砂處理設(shè)備和選礦設(shè)備的聯(lián)系

費(fèi)云俠

（昆明高級(jí)技工學(xué)校，云南昆明 650033）

砂處理設(shè)備和選礦設(shè)備的聯(lián)系

費(fèi)云俠

（昆明高級(jí)技工學(xué)校，云南昆明 650033）

在對(duì)選礦設(shè)備和砂處理設(shè)備作系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)比研究的基礎(chǔ)上，結(jié)果表明兩者在破碎、碾磨、篩分、磁選、運(yùn)輸?shù)仍O(shè)備應(yīng)用上有很大的聯(lián)系，這為砂處理設(shè)備的改進(jìn)和研發(fā)創(chuàng)新提供了借鑒，進(jìn)而促進(jìn)舊砂再生技術(shù)的設(shè)備更新，推動(dòng)鑄造業(yè)向有利于節(jié)能減排的方向發(fā)展。

選礦設(shè)備；砂處理設(shè)備；節(jié)能減排；鑄造

0 前言

隨著礦產(chǎn)業(yè)的發(fā)展進(jìn)步，選礦設(shè)備也在不斷改進(jìn)更新。礦產(chǎn)品基礎(chǔ)的增強(qiáng)推動(dòng)加工工業(yè)的迅速發(fā)展，鑄造業(yè)也在不斷的改革創(chuàng)新，為了減少對(duì)環(huán)境的污染，減少對(duì)資源的浪費(fèi)，就必須考慮廢棄舊砂的回收問(wèn)題，因此舊砂處理設(shè)備也就隨之發(fā)展起來(lái)。通過(guò)對(duì)選礦設(shè)備和砂處理設(shè)備作的對(duì)比研究表明：兩者在破碎、碾磨、篩分、磁選、運(yùn)輸?shù)仍O(shè)備應(yīng)用上有很大的聯(lián)系。這為砂處理設(shè)備的改進(jìn)和研發(fā)創(chuàng)新提供了借鑒，進(jìn)而促進(jìn)舊砂再生技術(shù)的設(shè)備更新，推動(dòng)鑄造業(yè)向有利于節(jié)能減排的方向發(fā)展。

1 砂處理設(shè)備和選礦設(shè)備的聯(lián)系

選礦設(shè)備選礦的原理是通過(guò)礦物之間的不同的物理和物理化學(xué)性質(zhì)將礦石進(jìn)行分離的，一般過(guò)程有破碎、磁選、篩分、碾磨等，然后使有用礦物富集［1］1－4。

圖1 選礦流程圖和砂處理流程圖

從圖1選礦流程圖和砂處理流程圖中我們可以看出兩者的處理過(guò)程是類(lèi)似的，處理過(guò)程中都包含有運(yùn)輸設(shè)備、破碎設(shè)備、篩分設(shè)備、研磨設(shè)備等。不過(guò)兩者處理的對(duì)象不同，一個(gè)是礦業(yè)中的選礦工藝流程，一個(gè)是鑄造業(yè)中的砂處理流程，最終得到的產(chǎn)品分別是精礦、中礦、尾礦和再生砂，因此各設(shè)備在兩種流程中的各個(gè)環(huán)節(jié)的應(yīng)用目的不同，所以?xún)烧咧g還是有一定的差異。

1.1 破碎設(shè)備在砂處理與選礦兩者應(yīng)用中的聯(lián)系和區(qū)別

破碎在采礦中是指在能克服物料內(nèi)聚力的外力作用下，使大塊物或大顆粒的物料破碎成小塊物或小顆粒的過(guò)程。其目的是便于選礦、增加物料的比表面積、粒度分級(jí)、均化等。而砂處理中的破碎主要是指將大的砂塊、砂團(tuán)破碎為砂粒，主要克服砂粒之間的粘著力。其破碎的目的只是為了將砂團(tuán)砂塊散成砂粒，利于回收再利用。采礦設(shè)備用的破碎機(jī)種類(lèi)很多，有：顎式破碎機(jī)、圓錐破碎機(jī)、輥式破碎機(jī)等。砂處理設(shè)備所用的破碎機(jī)主要有振動(dòng)破碎機(jī)、回轉(zhuǎn)滾筒破碎機(jī)等。

砂處理破碎設(shè)備與選礦破碎設(shè)備的共同點(diǎn)是都要將大體積物體（礦物或砂團(tuán)）破碎為小體積小顆粒物體，工作原理也基本相同，差異是：1.對(duì)象不同。砂處理設(shè)備工作的對(duì)象是鑄造過(guò)程中的型（芯）砂塊（團(tuán)），選礦設(shè)備作用的對(duì)象是各種礦石、焦炭。2.克服的作用力不同。砂處理中只把砂塊（團(tuán)）破碎為砂粒，克服粘著力，而采礦過(guò)程中，克服的是各種物質(zhì)或元素之間的吸引力等。另外，選礦流程中的破碎過(guò)程分為粗碎、中碎、細(xì)碎，而砂處理過(guò)程中一般只經(jīng)過(guò)一次破碎就達(dá)到所需要求了。

在對(duì)砂處理破碎設(shè)備和選礦破碎設(shè)備對(duì)比之后發(fā)現(xiàn)，兩者之間有著緊密的聯(lián)系。砂處理破碎設(shè)備的設(shè)計(jì)改進(jìn)中，結(jié)合砂處理的特點(diǎn)，借鑒選礦設(shè)備的某些優(yōu)點(diǎn)，提高砂處理破碎設(shè)備的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益。

1.2 砂處理碾磨設(shè)備與選礦碾磨設(shè)備的區(qū)別與聯(lián)系

1.2.1 選礦碾磨設(shè)備

磨礦是礦石繼破碎過(guò)程的下一過(guò)程，是分選前準(zhǔn)備作業(yè)的重要組成部分。磨礦機(jī)械主要種類(lèi)有：球磨機(jī)、棒磨機(jī)、立式輥磨機(jī)等。球磨機(jī)的工作原理是通過(guò)筒體的轉(zhuǎn)動(dòng)作用促使物料筒內(nèi)的磨礦介質(zhì)（如鋼球、鐵球等介質(zhì)）產(chǎn)生一定規(guī)律性的運(yùn)動(dòng)，在磨礦介質(zhì)之間的的物料則受到介質(zhì)的撞擊、摩擦以及物料之間的碰撞、摩擦而磨削、破碎［2］98－111。立式輥磨機(jī)的工作流程（原理）如圖2所示［3，4］。

圖2 立式輥磨機(jī)工作流程圖

1.2.2 砂處理中的再生機(jī)械［5］154－179

舊砂再生是為了脫去砂粒表面包裹的薄膜，常用的再生方法有機(jī)械再生、熱法再生和機(jī)械熱法聯(lián)合再生，其中應(yīng)用最廣效果較好的再生法是機(jī)械再生?，F(xiàn)已使用的再生機(jī)械有：振動(dòng)再生機(jī)、鐵丸研磨再生機(jī)、磨輪再生機(jī)等。振動(dòng)再生機(jī)的工作原理是通過(guò)振動(dòng)源而提供激振力（砂子與砂子、砂子與容器壁之間的摩擦力與剪切力）使砂子上的粘結(jié)膜磨損，達(dá)到再生目的。鐵丸研磨再生機(jī)的工作原理是利用激振裝置給鐵丸傳遞運(yùn)動(dòng)所需的能量，在鐵丸之間的的舊砂則受到鐵丸的撞擊、摩擦以及舊砂之間的碰撞、摩擦而磨去舊砂表面的薄膜。磨輪再生機(jī)再生的機(jī)理較簡(jiǎn)單，是通過(guò)磨輪轉(zhuǎn)動(dòng)，將砂子與機(jī)壁相擠壓，在強(qiáng)力的摩擦、剪力作用下除去砂子表面的膜，達(dá)到再生目的。

1.2.3 磨礦機(jī)械和再生機(jī)械

選礦的磨礦機(jī)械和砂處理的再生機(jī)械兩者有緊密聯(lián)系。磨礦作業(yè)中的球磨機(jī)與舊砂再生中的鐵丸研磨再生機(jī)結(jié)構(gòu)相似，原理基本相同，都是通過(guò)鋼球或鐵棒來(lái)增加礦物的碾磨。它們之間的不同在于工作頻率不同，選礦作業(yè)中，要求球磨機(jī)、棒磨機(jī)工作頻率高，轉(zhuǎn)動(dòng)快、振動(dòng)激烈，以增大磨礦介質(zhì)對(duì)物料的研磨作用，而砂處理中的鐵丸研磨再生機(jī)是工作頻率要求控制在一定范圍之內(nèi)，頻率過(guò)小則達(dá)不到去除舊砂表面薄膜的目的，而過(guò)大則會(huì)磨碎砂粒，降低舊砂回收率，同時(shí)增加了砂處理中的除塵作業(yè)難度等。

磨礦設(shè)備的歷史悠久，而再生設(shè)備起步晚。因此，在砂處理再生設(shè)備改進(jìn)的過(guò)程中，有必要選擇性地借鑒磨礦設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)，從而達(dá)到提高舊砂再生效率和降低生產(chǎn)成本的目的。

1.3 磁選在選礦與砂處理中的應(yīng)用

磁選是利用不同礦物之間的磁性差異，在不均勻磁場(chǎng)中而使礦物分離的一種選礦方法。磁選法是隨著選礦技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展起來(lái)的，現(xiàn)已在金屬的精選和選別、非金屬礦石雜質(zhì)的脫除、重介質(zhì)選礦中磁性介質(zhì)的回收以及垃圾與污水的處理等方面廣泛應(yīng)用。磁選在砂處理設(shè)備中的應(yīng)用，只是簡(jiǎn)單借鑒采礦業(yè)中的磁選設(shè)備原理，去除鑄造過(guò)程在舊砂中遺留的飛邊、鐵豆（塊）等，后來(lái)逐漸應(yīng)用到混合舊砂中的有效粘土砂和失效粘土砂的分離［6］11。

1.4 選礦設(shè)備與砂處理設(shè)備中的篩分設(shè)備

兩者的工作原理基本相同，但選礦篩分設(shè)備可用于不同粒級(jí)礦石的篩分、去除礦物中的泥份等雜質(zhì)；砂處理篩分設(shè)備則是用在分離混入型（芯）砂中的雜物，此外，砂處理篩分設(shè)備對(duì)舊砂還有破碎和冷卻功能。

1.5 機(jī)械化運(yùn)輸設(shè)備

選礦中用到的輸送設(shè)備，在砂處理過(guò)程中也基本都可用到，如帶式輸送機(jī)、振動(dòng)輸送機(jī)等輸送設(shè)備。礦山運(yùn)輸設(shè)備的使用已有相當(dāng)長(zhǎng)的歷史，對(duì)使用過(guò)程中的安全事故的研究也比較深入。雖然砂處理過(guò)程中應(yīng)用的運(yùn)輸設(shè)備相對(duì)礦業(yè)中的運(yùn)輸設(shè)備，其安全度較高，但仍然存在安全隱患。因此，要借鑒礦業(yè)運(yùn)輸設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)，加快砂處理運(yùn)輸設(shè)備的更新改造，提高其安全使用性能。

2 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)砂處理和選礦兩種不同作業(yè)中所使用的設(shè)備對(duì)比，可以發(fā)現(xiàn)，兩者作業(yè)過(guò)程中有很多類(lèi)似或相同之處。如兩者都要經(jīng)過(guò)破碎、研磨、篩分等操作，且所用的設(shè)備原理基本相近。但由于兩者處理的對(duì)象不同，處理過(guò)程又各具特點(diǎn)，最終成品的要求存在很大的差別。如所需的機(jī)械力不同、鋼球大小、壁與刮板間隙等參數(shù)要求不同?？傊x礦設(shè)備歷史較悠久，對(duì)砂處理設(shè)備的發(fā)展，在操作機(jī)械的工作原理和結(jié)構(gòu)都上都提供了很多有益的借鑒，很大程度上推進(jìn)了砂處理設(shè)備向前發(fā)展。同時(shí)，隨著鑄造業(yè)日新月異的發(fā)展，砂處理設(shè)備在不斷的創(chuàng)新，也涌現(xiàn)出一批新技術(shù)新設(shè)備，這也為選礦設(shè)備的創(chuàng)新提供了新的途徑，有利于二者共同發(fā)展進(jìn)步。

［1］謝廣元.選礦學(xué)［M］.徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2001.

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TH122TG23

A

1671-8275（2012）03-0095-02

2012-01-07

費(fèi)云俠（1971-），女，安徽濉溪人，昆明高級(jí)技工學(xué)校講師。研究方向：機(jī)械類(lèi)的教學(xué)及研究。

訾興建