充气浮选机在选矿厂的应用研析

论文导读：全部改用充气浮选机。原矿性质。前几年由于处理矿量逐年增加。铜回收率：92.57%。回收率，充气浮选机在选矿厂的应用研究与实践。
关键词：充气浮选机，原矿性质，处理矿量，回收率

　　中国有色集团抚顺红透山矿业有限公司（原红透山铜矿）已具有50年的生产经历，为采、选、冶联合企业。目前，矿山保有地质储量900万吨，选矿各项经济技术指标都达到了历史较好水平，铜回收率：92.57%；锌回收率：73.22%；硫回收率：73.50%。前几年由于处理矿量逐年增加，矿石性质随着开采深度的变化也发生着变化，原浮选设备已不适应选别工艺的要求，导致生产指标下降。通过对充气式浮选机的研究和原浮选设备的对比分析，铜、锌、硫浮选设备全部改用充气机械搅拌式浮选机，提升了设备装备水平，改善了技术作业条件，使三种产品的回收率得到大幅度提高，取得了较好的经济效果。
　　1 原矿性质
　　抚顺红透山矿业有限公司为典型的铜、锌多金属硫化矿石，矿床类型为中温热液充填交代矿床，并以充填为主交代为辅。
　　矿石中主要金属矿物有黄铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿和闪锌矿等，主要脉石矿物有绿泥石、石英、绢云母、透闪石、角闪石、绿帘石和方解石等。
　　矿石中铜、锌与铁的硫化物致密共生，闪锌矿、黄铜矿沿黄铁矿裂隙充填交结，具有交代溶蚀作用，黄铜矿呈点滴状分布在闪锌矿中，矿石中的黄铜矿、闪锌矿、磁黄铁矿嵌布紧密。黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿、磁黄铁矿均赋存于石英—绢云母片麻岩中。毕业论文，回收率。毕业论文，回收率。黄铁矿、闪锌矿、磁黄铁矿以粗粒为主，黄铜矿以细粒为主，粗粒较少。金属矿物嵌布极不均匀。
　　2生产工艺流程
　　抚顺红透山矿业有限公司选矿厂采用的是两段磨矿、优先浮选工艺流程，即两段连续磨矿、优先选铜、铜尾选锌、锌尾选硫的优先浮选工艺。此工艺于1991年7月改造并投入运行后，比较适合选矿厂的选矿生产。经过几次局部改造后，各项技术指标都取得了较好的效果。工艺流程详见图—1
　　
　　工艺流程图图—1
　　3 改造前存在的问题
　　优先选铜浮选工艺的最初设计生产能力1400t/d，为了发挥规模效益，以适应市场经济的发展，选矿厂的处理矿量逐年增加，由优先浮选改造之初的40多万吨／年扩大到60多万吨／年。处理矿量的增加造成浮选设备生产能力不足，导致原有的设备配置与生产作业量不匹配，进而导致选矿工艺条件达不到要求，最终影响选矿生产指标，通过对前几年的指标统计分析（见表—1）可说明浮选时间短和浮选设备生产能力的不足。
　　历年来主要技术指标统计 表－1
　　

为了解决铜回收率低的问题，在95年进行了一次延长选铜浮选时间的改造，增加四台10m3机械搅拌式浮选机，延长浮选时间10分钟，铜回收率比上年提高1％。2001年以后，由于铜原矿品位的上升，使铜回收率有所提高。
　　3.1 铜尾产品考查分析
　　对不同处理矿量条件下铜尾矿镜下考查结果见表－2。
　　铜尾单体解离测定结果表－2
　　

铜尾对比分析表明：给矿量大时，铜尾单体损失增加，充分说明浮选时间不足和浮选机效率低，不能充分回收单体铜，采用高效浮选机和延长浮选时间是回收单体铜的有效途径。
　　3.2 原机械搅拌式浮选机的缺点
　　在引用充气式浮选机之前，浮选设备一直使用老式的机械搅拌式浮选机。通过多年的生产实际，发现该浮选机存在很多缺点：1）浮选机底部存在一定的死区，矿浆不循环，根据实测，处理能力降低10%左右，效率较差；2）矿浆循环性能差，矿化程度低；3）液面不稳定，4）充气量小，泡沫层薄；5）能耗较高。因此，原机械搅拌式浮选机已不适应目前的生产工艺，是影响技术指标的主要原因。
　　4充气式浮选机的结构及特点
　　北京矿冶研究总院经过多年的研制，生产出了新式充气机械搅拌式浮选机，分别是XCF和KYF两种浮选机。在多家矿山应用后，取得了较好的经济效果。
　　4.1 结构特点
　　XCF和KYF浮选机是充气搅拌式浮选机的一种，该浮选机采用“U”型槽体、空心轴充气和悬挂定子，尤其是采用了一种新式叶轮。毕业论文，回收率。这是一种叶片后倾一个角度的锥形叶轮，类似于高比转速的离心泵轮，扬送矿浆量大、压头小、功耗低且结构简单。在叶轮腔中还装置了多孔圆筒形空气分配器，使空气能预先均匀地分散在叶轮叶片的大部分区域，提供了较大的矿浆空气接触界面。
　　4.2 工作原理
　　在浮选机工作时，随着叶轮的旋转，槽内矿浆从四周经槽底由叶轮下端吸到叶轮叶片之间，同时，由鼓风机给入的低压空气经风道、空气调节阀、空心主轴进入叶轮腔的空气分配器中，通过分配器周边的孔进入叶轮叶片间，矿浆与空气在叶轮叶片间进行充分混合后，从叶轮上半部周边向斜上推出，由安装在叶轮四周斜上方的定子稳定和定向后，分散到整个槽子中。气泡上升到泡沫稳定区，经过富集过程，泡沫由刮板挂出，进入泡沫槽。还有一部分矿浆向叶轮下部流去，再经叶轮搅拌，重新混合成矿化气泡，剩余的矿浆流向下一槽，直到最终成为尾矿。
　　4.3 设备的优点
　　①、充气量大，气体弥散均匀；②、能耗低，节能显著，比一般浮选机可节电30%-50%；③、结构简单，易于维修； ④、矿浆循环性能好，药剂消耗少；⑤、叶轮起离心泵作用，使固体在槽内保持悬浮状态；⑥、停车后不放矿亦可以顺利启动；⑦、具有先进的矿浆液面控制系统，便于操作和调节；⑧、U型槽体，减少短路循环。
　　5 充气式浮选机的应用
　　通过多次技术论证和分析，将原浮选设备改为XCF和KYF充气机械搅拌式浮选机的改造方案，在技术上是可行的，在经济上是合理的，利用两年的时间，先后对铜浮选设备、锌浮选设备和硫浮选设备进行了更新换代，全部采用了XCF和KYF充气机械搅拌式浮选机。
　　5.1 铜浮选设备改造方案
　　将原有18台粗扫选浮选机全部拆除，新安装20台10m3充气浮选机，增加2台，形成每个系列4:3:3配置方案，即更新了设备又延长了浮选时间。
　　铜浮选改造投入生产后，浮选时间得到延长，强化了选别过程。同时充气式浮选机空气分散好，浮选液面稳定，这些特点有利于技术指标的提高。投产以来运行稳定，同期对比，铜回收率提高1.26%，铜精矿质量也相应提高，统计指标见表－3。毕业论文，回收率。
　　铜浮选改造前后指标对比 表－3
　　

1）指标效益
　　54(万吨)×1.626%×1.26%×2.5万元＝276万元
　　2）备件费
　　改造后每年多消耗四套水轮盖板,增加备件费2.4 万元。
　　3）电费
　　改造后铜浮选增容119kw，每年增加电费:
　　119×24时×340天×75%×0.4元/度=29.1万元。
　　与前期相比，多收铜含量110吨，年多创效益244.5万元，取得显著成绩。毕业论文，回收率。另外，充气式浮选机易损件少，检修方便，维护费用低。
　　5.2 锌、硫浮选设备改造方案
　　根据铜浮选设备改造成功方案，对锌、硫浮选设备进行改造。将原有的锌浮选23台浮选机全部拆除，安装充气式浮选机25台形成粗扫选4：2：2配置；硫浮选部分，粗选区不动，扫选11台机械式浮选机更换为12台充气式浮选机，形成粗、扫选每个系列4:2:2配置方案。
　　锌、硫浮选设备改造投入生产后，取得了与铜浮选相同的效果，同期对比，锌回收率提高2.97%，硫回收率提高1.94%，统计指标见表－4和表－5。另外，易损件磨损小，其费用可节约70%-80%；矿浆循环性能好，药剂消耗少，可降低耗量10%—15%。毕业论文，回收率。
　　锌浮选改造前后指标对比 表－4
　　

硫浮选改造前后指标对比 表－5
　　

效益计算:
　　锌 504930吨×2.261%×2.55%×2.5万元/吨=727.80万元
　　硫504930吨×20.310%×2.12%÷35%×120元/吨=74.54万元
　　总效益: 727.8+74.54=802.34万元，
　　6 结语
　　XCF和KYF充气搅拌式浮选机是我国比较先进的一种高效、节能型浮选设备，槽内流体运动状态合理，矿浆悬浮状态好，矿粒分布均匀，泡沫层稳定，矿浆循环性能好，药剂消耗少，矿浆液面自动控制系统工作可靠、调节容易。选矿厂先后利用两年的时间对铜、锌、硫浮选设备进行改造，全部改用充气浮选机，效果非常显著，技术指标大幅度提高，取得了较好的经济效益。

参考文献
[1]北京矿冶研究总院.KYFⅡ型充气机械搅拌式浮选机研究报告[R].1998,6.
[2]北京矿冶研究总院.XCFⅡ型自吸浆充气机械搅拌式浮选机研究报告[R].1998,8.
[3]抚顺红透山铜矿选矿厂.红透山铜矿选矿厂生产工艺考察报告[R]. 2000，6.
[4]抚顺红透山铜矿选矿厂.红透山铜矿选矿厂生产工艺考察报告[R]. 2003，9.