1、矿石性质
鲁南矿业公司开采的铁矿石为沉积变质鞍山式贫磁铁矿，采出品位29.00%~30.00%，主要铁矿物为磁铁矿、假象赤铁矿、半假象赤铁矿及褐铁矿；主要脉石矿物为石英、铁闪石、普通角闪石等。在磁铁矿颗粒中常嵌有脉石矿物和少量的磁黄铁矿、黄铁矿、黄铜矿的小包裹体，而且这种包裹体不易解离。磁铁矿是主要回收矿物，多呈半自形、自形或他形集合体产出。磁铁矿分布在两种条带中，在以铁矿物为主的条带中，磁铁矿粒度较粗，一般在0. 014一0.31 mm，较大颗粒可达0.33~0.57 mm，细小的为0.001～0.007 mm；以脉石为主条带中的磁铁矿多为细粒浸染在脉石矿物中，粒度为0. 002~0.036 mm。
2、原有流程和主要技术指标
2.1原有流程
鲁南矿业公司选矿厂工艺流程在原设计的基础上，经过各方面专家多年的不断探索与努力，逐步形成了阶段磨矿、阶段选矿、细筛返回再磨、高频振动细筛与三段磨矿形成闭路、磁选精矿再浮的多段选别工艺流程，选厂原有7台球磨机，分配为3:2:2。一段磨矿采用∮2700 mm×2100 mm格子型球磨机，二段采用∮2700 mm×2100 mm溢流型球磨机，三段采用1台∮2700 mm×2100 mm溢流型球磨机和l台∮2100 mm x4500 mm溢流型球磨机。三段2台球磨机总功率为560 kW，配套衬胶泵功率55kW。三段磨选电耗为16.8 kW- h/t。
三段筛分采用4台GPS型高频振动细筛和2台尼龙平面细筛，装机总功率12 kW。高频振动细筛的不锈钢筛网易堵孔、漏矿和破损，补加水量大，且使用寿命不到1个月，最短寿命不足10 d。尼龙平面细筛堵孔严重，需要大量的补加水，筛网易变形，筛分精度低。三段筛分给矿细度为85%-200目，给料浓度40%；筛上粒度60%-200目，浓度60%；筛下粒度大于93%-200目，浓度35010。筛上产率高达70%以上，筛下产率仅30%，筛分量效率仅30%左右，因而三段球磨机时有“涨肚”现象发生。
2.2主要技术指标
2003年原矿处理能力为96.6万t/a，精矿产量26. 06万t/a。改造前2003年主要技术指标见表1。
2.3存在的主要问题
(1)筛分效率低，致使三段磨矿能力显得不足，限制了铁精矿产量提高。
(2)筛网堵孔、漏矿现象较严重，筛网寿命短，更换频繁，严重影响入浮粒度和生产的正常进行。
(3)由于单台设备的筛分能力很低，导致设备台数较多，维检工作量大，运行成本较高。
(4)部分矿石过磨产生泥化，增加磨矿电耗，并影响浮选效果、综合回收率和铁精矿品位。
3、扩建改造方案的制定和实施
3.1改造方案
采取措施：一段由3台球磨机增加到4台球磨机，增加一段磨矿的处理能力；三段改由德瑞克高频振动细筛控制分级，以提高筛分效率和确保人浮产品粒度。改造后设计厂房内磨机配比为4：2:2，预计扩建后铁精矿产量从26万t/a提高到30万t/a。
3.2试验指标
为确保德瑞克高频振动细筛对鲁南矿业公司矿石性质的适用性，委托DERRICK公司对二段磨矿筛下产品进行了筛分试验，本次筛分试验的主要目的是考察高频振动细筛的筛分效率以及不同筛孔尺寸和不同给矿浓度下的筛分效果。
(1)德瑞克实验室筛分结果。二段磨矿筛下产品筛分结果如表2所示。
从表2可见，当给料浓度为49. 1010时，筛下产率最高；当筛网孔径变大，筛分效率增高。
(2)工业性试验结果。根据高频振动细筛给矿作业产率r= 73. 72%以及球磨机最大处理量160t/h，可知需配置处理能力为160 t/h x 73.720/0=117.95 t/h的高频振动细筛。初选l台德瑞克2SG48 -60W -5STK 5路重叠式高频振动细筛，经德瑞克筛分试验确认的筛分能力为120 t/h。筛网采用德瑞克专利所有的SWG48 - 30DF120夹层防堵不锈钢筛网（0.09 mm分级）。工业试验考察结果如表3所示，其中给矿细度指- 200目粒级的百分含量。
从表3可见，给料浓度在50%时，筛分效果最佳。结论基本与实验室试验一致。但从总体上看，工业性试验的筛分效率略比实验室的筛分效率低。根据观察分析，主要原因是在工业生产上矿浆中含有大量的矿泥，使用一段时间后，便在筛网表面结垢，堵塞筛孔，从而影响筛分效率。给矿细度的高低对筛分效果有直接影响，从实验室结果可以看出，给矿细度越高，筛分效率越高。
另外，通过观察发现，处理矿量接近高频振动细筛生产能力时，闭路考察浓度对高频振动细筛筛分效率的影响很有必要。因为给矿的干矿量一定时，浓度越高，矿浆在筛面上停留的时间越长；浓度越低，矿浆在筛面上停留的时间越短。单从生产中的观察情况来看，给矿浓度在55%左右时的筛分效率和筛下细度都是比较理想的。
3.3德瑞克重叠式高频振动细筛主要技术特性
(1)多路重叠式布置。料浆经分配器同时向5路重叠式并联布置的筛分单元供应料浆，5路的筛上产物合并进入筛上产品受料斗，5路的筛下产物合并进入筛下产品溜槽。
(2)强力双振动器配置。可产生直线和7.3g（一般振动器产生4—5g）重力加速度的强力振动，使该细筛特别适合细粒或微细粒物料的筛分。
(3)浮动式振动筛框和全封闭式振动器结构。经浮动橡胶弹簧传递给固定筛框的动负荷仅3%~5%，即振动力的95qo~97%全部转化为筛分所需的振动力。安装筛机时不需考虑基础承受的动负荷，距离筛机1m处振动噪音在85 dB以下。
(4)耐磨聚酯筛网和防堵夹层不锈钢筛网的专利设计。既防止筛网堵孔，又延长筛网寿命，且实现高浓度筛分。
3.4安装调试
依据原有分级条件需要矿石细度达到- 200目大于93%，选用德瑞克SWC48 - 30DF120夹层防堵金属筛网（0.09 mm分级）。实际运行一段时间，发现筛分效率提高，允许磨矿粒度变粗，- 200目含量无需大于93%。由此试用国产0.125 mm不锈钢普通筛网，- 200目仅需90%即可达到预期的选别效果。由于筛孔扩大和筛分效率提高，三段磨机循环量大大降低，在2004年5月停了1台三段磨机，仍然满足扩产产量的要求。
由于国产普通不锈钢金属筛网易堵孔，寿命不足30 d，2004年3月8日开始安装德瑞克TH48 -30X0.15MT（0.15 mm条缝孔）和TH48 - 30XO.10MT(0.10 mm条缝孔)耐磨防堵聚酯筛网，使用寿命高达9个月以上，大大降低了运行维护成本。
4、现有工艺流程和主要技术指标
(1)现有工艺。为使用1台Demck高频振动细筛代替现有的平面筛和GPS高频振动细筛，在保证原则流程不变的情况下，对工艺稍作了调整，前后对比见图1、图2。
(2)主要技术指标。该项目完成后，一段增加1台西2700 mm×2100 mm溢流型球磨机，二段不变，三段磨矿仅用1台∮2100mm×4500 mm溢流型球磨机，三段控制分级用l台德瑞克2SG48 -60W - SSTK重叠式高频振动细筛代替原有的4台GPS高频振动细筛和2台平面筛。德瑞克高频振动细筛装机总功率3. 75 kW，5路料浆分配器分配均匀，溢流式给料箱实现了筛面的均衡布料，操作维护简便。目前三段仅需1台球磨机和配套衬胶泵，功率分别为280 kW和55 kW。由于筛分效率提高，循环负荷降低，停运了1台磨机和配套衬胶泵，三段磨选电耗仅为9.15 kW．h/t。
2004年处理原矿96. 22万t/a，铁精矿粉产量29万t/a。2004年主要生产指标见表4。
(3)应用效果。①改善了矿石过磨现象和入浮粒度组成，为浮选选别创造了较好的条件，金属回收率提高了5个百分点；②三段磨机单机磨矿能力显著提高，仅需1台磨机和1台循环衬胶泵即可；③筛分效率高，筛网不堵孔，寿命长达9个月以上，筛网单位面积筛分能力高达15L／(1112“)；④降低三段吨矿磨选电耗45%以上，由从前的16.8 kW．h/t降为现在的9. 15 kW．h/t;⑤由于筛分效率提高，流程中矿浆循环量明显减少，减少了金属流失，也是金属回收率大幅提高的主要原因。
5、结论
(1)德瑞克重叠式高频振动细筛的高效分级是此次技改扩产成功的可靠保证，第三段磨机能力提高50%以上。铁精矿产量从2003年的26万Ua提高到目前的29万t/a。
(2)该台德瑞克5路重叠式高频振动细筛，在给料量高达120 Uh时，最低分级效率仍保持在70%以上。耐磨聚酯筛网不堵孔，不结垢，寿命高达9个月以上，使用方便，维护简单。
(3)实现扩产目标，并停运了1台球磨机和循环胶泵，减少装机功率340 kW。三段磨选电耗由从前的16.8 kW．h/t降为现在的9.15 kW．h/t，节能效果非常显著。年节省电费120万元，钢球和衬板费用40万元。减少4个作业人员。
(4)改善了矿石粒度结构，铁精矿- 200目粒级从原来的93%下降到90%，矿石泥化得到抑制，创造了更好的人浮选别条件。金属回收率从原有68.65%提高到74.07%，提高了5.42个百分点。
(5)扩产铁精矿(3—4)万t/a，企业每年可新增纯利润l 300~1 500万元，投入产出回报非常丰厚。目前正在计划推广到二段磨矿分级系统，取代二段现有的尼龙平面细筛，实现进一步的扩产和节能降耗。
