物料篩分裝置在艾薩熔煉配料中的應(yīng)用

趙雙紅，李東波，劉承飛

（云南銅業(yè)股份有限公司西南銅業(yè)分公司，云南 昆明 650093）

進(jìn)廠銅精礦原料中存在的雜物主要有編織袋、麻袋、尼龍繩等，它們來源于銅精礦運(yùn)輸過程中覆蓋、包裝的材料。銅精礦原料中的大塊物料來源于原料自身高水分帶來原料粘合而結(jié)塊及由于原料長時(shí)間堆存造成燒結(jié)而成塊。原料中的雜物與結(jié)塊進(jìn)入銅熔煉系統(tǒng)中，造成配料及艾薩爐工藝波動(dòng)，曾多次造成艾薩爐制粒系統(tǒng)故障、排放困難等工藝波動(dòng)。在銅精礦進(jìn)倉前端不具備設(shè)置銅精礦除雜裝置的條件，采用人工表面清撿分離雜物與大塊，但效果不佳。為降低雜物入爐帶來艾薩工藝波動(dòng)的現(xiàn)象，在配料流程中安裝除雜裝置勢在必行。

振動(dòng)篩廣泛應(yīng)用于選礦、電力、輕工、化工、有色金屬等行業(yè)，對中、細(xì)粒度物料進(jìn)行干濕篩分、脫水、脫介、脫泥。為實(shí)現(xiàn)入爐銅精礦中雜物有效分離，在配料系統(tǒng)中部增設(shè)振動(dòng)篩，在振動(dòng)篩雜物出口連接破碎機(jī)對塊狀物料破碎處理，對銅精礦中塊狀物料、編織袋等雜物進(jìn)行分離，保障配料穩(wěn)定性，為艾薩爐熔池熔煉溫度控制、排放控制創(chuàng)造良好工藝條件。

1 配料除雜工藝介紹

1.1 原料中大塊、雜物物料篩分現(xiàn)狀

近年來進(jìn)廠銅精礦中編織袋、尼龍繩等數(shù)量大幅增加，在原料制備工序雖進(jìn)行三次分解，人工分解較為粗放、勞動(dòng)強(qiáng)度大導(dǎo)致雜物分解不完全，同時(shí)針對大塊物料采用鼠籠破碎機(jī)處理，全部物料均需進(jìn)入鼠籠破碎機(jī)進(jìn)行破碎，帶來鼠籠破碎機(jī)機(jī)備件及動(dòng)力費(fèi)用大于120萬元/年。未分解的雜物進(jìn)入艾薩爐中間倉，導(dǎo)致艾薩爐圓盤出料不穩(wěn)、制粒機(jī)刮刀損壞、艾薩爐熔煉溫度波動(dòng)與排放困難等一系列問題。

2011年至2016年入廠原料中的大塊物料量及雜物量及雜物清撿數(shù)量見表1所示。

表1 近年來銅精礦中雜物量及雜物清撿量統(tǒng)計(jì)

1.2 原料中雜物對生產(chǎn)造成的影響

原料中雜物在配料過程中的影響：雜物進(jìn)入圓盤中造成給料圓盤出料不穩(wěn)，雜物在下料口處易造成堵塞，配料過程的連續(xù)控制性差，導(dǎo)致配料成分波動(dòng)，影響艾薩熔煉的穩(wěn)定控制。原料中雜物在艾薩爐熔煉中的影響：降低艾薩制粒給料圓盤出料穩(wěn)定性、造成艾薩制粒機(jī)設(shè)備損壞、艾薩中間料斗堵塞、艾薩制粒成球率降低、艾薩爐溫度控制難度加大、大塊及雜物在爐內(nèi)反應(yīng)不完全易形成包裹物堵塞排放口帶來艾薩爐操作溫度高、排放時(shí)間長。

為了克服上述難題，通過考察學(xué)習(xí)了解到部分銅冶煉企業(yè)在銅精礦制備流程都設(shè)置有振動(dòng)篩除雜裝置，振動(dòng)篩除雜在選礦、煤礦及冶金行業(yè)運(yùn)用已很成熟。為進(jìn)一步對入爐原料篩分除雜，滿足生產(chǎn)工藝需求，提升精益生產(chǎn)水平，熔煉分廠對上料系統(tǒng)物料除雜及篩分裝置進(jìn)行改造，在上料流程中加入振動(dòng)篩、破碎機(jī)等主要裝置對物料篩分與除雜。

2 振動(dòng)篩在配料中的應(yīng)用

2.1 振動(dòng)篩簡介

將顆粒大小不同的混合物料，通過單層或多層篩子而分成若干個(gè)不同粒度級別的過程稱為篩分。篩分的主要設(shè)備是振動(dòng)篩，而振動(dòng)篩按其運(yùn)動(dòng)軌跡分類分為直線振動(dòng)篩、圓振動(dòng)篩。

直線振動(dòng)篩電機(jī)同步反向旋轉(zhuǎn)使激振器產(chǎn)生反向激振力，迫使篩體帶動(dòng)篩網(wǎng)做縱向運(yùn)動(dòng)，使其上的物料受激振力而周期性向前拋出一個(gè)射程，從而完成物料篩分作業(yè)；直線振動(dòng)篩運(yùn)行穩(wěn)定可靠、消耗少、噪音低、壽命長、振型穩(wěn)、篩分效率高，可處理一定含水的物料，但其構(gòu)造復(fù)雜，制造精度要求高，振幅不易調(diào)整，振動(dòng)器重量大。圓振動(dòng)篩采用筒體式偏心軸激振器及偏塊調(diào)節(jié)振幅，做圓形運(yùn)動(dòng)，從而完成物料篩分作業(yè)；多用于選前的一般分級，存在結(jié)構(gòu)可靠、篩分效率高、振動(dòng)噪音小、維修方便、安全等優(yōu)點(diǎn)，但其處理能力較低[1]。

2.2 振動(dòng)篩的類型選擇

結(jié)合公司銅精礦性質(zhì)以粉料為主，帶有較多的編織袋、尼龍繩及部分塊狀物料，且含有一定的水分，同時(shí)參考其他銅冶煉企業(yè)生產(chǎn)中大都采用直線振動(dòng)篩，因此選擇使用直線振動(dòng)篩。主要基于直線振動(dòng)篩處理能力大、適應(yīng)含水物料的篩分、技術(shù)成熟、可靠。

2.3 振動(dòng)篩安裝位置選擇

振動(dòng)篩安裝位置從振動(dòng)篩除雜效率、運(yùn)行成本及員工操作及安全的角度出發(fā)，實(shí)地考察公司上料生產(chǎn)系統(tǒng)。得出以下結(jié)論：若將振動(dòng)篩安裝在精礦庫圓盤下料倉上方，可從源頭將雜物與大塊清除、減小人員清撿流程雜物的工作量，降低人工成本，但其安裝完成后吊車操作空間狹小，存在較大安全隱患。整個(gè)上料流程中空間皆相對較為狹小，僅在鼠籠破碎機(jī)位置可具備安裝振動(dòng)篩的條件。經(jīng)過各項(xiàng)參數(shù)對比最終選擇在鼠籠破碎機(jī)的位置用直線振動(dòng)篩替換原鼠籠破碎機(jī)，對大塊的破碎效果相當(dāng)，且振動(dòng)篩電機(jī)功率偏低，可節(jié)約電耗，可進(jìn)一步去除銅精礦中未清撿干凈的雜物，振動(dòng)篩安裝在3m平面上，維護(hù)簡單易行。

2.4 直線振動(dòng)篩配置

查閱圖紙?jiān)蠡\破碎機(jī)基礎(chǔ)為分布載荷，基本滿足振動(dòng)篩配置要求，將鼠籠破碎機(jī)進(jìn)行整體拆除，對平臺(tái)支梁進(jìn)行加固并重新預(yù)埋一個(gè)重鋼平臺(tái)即可滿足直線振動(dòng)篩的設(shè)備安裝、運(yùn)行條件。配置如下：利用原有板梁基礎(chǔ)，把振動(dòng)篩四塊地基預(yù)埋鋼板焊接在輔助梁上，再把振動(dòng)篩底托和預(yù)埋鋼板焊接，把篩機(jī)支腿架和振動(dòng)篩底托用螺絲固定，最后把篩箱吊裝在篩機(jī)支架上；電機(jī)支架螺栓固定在樓板上；鼠籠破碎機(jī)的下料樓板洞口作為振動(dòng)篩的篩上物和篩下物排料出口；振動(dòng)篩采用縱向放置。振動(dòng)篩主要技術(shù)參數(shù)見表2中所示。

表2 振動(dòng)篩主要技術(shù)參數(shù)

2.5 直線振動(dòng)篩在配料流程中的應(yīng)用及效果

經(jīng)過一系列工作，直線振動(dòng)篩于2017年4月底改造完成。對振動(dòng)篩振動(dòng)力矩調(diào)試、聯(lián)鎖試車調(diào)試、改進(jìn)卸料器增強(qiáng)雜物清除效果、完善安全設(shè)施、制定相關(guān)規(guī)程后投入使用。使振動(dòng)篩處理能力達(dá)280t/h。銅精礦物料經(jīng)皮帶運(yùn)輸至振動(dòng)篩對精礦與雜物有效分離，篩上物中的雜物進(jìn)入到斗子運(yùn)走，大塊物料從雜物出口位置進(jìn)入破碎機(jī)進(jìn)行破碎。篩下物及破碎后的物料經(jīng)下料口至皮帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)至艾薩爐中間倉；改造前、后工藝流程見圖1、圖2中所示。

圖1 改造前配料工藝及除雜流程圖

圖2 改造后生產(chǎn)工藝及除雜流程圖

直線振動(dòng)篩在艾薩熔煉配料工藝中的應(yīng)用，從根本上對銅精礦中塊狀物料、編織袋等雜物進(jìn)行篩分與分離，并對銅精礦進(jìn)行松散與混勻作用。

主要效果為，振動(dòng)篩的投入使用淘汰高能耗、高維修成本的鼠籠破碎機(jī)，節(jié)省了備料生產(chǎn)系統(tǒng)運(yùn)行成本及維修費(fèi)用約100萬元/年；上料系統(tǒng)中雜物得到有效清撿，2017年5月至2020年入廠銅精礦中雜物約1900噸，大塊物料約5500噸，上料系統(tǒng)中清撿出雜物約1970噸，處理大塊物料約5000噸，雜物清除率高于90%，大塊物料經(jīng)對輥式破碎機(jī)后便得到破碎；雜物得到有效分離，上料系統(tǒng)卡堵次數(shù)減少，穩(wěn)定上料，同時(shí)銅精礦經(jīng)振動(dòng)篩處理后得到混勻，2017年初至2020年配料合格率由95.27%提升至95.99%；減少銅精礦中的雜物進(jìn)入艾薩工序的數(shù)量，為艾薩爐穩(wěn)定生產(chǎn)創(chuàng)造條件：穩(wěn)定了艾薩爐給料圓盤出料，減少了艾薩爐沖料現(xiàn)象的發(fā)生，保證了艾薩爐粒子質(zhì)量，降低了艾薩爐中間料倉堵塞，提高了制粒機(jī)刀桿使用周期，提高艾薩熔煉排放速度，艾薩爐平均排放時(shí)間由30min/趟降低至26min/趟；穩(wěn)定艾薩熔煉溫度控制，溫差由48.43℃降至35℃。

3 結(jié)語

振動(dòng)篩物料除雜及篩分裝置改造的實(shí)施，振動(dòng)篩的使用提高雜物清除效率、配料合格率、制粒粒子質(zhì)量，降低艾薩熔煉的煙塵率、金屬損失；另外為提高艾薩熔煉工藝穩(wěn)定性及降低熔池溫度提供了條件，提高了艾薩爐耐材使用壽命，振動(dòng)篩替代鼠籠破碎機(jī)大大降低生產(chǎn)成本。但受設(shè)備安裝現(xiàn)場位置限制未能在配料源頭配置直線振動(dòng)篩，無法從源頭消除雜物對配料工藝的影響，同時(shí)較高水分的銅精礦在振動(dòng)過程中物料更緊實(shí)從而粘附于篩面，造成物料擁堵或被迫停機(jī)，部分篩上物仍需人工清撿，振動(dòng)篩工作區(qū)域噪音、揚(yáng)塵未得到較好控制。以上不足將在今后生產(chǎn)實(shí)踐中不斷優(yōu)化。