2018年度河北省科學技術(shù)獎申報項目公示

項目名稱：有用礦物解離精選工藝中的細粒物料篩分設備應用及推廣

提名單位：唐山市科學技術(shù)局

項目簡介：

該項目屬于選礦技術(shù)學科，隨著礦產(chǎn)資源的大規(guī)模持續(xù)開采利用,在黑色金屬選礦領(lǐng)域中,磨礦分級工藝在選礦廠生產(chǎn)中尤為重要,與精礦產(chǎn)量緊密相連,在整個選礦工藝中占有十分重要的地位，細粒物料的篩分是保證精礦品位及回收效率的重要步驟，近年來唐山陸凱科技有限公司設計研究中心, 為改善提高磨礦分級效率以探討磨礦分級新工藝為目的,對各種類型篩分設備進行了科技攻關(guān),經(jīng)過不懈的研究,獨立研制成功了細粒物料系列篩分產(chǎn)品,提高了選礦廠的產(chǎn)品質(zhì)量和處理能力。

該項目研究成果解決了大型細粒篩分設備篩分效率低，單機處理量不足，能耗大的技術(shù)難題，通過改善篩機的結(jié)構(gòu)，優(yōu)化工作原理，延長了篩機的使用壽命，降低了功耗，提高了篩分設備的篩分效率，為應用現(xiàn)場減少了生產(chǎn)成本，提高了經(jīng)濟效益。

細粒物料篩分分級是現(xiàn)代礦業(yè)物料生產(chǎn)加工的普遍需求,該項目系列產(chǎn)品在冶金選礦、煤炭洗選、建材、玻璃、石油化工、輕工陶瓷、制磚、造紙、制藥、制鹽、食品等行業(yè)都有很大的需求,主要用于細粒物料的干、濕法篩分、分級、脫水、脫泥、隔粗等作業(yè)。

該項目在研究與實施過程中，主要創(chuàng)新成果如下：

1．研發(fā)了一種由電磁振動為動力源的高頻振動篩分設備,由激振器作為動力源驅(qū)動振動系統(tǒng)，振動強度可達8~10倍重力加速度，有效加強細粒物料的透篩。激振器使振動系統(tǒng)中振動帽產(chǎn)生振動，從而使托在振動帽上的篩網(wǎng)產(chǎn)生振動，實現(xiàn)篩網(wǎng)振動而篩箱基本不動，篩箱彈性安裝在機架上，且機架下面的橡膠減震器以及篩箱與機架的二次減震系統(tǒng)進一步減小了對基礎的動載荷，所以可以近似認為只有靜載而無動載，有效延長了電磁振動篩的使用壽命。

2. 發(fā)明了一種具有近流態(tài)化床層的干法選煤系統(tǒng),應用分選床振動對床層物料的拋擲運動與分選床下恒壓風與脈動風三者的有效結(jié)合，在分選床面上形成均勻松散和穩(wěn)定的近流態(tài)化床層，為原煤在分選過程中按密度分層創(chuàng)造了有利條件。分選床的振幅與頻率、給料量、排料量、送風量及脈動風的脈動頻率等參數(shù)均能實現(xiàn)無級調(diào)整?？蛇m應不同原煤煤質(zhì)特性對分選工藝參數(shù)進行有效組合。用同位素密度儀進行分選床物料層密度在線測控（閉環(huán)數(shù)字控制），提高分選精度。

3．研發(fā)一種可大型化，低能耗的大幅搖振篩分設備,大幅搖振篩改變了傳統(tǒng)搖振篩支撐裝置直接作用于篩箱底部的支撐結(jié)構(gòu)，篩箱部件一端以軸承鉸接，另一端通過鋼絲懸掛在兩個支撐部件上。驅(qū)動機構(gòu)布置在篩機側(cè)面驅(qū)動，解決了因支撐造成的無用功耗，同時可實現(xiàn)搖振篩大型化設計。而驅(qū)動裝置采用電機和減速機配合，可實現(xiàn)低轉(zhuǎn)速高扭矩的輸出，進而降低驅(qū)動裝置功耗。

4.研發(fā)了一種可強制布料，提高篩分效率的篩分設備,疊層振動篩由多層篩箱重疊布置構(gòu)成，給料箱和篩機高差大，物料流速快，布料不均，嚴重影響篩分效果。疊層篩給料箱內(nèi)部設置布料板和壓料板，布料板采用鋸齒型可強制物料均勻分布于整個給料箱的同時，可有效降低高差造成的物料流速，而經(jīng)過5mm橡膠布料板時可進一步降低物料流速使之緩慢通過篩網(wǎng)。疊層篩篩面支撐結(jié)構(gòu)采用弧形設計，中間高，兩邊低，可使物料進行二次布料。進一步提高物料接觸篩面的幾率和接觸時間，從而提高篩分效果。

5. 研發(fā)了數(shù)字控制系統(tǒng)和基于PLC的遠程集控系統(tǒng),研制數(shù)字控制篩分系統(tǒng)的控制裝置，開發(fā)了基于tcp/ip通信協(xié)議的超遠程控制系統(tǒng)。達到篩分系統(tǒng)工藝參數(shù)的計算機管理，可納入選礦流程的遠程集中控制，可進行遠程通訊控制。同時具有瞬間強振功能，可以隨時清理篩網(wǎng)，減少網(wǎng)孔堵塞，提高篩分效率。通過調(diào)整電流的大小，便可隨時調(diào)節(jié)振幅。針對不同用途研制多種不同類型的篩機電控柜。

主要創(chuàng)新點：

1．研發(fā)了一種由電磁振動為動力源的高頻振動篩分設備。

2．發(fā)明了一種具有近流態(tài)化床層的干法選煤系統(tǒng)。

3．研發(fā)一種可大型化，低能耗的大幅搖振篩分設備。

4．研發(fā)了一種可強制布料，提高篩分效率的篩分設備。

5．研發(fā)了數(shù)字控制系統(tǒng)和基于PLC的遠程集控系統(tǒng)。

主要完成單位及其貢獻：

項目研究與產(chǎn)業(yè)化過程中，唐山陸凱科技有限公司作為項目的承擔單位，提供了研發(fā)設備和匹配的研究資金，配備了高素質(zhì)的研發(fā)人員，組建了一支作風過硬、技術(shù)領(lǐng)先的科研團隊，同時還對項目進行了有效的科研管理，為項目的順利完成及產(chǎn)業(yè)化示范提供了物質(zhì)、人員、技術(shù)、管理等方面的保障。

該項目的實施不僅提高了企業(yè)高效篩分技術(shù)研究、篩分技術(shù)理論、新產(chǎn)品研發(fā)整體技術(shù)水平，并獲得了多項自主知識產(chǎn)權(quán)，滿足了礦山企業(yè)在有用礦物解離精選工藝中對細粒物料篩分設備的智能化、可靠性、高效性的迫切需求，同時也促進了細粒物料篩分設備行業(yè)的發(fā)展，推動行業(yè)領(lǐng)域技術(shù)進步。

推廣應用及經(jīng)濟社會效益情況：

該項目獲得授權(quán)發(fā)明專利1項，實用新型專利9項，因國內(nèi)沒有行業(yè)企標，故發(fā)布企業(yè)標準3項。

有用礦物解離精選工藝中的數(shù)字控制篩分系統(tǒng)在全國32個省、市、自治區(qū)近三年累計推廣880臺套，新增銷售收入14491.37萬元，新增利潤970.93萬元。在首鋼礦業(yè)公司、酒泉鋼鐵集團、鞍山鋼鐵集團有限公司、太原鋼鐵集團有限公司、包頭鋼鐵集團有限公司、本鋼集團有限公司、石寶鐵礦集團、攀鋼集團有限公司、河北鋼鐵集團、遼寧首鋼硼鐵有限公司等選礦、選煤、建材大中型礦業(yè)企業(yè)的物料干、濕法篩分、分級和脫水處理作業(yè)進行應用，目前市場占有率85%以上，年累計處理礦石55億噸。

據(jù)統(tǒng)計礦山企業(yè)在使用有用礦物解離精選工藝中的細粒物料篩分設備，可平均提高鐵精粉品位1.2個百分點。