安徽開發礦業破碎篩分系統優化與實踐

劉 俊

（安徽開發礦業有限公司）

安徽霍邱地區鐵礦儲量大、分布集中，已查明鏡鐵礦資源儲量約20 億t［1-3］。安徽開發礦業有限公司李樓鐵礦擁有地質儲量2.76 億t，是華東地區地質儲量最大的礦山，隸屬于中國五礦集團五礦礦業控股有限公司，設計年處理礦石500 萬t，采出TFe 品位31.65%［4］。礦石金屬礦物主要為鏡鐵礦，其次為磁鐵礦和赤鐵礦，少量菱鐵礦、褐鐵礦；脈石礦物主要是石英，其次為閃石和云母，少量石榴石、藍晶石和綠泥石，微量磷灰石、碳酸鹽礦物等［5］。鏡鐵礦屬于難選赤鐵礦的一種類型，為赤鐵礦變種。

近年來，安徽開發礦業有限公司隨著生產任務的不斷增加，破碎篩分系統被迫犧牲日檢時間維持生產，造成系統作業率居高不下。為了進一步提高鏡鐵礦系統的生產效率，降低系統生產循環負荷，確保破碎篩分系統平穩高效運行，結合現場實際，對現有供礦系統生產工藝進行了優化研究。

1 破碎篩分系統概況

該礦設計碎礦流程采用三段一閉路破碎工藝，粗碎在井下完成，中碎采用1 臺CH870EC 圓錐破碎機，細碎采用2 臺CH870EF 圓錐破碎機；篩分作業采用7 臺2YKR2460H 重型雙層圓振篩，上層篩篩孔為20 mm×25 mm，下層篩篩孔為10 mm×14 mm，產品粒度要求-10 mm 含量大于85%。破碎篩分工藝流程見圖1。

2 主要研究內容

研究內容主要分為破碎機參數升級優化和圓振篩新型篩網改造兩部分。通過調整破碎機的偏心距和改變篩網的固定方式、結構等，提高破碎效率，增加篩網的開孔率，加大下層篩網合格粒級的通過率，提高整個篩分效率，減少循環量，降低細碎負荷，最終提高系統供礦臺時量，具體實施內容如下。

2.1 破碎機效率優化

（1）優化前CH870EF 圓錐細碎機功率480 kW、壓力4.2 Mpa、偏心距74 mm、排料口尺寸21.5 mm，測定其給、排料數據，通過測定數據計算實際破碎處理能力，結果見表1。

注：優化前的臺時效率為711 t/h（-11 mm產品）。

由表1 可知，經破碎機破碎后最終產品-11 mm粒級的排料產率為48.81%，返回量為51.19%，根據生產需要，破碎機的各項參數可以再調整。

（2）調整CH870EF 圓錐細碎機偏心距為68 mm，其他條件不變，測定其給、排料數據，通過測定數據計算實際破碎處理能力，試驗結果見表2。

注：優化后的臺時效率為814 t/h（-11 mm產品）。

由表1、表2 可知，優化前破碎機偏心距為74 mm時，處理量達711 t/h，-11 mm 產品產率偏低，系統返回量偏大（51.19%）；優化后破碎機偏心距為68 mm，實際處理量高達814 t/h，設備各項參數運行穩定；優化前后-11 mm 粒級臺時處理量相差103 t/h；整體分析，偏心距調整為68 mm、壓力4.2 Mpa 時，系統效率可穩定運行。

2.2 篩分系統優化

2.2.1 優化前試驗數據

對現有圓振篩篩分效率進行測定，在不同時間對7#圓振篩各產品采樣3 次，上層篩網尺寸為20 mm×25 mm 并對其篩分效率進行測定，測定結果見表3～表5。

由表3～表5可知，原礦的粒級組成有所波動，因此篩分效率亦發生波動，總機篩分效率約75%，而上層篩篩分效率約90%，明顯高于總機篩分效率。根據以上數據推斷，由于上層篩篩孔較大，物料較容易通過，所以上層篩篩分效率較高，大部分物料通過上層篩，導致下層篩負荷過大，從而導致總機篩分效率較低。

2.2.2 優化后試驗數據

結合以上試驗結果及生產實際，現場將圓振篩上層篩網尺寸縮小為20 mm×20 mm，并在改造后進行2次篩分效率測定。

（1）篩孔尺寸優化后篩分效率測定。對6#圓振篩各產品進行采樣，進行篩分試驗，不同時間測定數據見表6、表7。

由表6、表7 可知，總機篩分效率約83%，較更換前提高約8%；上層篩篩分效率約77%，上層篩篩分效率與總機篩分效率差值較優化前有明顯改善。

（2）圓振篩優化前后對比試驗。為更加準確的考察圓振篩優化的效果，對6#圓振篩（優化后）與7#圓振篩（優化前）進行對比試驗，試驗盡量確保兩臺圓振篩原礦粒級相近，對兩臺試驗篩進行采樣分析，對比數據見表8、表9。

由表8、表9可知，優化前圓振篩的平均篩分效率約68%，優化后圓振篩的平均篩分效率約85%，較優化前提高了17個百分點，篩分效率明顯提高；從圓振篩返回物料數據可知，優化前圓振篩-10 mm 粒級含量約27%，優化后-10 mm 粒級含量約17%，-10 mm粒級含量降低10個百分點；根據試驗數據可知，原礦中-10 mm 粒級含量約55%，計算可得優化前返回物料產率61.6%，篩下物料產率38.4%；優化后返回物料產率54.2%，篩下物料產率45.8%。

依據上述數據，在圓振篩篩下物料量同等條件下，通過理論計算可知，給礦量減少約16%，返回物料量減少約26%。

3 經濟效益

（1）對篩分效率優化后，破碎產品產量由711 t/h提高至814 t/h，破碎機處理能力提高了103 t/h，確保了后續磨礦系統的穩定運行。

（2）優化后，破碎系統襯板單耗由0.07 kg/t 降低至0.05 kg/t，按年處理原礦500萬t計算，襯板價格3.6萬元/套，年可降低襯板使用費用180 萬元；破碎篩分系統每年可減少運行時間890 h，功率總計4 035 kW，電價按0.6 元/kW計，年減少電費172.4 萬元。

（3）項目實施后，年可減少篩網12 套，每套篩網價格1.4 萬元，年可降低篩網費用16.8 萬元。破碎篩分系統優化后可創效約347.48 萬元/a。

4 結論

（1）安徽開發礦業破碎篩分系統優化升級改造后，增加了破碎機的處理量，提高了破碎效率，減少了系統循環負荷，降低了系統作業率。

（2）在圓振篩篩下物料量同等的條件下，通過理論計算可知給礦量減少約16%，返回物料量減少約26%。

（3）通過篩網優化，改造后的篩網開孔率增加5.24%，有效地提高了篩分效率，降低了系統循環負荷，經濟效益顯著。