矿业筛分难题及定制化解决方案

2025-11-19

概要: 矿石(石英砂、铁矿、铜矿等)莫氏硬度达 6-7 级,颗粒冲击摩擦导致筛网短期内破洞、丝径变细,传统筛网使用寿命多在 1-3 个月,更换频繁(月均 2-4 次),更换成本高且影响生产连续性。

一、筛网磨损过快:耐磨材质 + 结构强化破解

核心痛点

矿石(石英砂、铁矿、铜矿等)莫氏硬度达 6-7 级,颗粒冲击摩擦导致筛网短期内破洞、丝径变细,传统筛网使用寿命多在 1-3 个月,更换频繁(月均 2-4 次),更换成本高且影响生产连续性。

针对性解决方案

材质升级:

常规耐磨场景:选用高锰钢(HRC55+)或加强型 316L 不锈钢,表面硬度较普通碳钢提高2-3 倍;

极端耐磨场景:采用 “不锈钢基材 + 碳化钨涂层” 或陶瓷复合材质,耐磨性能提高 10 倍以上;

结构优化:

定制双层 / 三层复合筛网(表层耐磨网 + 中层缓冲网 + 底层支撑网),分散冲击力,避免局部破损;

筛网边缘加装加厚钢框,网面四周满焊加固,防止边缘撕裂;

设备适配:

进料口加装导流缓冲装置(如弧形进料斗、橡胶缓冲垫),避免物料集中冲击网面;

选用三维复合运动轨迹设备(平面回转筛 / 椭圆振动筛),减少物料与网面的切削摩擦。

实战案例:某大型铁矿露天开采筛分项目

企业背景

年产 1000 万吨铁矿,主要进行露天开采 - 破碎 - 筛分全流程作业,筛分物料为铁矿原石(粒径 0-100mm),要求分级精度(10mm/20mm/50mm)。

核心痛点

传统高锰钢筛网寿命仅 2 个月,月更换成本 20 万元,频繁停机更换导致日均减产 800 吨,且筛网破损易混入大颗粒杂质,影响后续选矿效率。

落地方案

筛网:定制 “高锰钢基材 + 碳化钨涂层” 复合筛网(孔径 10/20/50mm),表面硬度 HRC65+,双层结构 + 钢框满焊;

设备:GLS-1848 型平面回转筛,三维运动轨迹(水平圆周 + 垂直抛掷),进料口加装橡胶缓冲垫;

工艺:优化筛分角度(18°),调整振动频率(960r/min),减少物料冲击。

实施成效

筛网使用寿命从 2 个月延长至 18 个月,更换频率减少 90%,年节省更换成本 216 万元;

日均产能从 9200 吨提高至 10000 吨,年增产 29.2 万吨,增收约 1460 万元;

大颗粒杂质混入率从 3% 降至 0.5%,选矿回收率提高 2%;

设备运行噪音≤75dB,较传统振动筛减少 15dB,改善作业环境。

二、物料堵塞频发:有效清网 + 工艺优化破解

核心痛点

煤炭、黏土矿、含泥矿石等物料湿度高(水分>15%)、粘性强,或颗粒级配不均(细粉占比>30%),导致筛网孔径 “搭桥” 堵塞,清网频率达每 2-4 小时 1 次,筛分效率骤降 50% 以上。

针对性解决方案

设备升级:

配置 “高频振动 + 气体反吹” 一体化设备,高频振动(1500-3000r/min)打破物料粘附力,反吹系统(0.6-0.8MPa)在线清网;

潮湿粘性物料选用弛张筛,网面高频弛张运动(800-1000 次 / 分钟),实现 “自清洁”;

筛网设计:

选用高开孔率(≤60%)斜纹编织网或冲孔网,网面光滑度提高50%,减少物料滞留;

粘性物料适配 “大孔径 + 细筛网” 组合,先去除大颗粒,再精细分级;

工艺预处理:

增设脱水环节(如振动脱水筛、烘干机),将物料水分降到  10% 以下;

细粉含量高的场景,采用 “粗筛→预脱泥→精筛” 三级流程,减少精筛负荷。

实战案例:某洗煤厂煤炭分选筛分项目

企业背景

年处理原煤 500 万吨,洗煤厂分选环节需对 - 50mm 原煤进行分级(6mm/13mm/25mm),物料水分 18-22%,含泥量 12%。

核心痛点

传统振动筛每 3 小时堵塞 1 次,日均清网耗时 4 小时,筛分效率仅 300 吨 / 小时,细煤泥粘附导致筛网糊孔,分级精度差(超标率 8%)。

落地方案

设备:定制 ZKC-2460 型弛张筛,网面弛张频率 900 次 / 分钟,配套气体反吹系统(0.7MPa);

筛网:高开孔率(58%)316L 冲孔网,孔径 6/13/25mm,网面经防粘处理;

工艺:增设振动脱水筛预处理,物料水分降到12% 以下,再进入弛张筛分级。

实施成效

堵塞频率从每 3 小时 1 次降到每周 1 次,清网时间减少 98%,日均多生产 8 小时;

筛分效率从 300 吨 / 小时提高到 500 吨 / 小时,年处理量提高到  600 万吨,增收 5000 万元;

分级精度超标率从 8% 降到 1.5%,精煤回收率提高 3%;

筛网糊孔率降到0.3%,使用寿命从 1.5 个月延长到6 个月,年节省成本 60 万元。

三、筛分精度与产能矛盾:规模化设备 + 准确控制破解

核心痛点

矿业规模化生产需求迫切(日处理量≥1 万吨),但单台设备处理量有限,多台并行导致场地占用大、能耗高;同时需保证分级精度(粒径偏差≤±5%),常规设备易出现 “过筛”“漏筛”。

针对性解决方案

设备集成:

定制多联式(2-6 联)密闭筛分系统,单套系统有效筛分面积≥10㎡,处理量达单台设备的 4-6 倍;

大处理量场景选用重型振动筛(筛面尺寸≥3.6m×7.5m),处理量可达 1000-1500 吨 / 小时;

精度控制:

筛网采用数控冲压 / 激光切割工艺,孔径公差≤±0.3mm,目数偏差≤±3%;

配备 PLC 智能控制系统,实时调节振动频率、振幅,根据物料特性动态适配;

结构优化:

筛面采用多层分级设计(2-3 层),一次完成多粒径分级,减少设备台数;

优化筛箱角度(15-20°)与流道设计,确保物料均匀分布,停留时间一致。

实战案例:某砂石骨料厂规模化筛分项目

企业背景

年产砂石骨料 800 万吨,需对破碎后 0-150mm 石料进行分级(5mm/10mm/20mm/40mm),要求单套设备日处理量≥1.2 万吨,粒径偏差≤±4%。

核心痛点

原 3 台振动筛并行处理,日处理量仅 8000 吨,场地占用 300㎡,能耗高(总功率 120kW),分级精度偏差达 7%,不合格骨料返工率 10%。

落地方案

设备:4 联式重型振动筛系统,单套筛面尺寸 4.2m×8.0m,有效筛分面积 13.44㎡;

筛网:数控冲压 316L 筛网,孔径 5/10/20/40mm,公差 ±0.2mm,三层分级设计;

控制:PLC 联动系统,实时监控振动参数(频率 800-1200r/min)、处理量及粒径分布。

实施成效

单套系统日处理量达 1.5 万吨,满足年产 800 万吨需求,设备台数从 3 台减至 1 台,场地占用减少 67%;

分级精度偏差稳定在 ±3%,不合格骨料返工率从 10% 降至 1.2%,年节省返工成本 320 万元;

系统总功率 85kW,较原方案节能 30.8%,年节省电费 126 万元;

实现连续化生产,人工干预减少 90%,运维效率提高。

四、耐腐性不足:耐腐材质 + 防腐工艺破解

核心痛点

有色金属矿山(铜矿、硫铁矿、铅锌矿)的矿石含酸性成分(pH≤4),或海边矿山含盐水侵蚀,常规筛网易出现点蚀、锈蚀、断裂,使用寿命不足 1 个月,且腐蚀产物污染矿石。

针对性解决方案

材质准确选型:

普通腐蚀场景:选用 316L 不锈钢(含钼 2-3%),耐酸碱性能较 304 提高 5 倍;

强腐蚀场景:选用 2205 双相钢(耐点蚀当量 PREN≥34)或哈氏合金,适配酸性矿石、含盐水工况;

防腐工艺强化:

筛网表面进行酸洗钝化处理,形成致密氧化膜,腐蚀速率减少 60%;

焊缝采用 “满焊 + 电解抛光” 工艺,处理焊接应力,避免焊缝成为腐蚀起点;

结构防护设计:

定制无焊缝一体成型筛网(如激光切割冲孔网),减少腐蚀节点;

设备采用全密封结构,配备防腐涂层(如聚脲涂层),避免设备本体腐蚀。

实战案例:某铜矿酸性矿石筛分项目

企业背景

年产 30 万吨铜矿,矿石含硫量 15%,筛分过程中遇水形成酸性矿水(pH=3-4),需对 0-80mm 矿石进行分级(10mm/30mm/50mm)。

核心痛点

传统 304 不锈钢筛网寿命仅 20 天,月更换成本 12 万元,腐蚀产物(铁氧化物)混入矿石,导致选矿药剂消耗增加 20%,铜回收率下降 1.5%。

落地方案

筛网:2205 双相钢一体成型冲孔网,孔径 10/30/50mm,表面酸洗钝化处理;

设备:全密封式振动筛,筛箱内壁喷涂聚脲防腐涂层,焊缝电解抛光;

辅助:设置矿水收集处理系统,避免矿水长期浸泡筛网。

实施成效

筛网使用寿命从 20 天延长至 180 天,更换频率减少 90%,年节省更换成本 132 万元;

腐蚀产物混入率降至 0.1% 以下,选矿药剂消耗减少 20%,年节省药剂成本 480 万元;

铜回收率从 88.5% 提高至 90%,年多回收铜 450 吨,增收约 3600 万元;

筛网经 1000 小时盐雾测试无锈蚀,适配酸性工况长期使用。

五、极端工况适配难:定制化设备 + 场景化方案破解

核心痛点

井下筛分面临防爆、狭小空间、高湿度(相对湿度≥90%)要求;高温焙烧后的矿石(温度≤600℃)筛分需耐高温;含大块杂质(粒径≥300mm)矿石易导致设备卡料、损坏。

针对性解决方案

井下防爆场景:

定制防爆型振动筛(符合 EX II BT4 防爆标准),电机、电气元件防爆认证,配备瓦斯检测联动装置;

采用紧凑型设计,适配井下狭小空间(小安装尺寸≤1.5m×2.5m),防护等级 IP65;

高温矿石场景:

选用 310S 不锈钢(耐温 1200℃)或耐高温合金筛网,设备密封件采用氟橡胶;

配备降温装置(如强制风冷),控制筛网表面温度≤300℃,避免材质老化;

大块杂质场景:

增设前置除大块装置(如棒条筛、颚式破碎机),先去除≥300mm 大块杂质;

设备采用加厚筛框、强化激振器,抗冲击强度提高 50%,配备卡料报警与自动清理功能。

实战案例:某煤矿井下筛分防爆项目

企业背景

年产 200 万吨煤矿,井下综采工作面需对 0-60mm 原煤进行分级(8mm/20mm),作业环境瓦斯浓度 0.3-0.8%,空间狭小(宽≤3m),相对湿度 95%。

核心痛点

普通振动筛无防爆功能,存在安全隐患;设备体积过大无法井下安装;高湿度导致筛网锈蚀快(寿命 1 个月),卡料频繁(日均 2 次)。

落地方案

设备:定制 FBZ-1842 型防爆振动筛,符合 EX II BT4 标准,配备瓦斯检测联动装置,体积 1.4m×2.3m×1.8m;

筛网:316L 不锈钢编织网,表面钝化防腐,边缘加强框;

功能:增设前置棒条除大块装置,配备卡料报警与气动清理功能,防护等级 IP65。

实施成效

设备通过煤矿安全认证,运行 1 年无安全事故,适配井下防爆、狭小空间需求;

筛网寿命从 1 个月延长至 6 个月,年节省更换成本 84 万元;

卡料频率从日均 2 次降至每月 1 次,停机时间减少 98%,日均增产 300 吨;

适应 95% 高湿度环境,无锈蚀损坏,运维成本减少 70%。

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