選礦在逐漸向非金屬礦選礦轉變,這將對非金屬礦行業產生翻天覆地的變化。
在非金屬礦選礦中,篩分設備的高效化,超細化,專一化和特種化將是非金屬礦篩分設備的最終發展結果。針對非金屬礦選礦的繁雜,篩分設備也將變得五彩繽紛。在非金屬礦選礦中獨立分篩、預先篩分、檢查篩分和準備篩分等篩分作業將會越來越受到重視,篩分設備的防堵、防腐、防高溫和耐磨方面將是篩分設備發展的重點方向。由于篩分在非金屬礦選礦中有著不可替代的作用,因此,非金屬礦篩分的發展也將會隨著非金屬礦的發展越來越備受關注。
本文作者:咸陽非金屬礦研究設計院有限公司楊輝,文章收錄在《第十五屆全國非金屬礦加工利用技術交流會會議論文集》內。
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