2018年度河北省科学技术奖申报项目：有用矿物解离精选工艺中的细粒物料筛分设备

　　2018年度河北省科学技术奖申报项目公示

项目名称：有用矿物解离精选工艺中的细粒物料筛分设备应用及推广

提名单位：唐山市科学技术局

项目简介：

该项目属于选矿技术学科，随着矿产资源的大规模持续开采利用,在黑色金属选矿领域中,磨矿分级工艺在选矿厂生产中尤为重要,与精矿产量紧密相连,在整个选矿工艺中占有十分重要的地位，细粒物料的筛分是保证精矿品位及回收效率的重要步骤，近年来唐山陆凯科技有限公司设计研究中心, 为改善提高磨矿分级效率以探讨磨矿分级新工艺为目的,对各种类型筛分设备进行了科技攻关,经过不懈的研究,独立研制成功了细粒物料系列筛分产品,提高了选矿厂的产品质量和处理能力。

该项目研究成果解决了大型细粒筛分设备筛分效率低，单机处理量不足，能耗大的技术难题，通过改善筛机的结构，优化工作原理，延长了筛机的使用寿命，降低了功耗，提高了筛分设备的筛分效率，为应用现场减少了生产成本，提高了经济效益。

细粒物料筛分分级是现代矿业物料生产加工的普遍需求,该项目系列产品在冶金选矿、煤炭洗选、建材、玻璃、石油化工、轻工陶瓷、制砖、造纸、制药、制盐、食品等行业都有很大的需求,主要用于细粒物料的干、湿法筛分、分级、脱水、脱泥、隔粗等作业。

该项目在研究与实施过程中，主要创新成果如下：

1．研发了一种由电磁振动为动力源的高频振动筛分设备,由激振器作为动力源驱动振动系统，振动强度可达8~10倍重力加速度，有效加强细粒物料的透筛。激振器使振动系统中振动帽产生振动，从而使托在振动帽上的筛网产生振动，实现筛网振动而筛箱基本不动，筛箱弹性安装在机架上，且机架下面的橡胶减震器以及筛箱与机架的二次减震系统进一步减小了对基础的动载荷，所以可以近似认为只有静载而无动载，有效延长了电磁振动筛的使用寿命。

2. 发明了一种具有近流态化床层的干法选煤系统,应用分选床振动对床层物料的抛掷运动与分选床下恒压风与脉动风三者的有效结合，在分选床面上形成均匀松散和稳定的近流态化床层，为原煤在分选过程中按密度分层创造了有利条件。分选床的振幅与频率、给料量、排料量、送风量及脉动风的脉动频率等参数均能实现无级调整。可适应不同原煤煤质特性对分选工艺参数进行有效组合。用同位素密度仪进行分选床物料层密度在线测控（闭环数字控制），提高分选精度。

3．研发一种可大型化，低能耗的大幅摇振筛分设备,大幅摇振筛改变了传统摇振筛支撑装置直接作用于筛箱底部的支撑结构，筛箱部件一端以轴承铰接，另一端通过钢丝悬挂在两个支撑部件上。驱动机构布置在筛机侧面驱动，解决了因支撑造成的无用功耗，同时可实现摇振筛大型化设计。而驱动装置采用电机和减速机配合，可实现低转速高扭矩的输出，进而降低驱动装置功耗。

4.研发了一种可强制布料，提高筛分效率的筛分设备,叠层振动筛由多层筛箱重叠布置构成，给料箱和筛机高差大，物料流速快，布料不均，严重影响筛分效果。叠层筛给料箱内部设置布料板和压料板，布料板采用锯齿型可强制物料均匀分布于整个给料箱的同时，可有效降低高差造成的物料流速，而经过5mm橡胶布料板时可进一步降低物料流速使之缓慢通过筛网。叠层筛筛面支撑结构采用弧形设计，中间高，两边低，可使物料进行二次布料。进一步提高物料接触筛面的几率和接触时间，从而提高筛分效果。

5. 研发了数字控制系统和基于PLC的远程集控系统,研制数字控制筛分系统的控制装置，开发了基于tcp/ip通信协议的超远程控制系统。达到筛分系统工艺参数的计算机管理，可纳入选矿流程的远程集中控制，可进行远程通讯控制。同时具有瞬间强振功能，可以随时清理筛网，减少网孔堵塞，提高筛分效率。通过调整电流的大小，便可随时调节振幅。针对不同用途研制多种不同类型的筛机电控柜。

主要创新点：

1．研发了一种由电磁振动为动力源的高频振动筛分设备。

2．发明了一种具有近流态化床层的干法选煤系统。

3．研发一种可大型化，低能耗的大幅摇振筛分设备。

4．研发了一种可强制布料，提高筛分效率的筛分设备。

5．研发了数字控制系统和基于PLC的远程集控系统。

主要完成单位及其贡献：

项目研究与产业化过程中，唐山陆凯科技有限公司作为项目的承担单位，提供了研发设备和匹配的研究资金，配备了高素质的研发人员，组建了一支作风过硬、技术领先的科研团队，同时还对项目进行了有效的科研管理，为项目的顺利完成及产业化示范提供了物质、人员、技术、管理等方面的保障。

该项目的实施不仅提高了企业高效筛分技术研究、筛分技术理论、新产品研发整体技术水平，并获得了多项自主知识产权，满足了矿山企业在有用矿物解离精选工艺中对细粒物料筛分设备的智能化、可靠性、高效性的迫切需求，同时也促进了细粒物料筛分设备行业的发展，推动行业领域技术进步。

推广应用及经济社会效益情况：

该项目获得授权发明专利1项，实用新型专利9项，因国内没有行业企标，故发布企业标准3项。

有用矿物解离精选工艺中的数字控制筛分系统在全国32个省、市、自治区近三年累计推广880台套，新增销售收入14491.37万元，新增利润970.93万元。在首钢矿业公司、酒泉钢铁集团、鞍山钢铁集团有限公司、太原钢铁集团有限公司、包头钢铁集团有限公司、本钢集团有限公司、石宝铁矿集团、攀钢集团有限公司、河北钢铁集团、辽宁首钢硼铁有限公司等选矿、选煤、建材大中型矿业企业的物料干、湿法筛分、分级和脱水处理作业进行应用，目前市场占有率85%以上，年累计处理矿石55亿吨。

据统计矿山企业在使用有用矿物解离精选工艺中的细粒物料筛分设备，可平均提高铁精粉品位1.2个百分点。