旋流-静态微泡浮选柱在三山岛金矿8000t/d选矿厂的应用

 盛宇航，王宝胜

 （山东黄金矿业（莱州）有限公司三山岛金矿，山东莱州261442）

摘要：本文论述了旋流-静态微泡浮选柱用于金矿分选的机理，并指出其在金矿分选方面具有中矿循环、微泡分选和静态分选的优势。在三山岛金矿8000t/d选矿厂的应用取得了金精矿品位≥50g/t的分选效果，结果表明旋流-静态微泡浮选柱对金矿石具有良好的分选作用，能够分选出合格的金精矿产品。最后，文章还提出了当气泡发生器堵塞数量达总数的2/3时应及时通透、磨矿细度- 200目应≥50%.优化操作工艺参数和增设喷淋水等几项改善旋流-静态微泡浮选柱浮选效果的措施。

 关键词：旋流-静态微泡浮选柱；金矿；工业应用；改善措施

 中图分类号：TD923文章编号：1004-4051(2016) 06-0122-03

 浮选是分选细粒及微细粒矿物最有效的方法之一。随着我国金矿资源向着“贫”、“细”、“杂”的方向发展，就需要将其磨细才能保证含金矿物的充分解离；另一方面，原矿中细泥含量也日趋增多，使得浮选越来越受到重视。影响浮选效果的因素众多，浮选设备则是其中关键技术之一。浮选柱因具有结构简单、浮选效率高和能耗低等特点而被广泛应用于浮选。近几年，旋流-静态微泡浮选柱已在煤炭分选领域得到应用并显示出优势，从而使其能够在金矿中得以推广应用。旋流静态微泡浮选柱为三山岛金矿8000t/d选矿厂建设成现代化、智

能化与绿色环保的一流选矿工程起到了积极的作用，自投产以来就取得了理想的浮选效果。

1  旋流-静态微泡浮选柱用于金矿分选的机理

 三山岛金矿8000t/d选矿厂所采用的旋流一静态微泡浮选柱的分选机理图如图1所示。

 入浮矿浆由旋流-静态微泡浮选柱的顶部给入，给矿管位于柱高约2/3处，通过调节尾矿泵的排出量来控制金矿的浮选，实现分选过程。最终，浮选精矿由位于柱体顶部的精矿收集槽收集，尾矿由尾矿口排出。旋流-静态微泡浮选柱实现金矿的分选缘于其结合了浮选分选和重选离心力分选，整个过程可分为浮选分选、旋流分选和管流矿化三部分。

 在浮选分选段，从顶部给入呈整体向下运动的矿浆，与受离心力和浮力作用呈整体向上运动的气泡发生逆向碰撞，使气泡在上升的过程中不断矿化，在相对静态的环境中实现金矿的浮选。该段的主要作用是保障浮选的选择性，提高浮选金精矿的品位；旋流分选段处理的是由浮选分选段产生的中矿和管流矿化产生的循环中矿。由于离心力的存在，大大提高了金矿颗粒与气泡逆向碰撞的速度，提供了高效的气泡矿化方式，强化了对金矿的分选，且这种分选作用受旋流力场强度的影响，强度越大，作用愈强烈。另一方面，微细粒金矿受离心力作用而向浮选柱轴心运动，增加了其上浮机会，又强化了微细粒金矿的的回收。对旋流分选的底流，采用双倒锥嵌套的方式强制将其机械分离成两部分：中间密度产物进入内倒锥，成为循环中矿，进行再次分选；高密度产物经外倒锥排出，成为尾矿。旋流分选段不仅提高了精矿的产率，而且对降低旋流-静态微泡浮选柱的高度具有十分重要的意义；管流矿化由气泡发生器和浮选管段组成。作为旋流-静态微泡浮选柱的重要部件，气泡发生器与浮选管段直接相连，均匀（粗选和精选数量不同）布置于柱体外，底部矿浆出口与旋流分选段柱体切向连接，保证了高速喷出的矿浆沿切线方向给入浮选柱。气泡发生器为典型的文丘里管结构。来自旋流分选段的中矿经循环泵加压后打入气泡发生器，形成高速射流，产生负压。与此同时，空气经导气管依靠射流产生的负压自动吸人，并被粉碎成大量气泡，这样在管流矿化区就形成了气-液-固三相体系，使矿浆在高度紊流的环境中矿化，矿化后的矿浆又沿切线方向射入旋流分选段。管流矿化为旋流-静态微泡浮选柱实现金矿浮选提供了动力来源，基本上决定了整个分选过程的能量状态，同时其还提供了一个高度紊流的矿化环境，强化了中矿与气泡的矿化，为难浮中间密度金矿的分选创造了可能。

2  旋流-静态微泡浮选柱用于金矿分选的优点

 1)具有中矿循环作用。旋流-静态微泡浮选柱利用循环泵将大量的中矿加压后再次打入浮选柱内再次分选，使得在完成粗选的同时也完成了扫选作业，增加了难浮中矿的上浮机会，显著降低了尾矿品位，减轻了后续扫选作业的负担。

 2)具有微泡分选作用。旋流-静态微泡浮选柱采用射流负压的方式产生微细气泡，该气泡具有尺寸小、数量多和分散度高的特点，使其与金矿颗粒的碰撞、矿化的机会显著增多。另外，大量微细气泡上浮的速度较慢，基本上处于层流状态，这有助于气泡与金矿颗粒间的黏附，促进气泡矿化，从而提高了金精矿的回收率。

 3)具有静态分选作用。在浮选分选段采用筛板作为充填物，可缓和由于旋流分选段所造成的矿浆的高度紊流，创造了一个既有利于气泡矿化，又有利于气泡上浮的相对静态的分选环境。

 4)具有梯级优化分选作用。旋流-静态微泡浮选柱构建了层流-紊流-管流的分选环境，这一分选环境的紊流强度不断增加，正好与金矿颗粒在旋流-静态微泡浮选柱越来越差的可浮性的变化相适应，因而提高了金矿颗粒与气泡碰撞矿化的概率，优化了难浮金矿颗粒分选，提高了回收率。

 5)旋流-静态微泡浮选柱还具有结构简单、易操作和处理量大的优点。

3旋流，静态微泡浮选柱的工业应用

 三山岛金矿8000t/d选矿厂入浮矿石中以硫化矿为主，金属矿物硫以银金矿和黄铁矿为主，次要的有自然金、方铅矿、黄铜矿、褐铁矿等；主要脉石矿物为石英、绢云母、残余长石，次之为碳酸盐类矿物（方解石、白云石、菱铁矿等）。矿石构造以浸染状为主，其次为细脉浸染状、网脉状。所采用的浮选工艺流程如图2所示。

浮选设备为一个系列组合。作为主体，粗选和精选的浮选设备即为旋流-静态微泡浮选柱；作为辅助的扫选则选用充气机械搅拌式浮选机，用以保证尾矿品位达到生产要求。其中，粗选设备数量为3台，型号为FSCMC-5000×8000;精选设备数量为2台，型号为FSCMC-4400×7000;扫选设备数量为4台，型号为KFY-160。

 自投入生产以来，旋流-静态微泡浮选柱便实现了对低品位金矿的分选，选出了合格的金精矿。表1为任意选取连续7d(24h／d)的生产状况。

 生产指标要求金精矿的品位应≥50. 00g/t，从表1中可以看出旋流-静态微泡浮选柱较好的完成了这一目标。另外，同浮选机的机柱联合工艺确保了尾矿品位≤0. 12g/t。

4提高旋流-静态微泡浮选柱浮选效果的几项措施

 生产实践有力地证明了旋流-静态微泡浮选柱具有良好的金矿分选效果，但在应用过程中仍存在需要改进之处。通过理论与实践研究分析，作者认为可采取以下措施加以改善。

 1)常出现气泡发生器和浮选管段堵塞现象，严重影响了浮选效果，致使浮选指标波动较大。造成此问题的原因可概括为以下两点：一是由于杂物如破损耐磨材料、筛板碎块等堵在气泡发生器喷嘴位置；二是循环中矿是通过环形料液分配器分散到每个气泡发生器，势必造成压力分布不均，易发生堵塞。针对这一问题除应加强旋流-静态微泡浮选柱的日常操作管理，防止杂物的混入，当气泡发生器堵塞数量为总数的2/3时，应及时通透；还应加强同科研单位的联系，进一步改进旋流-静态微泡浮选柱。

 2)气泡发生器和浮选管段磨损较为严重。在应用中发现，当磨矿细度达到设计要求时，即- 200目≥50%，磨损就明显减轻，降低了更换频次。

 3)矿物解离度、矿浆浓度和循环泵压力等因素都会直接影响旋流-静态微泡浮选柱的浮选效果。为此，要依据现场的实际情况变化，在保障浮选分选指标的基础上，通过试验优化确定最佳操作参数。如此不仅可以提高浮选效果，还可以降低能耗，节约生产成本，实现降本增效。

 4)可在柱体顶部设置喷淋水，起到清洗浮选泡沫中脉石细泥和实现二次富集作用，但是水流量要严格控制。

5  结  语

 旋流-静态微泡浮选柱目前主要应用于煤泥的分选，在选矿行业的应用还处于探索阶段。在三山岛金矿8000t/d选矿厂的成功应用，为其进一步的推广提供了可借鉴经验。本文通过理论分析和工业实践证明，旋流-静态微泡浮选柱在金矿分选方面能够取得良好的分选效果。最后，提出了几项改善技术措施，对旋流-静态微泡浮选柱工业应用具有一定的参考价值。