摘要：本文介绍了选矿厂细粒矿物筛分分级设备—Derrick高频振动细筛引入选煤行业的使用情况，阐述了Derrick高频振动细筛的结构和筛分分级原理。选煤厂的应用实践表明：Derrick高频振动细筛是细粒煤筛分分级的有效设备，能够严格控制筛分粒度；筛分效率高达80.40%，可高效的脱除粗精煤中的高灰细泥，保证了粗精煤的质量，提高了精煤的产量，给企业创造了良好的经济效益，是选煤厂细粒煤筛分分级的把关设备，在选煤行业具有广阔的应用前景。
Derrick高频振动细筛；振动弧形筛；筛分效率；分级粒度
随着采煤机械化的提高，原煤入洗比例中细粒煤含量不断增加,为了提高精煤产量和质量，选煤厂都纷纷增设了螺旋分选机、煤泥重介质旋流器和TBS干扰床等粗煤泥分选设备来提高这部分物料的分选精度，但是它们都有一定的分选下限，造成高灰细泥污染粗精煤的现象，影响粗精煤的质量。因此，这就需要高效的细粒煤筛分设备脱除粗精煤中的高灰细泥，提高精煤质量。而目前常用的粗精煤筛分设备主要是：Derrick高频振动细筛和振动弧形筛。可是现场实践表明： Derrick高频振动细筛处理细粒煤泥的分级效率明显高于振动弧形筛。在细粒煤处理方面，如果说粗煤泥分选设备解决了细粒煤回收的问题，而Derrick高频振动细筛的引进则从根本上消除了粗精煤分级的瓶颈问题。
1 Derrick高频振动细筛筛分分级原理
Derrick高频振动细筛为重叠式高频振动细筛[1]，主要有矿浆分配器、振动电机、给矿箱、筛网、机体和支撑平台六部分构成（见图1）。它是利用持续水流和高频振动的综合作用实现细粒物料的分级。在两片筛网之间配置有耐磨橡胶的洗矿槽，每台筛面根据需要配置1～3 个洗矿槽[2]。为使前一筛网已脱水的筛上产品在洗矿槽再造浆，喷淋装置直接向洗矿槽喷水，可以使筛上物在洗矿槽中重新造浆，固体颗粒彻底翻转和碎散，再经筛分使粗、细物料分离。通过多次洗矿、筛分和重复造浆，高频振动细筛的筛上产品完全满足所需的粒度规格。
1-矿浆分配器；2-给矿箱；3-机体；4-振动电机；5-筛网；6-支撑平台
图 1 Derrick高频振动细筛工作原理示意图 50
Fig. 1 Schematic diagram of operational principle of Derrick high frequency vibrating fine screen
图 2 粗煤泥回收工艺流程图 60
Fig. 2 Flow sheet of coarse slime recovery
3 筛分分级效果评价
现场生产实践表明，螺旋分选机和TBS干扰床等粗煤泥分选设备对于0.20mm或0.125mm以下0.125mm以下的物料分选精度较差，因此在实际的生产中Derrick高频振动细筛的筛孔尺寸一般选用0.18mm脱泥；而振动弧形筛由于曲率的原因，往往采用0.35mm 的筛孔进行脱泥分级。表1是现场对Derrick高频振动细筛的入料采样后进行的筛分试验；表2是现场对振动弧形筛的入料采样后进行的筛分试验。
表1 Derrick高频振动细筛入料粒度组成
Tab. 1 Feed particle size distribution of Derrick high frequency vibrating fine screen
粒级/mm 入料/% 筛上物/% 筛下物/%
>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
合计 100.00 100.00 100.00
表2 振动弧形筛入料粒度组成
Tab. 2 Feed particle size distribution of Vibrating arc screen 80
粒级/mm 入料/% 筛上物/% 筛下物/%
>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
合计 100.00 100.00 100.00
由表1和表2可以看出，Derrick高频振动细筛的筛上物中大于0.18mm的物料占本级的88.67%，小于0.18mm的细粒物料占本级的11.33%；而振动弧形筛筛上物中大于0.25mm的物料占到本级的70.46%，小于0.25mm的细粒物料占本级的29.54%，由此可以看出振动弧形筛的筛分效率较低。
3.1 分级粒度
根据表1和表2，通过格氏法计算这两种设备处理细粒物料的分配率，然后绘制它们各自的粒度分配曲线见图3。
图3 设备配曲线
Fig. 3 Distribution curve of the two equipments
由图3 可以看出，当分配率为50%时，Derrick高频振动细筛的分级粒度为0.178mm，十分接近筛孔尺寸0.18mm；振动弧形筛的分级粒度为0.245mm，小于0.35mm；说明Derrick高频振动细筛可以严格控制物料的筛分粒度，使接近筛孔尺寸的颗粒能够高效的透筛，从而能够最大限度的回收粗精煤，不仅保证了粗精煤的质量而且还提高了粗精煤的产量。
3.2 筛分效率
筛分效率是评定筛分过程进行的完全程度的技术指标[5]。理想的筛分效果是，比筛孔小的颗粒全部透筛而成为筛下产物，比筛孔大的颗粒全部不透筛而成为筛上产物，这时筛分效率就是率就是100%[6]。但是由于各种各样的原因，筛分效率很难达到100%。筛分效率的公式由（1）、（2）和（3）计算。
根据公式（1）、（2）和（2）计算，得到Derrick高频振动细筛和振动弧形筛的筛分效果评定指标，见表3。
表3 筛分效果评定指标
由表3可以看出，Derrick高频振动细筛的筛分效率高达80.40%。而振动弧形筛的筛分效率仅为41.15%，筛分效率远低于Derrick高频振动细筛。因此Derrick高频振动细筛是细粒煤筛分分级的高效设备，它可以有效的脱除高灰细泥，从而使粗精煤的质量得到保障。
3.3 总错配物含量
根据公式（4）、（5）和（6）计算，得到Derrick高频振动细筛和振动弧形筛总错配物含量，见表4。
表4 错配物含量比较
由表4可以看出，Derrick高频振动细筛的总错配物含量为55.41%，振动弧形筛的总错配物含量为77.81%，比Derrick高频振动细筛的总错配物含量高出22.40个百分点，由此看出采用Derrick高频振动细筛处理细粒物料时，粗细颗粒物料的错配低。
4 结论
由以上的试验数据可以看出：
（1）由颗粒的分配曲线可以看出，Derrick高频振动细筛的筛分粒度0.178mm与实际的筛孔尺寸0.18mm十分接近，有利于颗粒的透筛，能很好的控制筛分粒度。而振动弧形筛的筛分粒度为0.245mm，使一部分低灰的精煤损失到筛下产物中，增加了下一分选环节的负担。
（2）Derrick高频振动细筛的筛分效率高达80.40%，而振动弧形筛的筛分效率仅达41.15%，远低于Derrick高频振动细筛的筛分效率。
（3）Derrick高频振动细筛的总错配物含量为55.41%，而振动弧形筛的总错配物含量为77.81%；采用Derrick高频振动细筛处理细粒煤时物料的错配率低于振动弧形筛。
综上可以看出，采用Derrick高频振动细筛处理细粒煤，分级效率高，物料的错配率低，是选煤厂细粒煤分级的有效设备，具有广阔的使用前景。
[1] 孙伟，沈丽娟，陈建中等.粗煤泥分选回收新技术集成在神火煤电股份有限公司选煤厂的应用[J].选煤技术，2010(1)：33-35.
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[3] 周洪林.德瑞克高频振动细筛在矿物分级和脱水中的应用 [J].金属矿山，2002(7)：44-47.
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[5] 郝凤印.选煤手册[M].北京：煤炭工业出版社，1993.
[6] 谢广元.选矿学[M].徐州：中国矿业大学出版社，2005.
[7] 国家技术监督局，GB/T15716-1995.煤用筛分设备工艺性能评定办法[S].
[中国矿业大学化工学院，江苏徐州 221008] 常发军 沈丽娟 孙再征
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