充气机械搅拌式浮选机存在的问题及解决措施

战大鹏

摘要：铜业公司的浮选作业采用充气机械搅拌浮选机。长期生产实践表明，该设备故障率高，制约了矿山的生产。将原有侧充气方改为顶胀法，大大降低了设备故障率，轴承和空心轴的使用寿命分别提高了170%和43%。

关键词：浮选机;机械搅拌;空心轴;充气式

1、前言

本文试图解决分级浮选系统工业应用所引起的问题。设备效率低下和粒度不明会导致第一次浮选的原料不足和第二次浮选的原料过多。水力旋流器的分级技术已应用于分级过程，浮选柱用于第二次浮选。结合实际应用进行了一系列测试，以验证上述技术。结果表明，如果用后续设备将粗，细颗粒分开，则颗粒度的模糊度是可以接受的，采用筛分弯曲，旋液分离器等分级设备，操作更加灵活，也用于浮选分级的过程中;如果我们专注于回收而不是分离，则分级粒度应该是准确的，因此应使用高效的分级设备。同时，为了消除细泥的影响，还应考虑进行除泥。与常规浮选机相比，作为第二浮选设备的浮选柱具有收率高，灰分低，完善指数高的优点。还应考虑进行脱泥。与常规浮选机相比，作为第二浮选设备的浮选柱具有收率高，灰分低，完善指数高的优点。

2、存在的问题

充气机械搅拌式浮选机可以在从浮选的下限到上限（取决于矿石的释放特性）的较大粒度范围内回收矿物颗粒。在单个设备中，细粉和粗颗粒的收集在单独的环境中进行。细颗粒在高剪切曝气机中与气泡接触，而粗颗粒在流化床中的温和环境中被气泡捕获。使用常规试剂套件在实验室单元中以分批、连续模式进行测试。分析数据，并在逐个大小的基础上建立速率常数。间歇和连续模式的速率常数是一致的。它们被用来预测一系列类似电池的性能。已经发现，使用四个串联的电池电路，将有可能获得99%以上的铜回收率。大约80%的饲料被粗磨机的粗石颗粒拒绝，从而减少了准备清洁回路的二次磨的负荷。估计可以节省大约40%的磨削能源和介质的运营成本。

充气机械搅拌式浮选机输送两条尾矿流，其中一条已在流化床中除泥。它可以以较高的固体含量从电解槽中抽出，适用于干式堆放而无需进一步脱水。该测试程序揭示了许多有趣的特征，这些特征与进料中铜的分布（按尺寸）有关，并且与无限停留时间下最大回收率（取决于粒径）有关，将在下面进行描述。充气机械搅拌式浮选机在实际应用中存在一下问题：

①轴承当压力为0时，滑动腔与充气腔连通。25兆帕高压进风口进入充油室时，轴承润滑室内的润滑脂会被高压风吹走高压风中夹带的杂质进入轴承，使轴承内部零件的摩擦磨损增加，最终导致轴承烧损和寿命延长缩短，设备故障率增加，限制生产运行;

②空心轴底部有4个长50毫米宽20毫米的充气孔，形成一个空心轴强度降低，当荷载过大或重荷载开始时，容易出现空心轴断裂;

③浮选机发生事故停堆期间，由于叶轮突然停止形成局部负压，泥浆下降水流进入空心竖井曝气孔，未及时排出的泥浆形成结堵塞，堵塞空心轴充气孔，恢复时间长，不易清除。

3、解决措施

3.1将原空心轴设计成充电风道通孔

对原空心轴进行充电风道设计，主风缸移动到空心顶部，轴承润滑空腔与充气室分离，空心轴与风管的连接口由轴中间向顶部移动，防止高压风和泥浆污染轴承染色，使轴承平均使用寿命提高170%左右;由于微粒的惯性很小，因此超细颗粒的浮选速度很慢，因此它们倾向于在浮选槽中的气泡周围移动，而不是与它们碰撞。通过使用较小的气泡或较高的剪切速率，可以提高这些颗粒的收集速率。相反，粗颗粒的回收受到高剪切的不利影响，并且在常规浮选机中，由叶轮产生的湍流在系统中产生涡流。涡流中心的气泡旋转得很快，在离心力的作用下，粗大的颗粒分离。结果表明保持能量耗散的重要性速率，即剪切速率，最小，以帮助粗粒在浮选过程中保持附着在气泡上。粗颗粒浮选的最佳条件将是低剪切速率的那些条件，例如在流化床中发现的条件。

3.2消除气室和气孔

空心轴消除了气室和气孔，高压风直接进入空心轴，节省了去充气室和充气孔，充气量增加15%;将待处理的矿石引入塔中，在该塔中存在连续的垂直水或泥浆流，其大小足以将床中的粗颗粒彼此提起，而无需周围颗粒的支撑。与机械浮选机相比，流化床中的湍流水平非常低，因此环境有利于保留已附着在气泡上的疏水性矿物粗颗粒。在浮选实践中，矿物颗粒的含量很少均匀。有价值的矿物通常分布在整个母岩中。当岩石破裂时，将存在粒度分布。一些颗粒可能会被完全释放，仅由有价值的矿物质组成。其他颗粒可能是有价值的矿物质和脉石的复合物，其中表面部分由疏水性矿物组成，而其余部分为亲水性脉石。在适当的情况下，部分释放的颗粒仍可能被气泡捕获。但是，当有价值的矿物颗粒比碎石的颗粒小得多时，其中的一些可能会被完全包封或封装在石颗粒中。在任何情况下，封装的颗粒都不会被气泡捕获，它们会丢失到尾矿中。被包裹的有价值的矿物颗粒的比例很可能会随着碎石粒度的增加而增加。如果顶部研磨的尺寸非常小，大约等于岩石中单个矿物晶體的尺寸，所有颗粒都会在一定程度上释放出来，因此可以通过浮选捕集。但是，随着顶部研磨物尺寸的增加，释放的可能性将降低，直到达到一定尺寸为止，在该尺寸上将封装一些有价值的晶体。因此，对于特定的矿石，存在临界研磨尺寸，在该临界尺寸以下，可以通过浮选实现总回收，而在其之上，无限浮选时间的回收率开始下降。关键无限浮选时间的回收率开始下降。关键无限浮选时间的回收率开始下降。关键包封粒径是矿石的特征。

3.3提高空芯棒强度

空芯棒强度提高，平均使用寿命延长43%左右;通过浮选处理粗颗粒的情况受到经济和技术因素的驱动。如果存在可以提供较高回收率的粗颗粒的技术，则不将矿石粉碎或磨成细小尺寸即可进行浮选，从而节省了研磨能量。然后，矿石的释放特性可以确定浮选的顶部尺寸，而不是浮选技术的局限性。另一个重要因素是尾矿的粒度，这在脱水以及确定固体过程中流失的水中起至关重要的作用。由过度研磨引起的具有高煤泥含量的细尾矿比粗尾矿更难以脱水。浮选机去泥浆的形式输送大部分尾矿，容易脱水形成易于干燥的产品，无需进行进一步处理即可将其堆叠。结果是减少了脱水步骤的占地面积，并显着减少了尾矿中水分的流失。

3.4将原空心轴充气孔改为直孔

改造之后，将原来的空心轴充气孔改为直孔，使充气孔减小堵塞时疏浚困难。进料进入垂直柱，在此处遇到上升的液体流。较稠密的颗粒沉降在塔底，在那里被上升的液体流化。在流化过程中将更细小的颗粒从床上洗脱下来液体，在柱顶附近排出。流化液循环到塔底。使用在线曝气机将空气引入循环系统，这有两个目的：（a）将气流分散成直径为300-400?m的非常细小的气泡;（b）使气泡和淘析的细小颗粒在强烈剪切的区域内相互接触，这使得气泡捕获颗粒的可能性很高。加气的循环流返回到塔的底部。随着其上升，细小气泡在流化床的温和环境中与粗疏水颗粒接触。由于在床中没有湍流，所以粗颗粒保持附着在气泡上，并向上带入泡沫层。

4、总结

在叶轮结构设计和附加充气方法的改进后，高了浮选效率，降低了浮选机的功耗，减少了部件的研磨损失大，经济效益显著。

参考文献

[1]东滩选煤厂浮选系统工艺改造及优化[J].焦士庆，韩文阁，孟旭，张峰.科技视界.2016（13）

[2]高浓度浮选技术的发展与应用[J].姚明钊，李强，张跃军，史帅星.现代矿业.2016（04）

[3]大型浮选机分体式槽体焊接工艺研究[J].潘鑫.有色设备.2016（02）