摘要：本文介紹了選礦廠細粒礦物篩分分級設備—Derrick高頻振動細篩引入選煤行業的使用情況，闡述了Derrick高頻振動細篩的結構和篩分分級原理。選煤廠的應用實踐表明：Derrick高頻振動細篩是細粒煤篩分分級的有效設備，能夠嚴格控制篩分粒度；篩分效率高達80.40%，可高效的脫除粗精煤中的高灰細泥，保證了粗精煤的質量，提高了精煤的產量，給企業創造了良好的經濟效益，是選煤廠細粒煤篩分分級的把關設備，在選煤行業具有廣闊的應用前景。

         Derrick高頻振動細篩；振動弧形篩；篩分效率；分級粒度

         隨著采煤機械化的提高，原煤入洗比例中細粒煤含量不斷增加,為了提高精煤產量和質量，選煤廠都紛紛增設了螺旋分選機、煤泥重介質旋流器和TBS干擾床等粗煤泥分選設備來提高這部分物料的分選精度，但是它們都有一定的分選下限，造成高灰細泥污染粗精煤的現象，影響粗精煤的質量。因此，這就需要高效的細粒煤篩分設備脫除粗精煤中的高灰細泥，提高精煤質量。而目前常用的粗精煤篩分設備主要是：Derrick高頻振動細篩和振動弧形篩。可是現場實踐表明： Derrick高頻振動細篩處理細粒煤泥的分級效率明顯高于振動弧形篩。在細粒煤處理方面，如果說粗煤泥分選設備解決了細粒煤回收的問題，而Derrick高頻振動細篩的引進則從根本上消除了粗精煤分級的瓶頸問題。

          1 Derrick高頻振動細篩篩分分級原理 

         Derrick高頻振動細篩為重疊式高頻振動細篩[1]，主要有礦漿分配器、振動電機、給礦箱、篩網、機體和支撐平臺六部分構成（見圖1）。它是利用持續水流和高頻振動的綜合作用實現細粒物料的分級。在兩片篩網之間配置有耐磨橡膠的洗礦槽，每臺篩面根據需要配置1～3 個洗礦槽[2]。為使前一篩網已脫水的篩上產品在洗礦槽再造漿，噴淋裝置直接向洗礦槽噴水，可以使篩上物在洗礦槽中重新造漿，固體顆粒徹底翻轉和碎散，再經篩分使粗、細物料分離。通過多次洗礦、篩分和重復造漿，高頻振動細篩的篩上產品完全滿足所需的粒度規格。

1-礦漿分配器；2-給礦箱；3-機體；4-振動電機；5-篩網；6-支撐平臺
圖 1  Derrick高頻振動細篩工作原理示意圖 50
Fig. 1   Schematic diagram of operational principle of Derrick high frequency vibrating fine screen

圖 2  粗煤泥回收工藝流程圖 60
Fig. 2   Flow sheet of coarse slime recovery
 

         3 篩分分級效果評價

         現場生產實踐表明，螺旋分選機和TBS干擾床等粗煤泥分選設備對于0.20mm或0.125mm以下0.125mm以下的物料分選精度較差，因此在實際的生產中Derrick高頻振動細篩的篩孔尺寸一般選用0.18mm脫泥；而振動弧形篩由于曲率的原因，往往采用0.35mm 的篩孔進行脫泥分級。表1是現場對Derrick高頻振動細篩的入料采樣后進行的篩分試驗；表2是現場對振動弧形篩的入料采樣后進行的篩分試驗。

表1  Derrick高頻振動細篩入料粒度組成
Tab. 1  Feed particle size distribution of Derrick high frequency vibrating fine screen
粒級/mm       入料/%     篩上物/%     篩下物/%
>0.25          40.01       82.26       0.22 
0.25～0.18     4.88         6.41       1.44 
0.18～0.125    17.01        8.55       24.11 
0.125～0.074    9.02        1.50       15.86 
<0.074          29.09       1.28       58.37 
合計 100.00 100.00 100.00

表2  振動弧形篩入料粒度組成
Tab. 2  Feed particle size distribution of Vibrating arc screen  80
粒級/mm       入料/%        篩上物/%       篩下物/%
>0.5          14.94          41.38          2.31 
0.5～0.25     15.04          29.08          6.46 
0.25～0.125   23.37          21.57          22.04 
0.125～0.074   7.18          2.22           10.43 
0.074～0.045   9.63          1.43           12.68 
<0.045         29.83         4.32           46.08 
合計 100.00  100.00  100.00

        由表1和表2可以看出，Derrick高頻振動細篩的篩上物中大于0.18mm的物料占本級的88.67%，小于0.18mm的細粒物料占本級的11.33%；而振動弧形篩篩上物中大于0.25mm的物料占到本級的70.46%，小于0.25mm的細粒物料占本級的29.54%，由此可以看出振動弧形篩的篩分效率較低。

        3.1 分級粒度

        根據表1和表2，通過格氏法計算這兩種設備處理細粒物料的分配率，然后繪制它們各自的粒度分配曲線見圖3。

圖3  設備配曲線 
Fig. 3   Distribution curve of the two equipments

        由圖3 可以看出，當分配率為50%時，Derrick高頻振動細篩的分級粒度為0.178mm，十分接近篩孔尺寸0.18mm；振動弧形篩的分級粒度為0.245mm，小于0.35mm；說明Derrick高頻振動細篩可以嚴格控制物料的篩分粒度，使接近篩孔尺寸的顆粒能夠高效的透篩，從而能夠最大限度的回收粗精煤，不僅保證了粗精煤的質量而且還提高了粗精煤的產量。

        3.2 篩分效率
        篩分效率是評定篩分過程進行的完全程度的技術指標[5]。理想的篩分效果是，比篩孔小的顆粒全部透篩而成為篩下產物，比篩孔大的顆粒全部不透篩而成為篩上產物，這時篩分效率就是率就是100%[6]。但是由于各種各樣的原因，篩分效率很難達到100%。篩分效率的公式由（1）、（2）和（3）計算。

         根據公式（1）、（2）和（2）計算，得到Derrick高頻振動細篩和振動弧形篩的篩分效果評定指標，見表3。

         表3  篩分效果評定指標

         由表3可以看出，Derrick高頻振動細篩的篩分效率高達80.40%。而振動弧形篩的篩分效率僅為41.15%，篩分效率遠低于Derrick高頻振動細篩。因此Derrick高頻振動細篩是細粒煤篩分分級的高效設備，它可以有效的脫除高灰細泥，從而使粗精煤的質量得到保障。

         3.3 總錯配物含量

         根據公式（4）、（5）和（6）計算，得到Derrick高頻振動細篩和振動弧形篩總錯配物含量，見表4。      

         表4  錯配物含量比較

              由表4可以看出，Derrick高頻振動細篩的總錯配物含量為55.41%，振動弧形篩的總錯配物含量為77.81%，比Derrick高頻振動細篩的總錯配物含量高出22.40個百分點，由此看出采用Derrick高頻振動細篩處理細粒物料時，粗細顆粒物料的錯配低。

    4 結論

    由以上的試驗數據可以看出：
（1）由顆粒的分配曲線可以看出，Derrick高頻振動細篩的篩分粒度0.178mm與實際的篩孔尺寸0.18mm十分接近，有利于顆粒的透篩，能很好的控制篩分粒度。而振動弧形篩的篩分粒度為0.245mm，使一部分低灰的精煤損失到篩下產物中，增加了下一分選環節的負擔。
（2）Derrick高頻振動細篩的篩分效率高達80.40%，而振動弧形篩的篩分效率僅達41.15%，遠低于Derrick高頻振動細篩的篩分效率。
（3）Derrick高頻振動細篩的總錯配物含量為55.41%，而振動弧形篩的總錯配物含量為77.81%；采用Derrick高頻振動細篩處理細粒煤時物料的錯配率低于振動弧形篩。

    綜上可以看出，采用Derrick高頻振動細篩處理細粒煤，分級效率高，物料的錯配率低，是選煤廠細粒煤分級的有效設備，具有廣闊的使用前景。

[1] 孫偉，沈麗娟，陳建中等.粗煤泥分選回收新技術集成在神火煤電股份有限公司選煤廠的應用[J].選煤技術，2010(1)：33-35.
[2] 沈麗娟，陳建中，胡言鳳.細粒礦物分級設備的研究現狀及進展[J].選煤技術，2010(3)：65-69.
[3] 周洪林.德瑞克高頻振動細篩在礦物分級和脫水中的應用 [J].金屬礦山，2002(7)：44-47.
[4] 張高峰.三產品旋流分級篩參數耦合規律的研究[D].徐州：中國礦業大學，2011.
[5] 郝鳳印.選煤手冊[M].北京：煤炭工業出版社，1993.
[6] 謝廣元.選礦學[M].徐州：中國礦業大學出版社，2005.
[7] 國家技術監督局，GB/T15716-1995.煤用篩分設備工藝性能評定辦法[S].

[中國礦業大學化工學院，江蘇徐州 221008]   常發軍   沈麗娟   孫再征

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