浮选机设备在“反浮选—冷结晶”工艺中的应用

2020-02-06辛国山郝红军霍永星

有色金属设计 2020年4期

辛国山，郝红军，孟浩，霍永星

(青海盐湖工业股份有限公司，青海格尔木 816000)

0 引言

浮选机即浮游选矿机，是矿物进行浮选过程的机械设备。浮选机设备加入特定药剂处理过的矿浆，搅拌充气后，有选择地把矿浆中的部分矿物质吸附于气泡上，然后气泡上浮到矿浆表面上，将其刮出形成含有用矿物质的泡沫产品，或者刮出无用物质的泡沫、将剩余的有用矿物质保留在矿浆中，实现矿物分离的生产目的。

1 浮选机设备概述

浮选机设备主要用于生产铜、锌、铅、镍、金等有色金属、黑色金属或者粗选和精选非金属矿物质。浮选机槽底上未被分离的矿物质颗粒会通过循环孔和上吸口再一次进入循环利用，进行混合、矿化和分离。槽底的叶轮无法吸入的矿浆剩余物质，通过中矿箱进入第二室的槽体底部，循环第一室的全部操作过程，然后进入第三室循环往复，矿浆剩余物质通过最后一室进入尾矿箱，最后排出尾矿。浮选机是选矿生产线上十分重要的设备，浮选机设备的分类非常多，机械搅拌式浮选机是企业生产中常用的设备。

2 浮选机设备分类

浮选机设备主要分为机械搅拌式浮选机、充气式浮选机以及充气搅拌式浮选机3种类型，不同类型浮选机的特点，见表1。

表1 浮选机设备分类

3 基本原理

浮选机是利用电动机三角带传动带动叶轮，叶轮旋转产生离心作用，形成负压。负压吸入充足的空气和矿浆充分混合均匀，加入的药物搅拌矿浆，同时细化矿浆中的泡沫，使矿物附着在泡沫上，浮到矿浆表面再形成矿化泡沫。调节闸板高度，控制液面，用刮板刮出有用的泡沫。利用叶轮离心力的作用，混合的矿浆进入矿化区，充入的空气变为气泡并被粉碎，与矿物质成分充分接触，排入分选环节。分选部分的转环慢速旋转，矿浆从分选室进入浮选区，此时入选物料经矿浆分配器分别给到每个分选点，矿物颗粒被吸在齿板上，同时随分选环转动。在重力和矿浆流的同时作用下，剩余矿浆中的物质通过齿板的缝隙，进入分选环下部的尾矿槽。由分选室进入中矿清洗位置时，加入少量清水，清洗夹杂的其余矿物质、矿泥等，冲入尾矿槽中，提高产品质量和生产效益。

4 浮选机设备的基本选型原则

浮选机设备的基本选型原则主要包括3个方面的选型：矿石特征、加工生产企业的规模以及精选作业需要的效果，见表2。

表2 浮选机设备的基本选型原则

5 浮选机设备

5.1 KYF型浮选机

KYF型浮选机属于充气机械搅拌式浮选机，是典型的大型化浮选机。KYF型浮选机有UO型槽体浮选机和柱形槽体浮选机。该类型浮选机主要是叶轮、定子、主轴、空气调节阀以及槽体等组成，在国内外得到迅速推广使用，从2000—2008年不断研制浮选机容积从50 m3，160 m3，200 m3提升到320 m3。世界上单槽容积最大的浮选机之一是KYF-320充气机械搅拌式浮选机，单台浮选机的铜富集比可达20.62，硫富集比可达71.44，单机功耗160 kW。在中铝秘鲁项目中，选择使用320 m3的浮选机28台。

KYF浮选机设备的设计采用后倾叶片倒锥台状叶轮、悬空式定子，在叶轮中间设计有多孔圆筒型空气分配器，这是其设计的特色亮点。这个类型浮选机设备的工作是依靠叶轮的旋转，采用鼓风机供给低压空气，低压空气通过空心主轴进入空气分配器。由分配器侧壁的孔进入叶轮叶片，槽内矿浆同时从叶轮下端被吸入叶轮叶片，矿浆和空气充分混合。矿浆从叶轮排出，通过定子稳定，最后进入槽中，气泡上升到槽子表面形成泡沫，尾矿返回叶轮区重新进入再循环。

5.2 XCF 浮选机

XCF浮选机可弥补一般充气机械搅拌式浮选机的不足，比如针对一般设备对矿浆处理不具备自吸的能力，必须阶梯配置、中矿返回需利用泵返，设备选矿加工流程复杂、设备投资或改造费用高、成产效率低等问题而改进研发。XCF浮选设备设计时在采用一般充气式浮选机优点的基础上，还增加了自吸矿浆的能力。XCF浮选机的设计，设备的叶轮由上叶片、下叶片以及隔离盘构成，其中辐射状的上叶片和盖板一起组成吸浆区，吸浆区的作用是从槽外吸入矿浆；后倾叶片的下叶片，主要起到循环矿浆和分散空气的作用，下叶片区域是充气区；隔离盘直径≥叶片外圆直径，主要是用于区分充气区和吸浆区。

5.3 XCF/KYF联合机组

KYF浮选机和XCF浮选机组合成为联合机组，实现浮选机设备的优化配置，可广泛应用于有色金属、黑色金属和多种化工行业，产生显著的经济效益和社会效益。XCF-8浮选机应用在铅锌矿的实践证明，与6A型浮选机对比，铅回收率可提高0.67 %，锌回收率提高1.94 %。联合机组设备大幅降低功耗达23.1 %，联合机组设备可节省占地面积40 %。