關(guān)于大型浮選機(jī)選型的幾個問題

浮選設(shè)備作為選礦廠的主體設(shè)備之一，其選型的好壞直接影響選礦技術(shù)的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。近年來，浮選機(jī)選型技術(shù)無法滿足浮選機(jī)大型化技術(shù)的發(fā)展要求，制約了大型浮選機(jī)工程化進(jìn)度。傳統(tǒng)選型方法未充分考慮試驗用浮選機(jī)攪拌雷諾數(shù)、充氣速率測試、轉(zhuǎn)速等流體動力學(xué)特性對浮選機(jī)型相同的小型試驗浮選機(jī)，并采用該型號的浮選機(jī)進(jìn)行小型試驗或者連選試驗，在優(yōu)化工藝藥劑條件的同時，強(qiáng)化浮選機(jī)操作參數(shù)條件試驗，才能為大型浮選機(jī)提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支撐。

隨著全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展對礦物原料質(zhì)量、數(shù)量要求的不斷增長和礦產(chǎn)資源日趨貧雜，選礦廠的規(guī)模日益擴(kuò)大，采用高效節(jié)能、大型化、自動化程度高的浮選設(shè)備，可顯著提高選礦處理能力和技術(shù)指標(biāo)，降低能量消耗，獲得更高的經(jīng)濟(jì)效益，增強(qiáng)企業(yè)的競爭能力。大型浮選設(shè)備的研究開發(fā)已成為國際潮流。國外的浮選設(shè)備已實現(xiàn)了大型化、高效化、多樣化和自動化，浮選機(jī)單槽容積達(dá)到300m3也已經(jīng)投入工業(yè)實踐。大型浮選機(jī)以其高效率和低能耗，在國內(nèi)外得到廣泛應(yīng)用，極大地提高了資源綜合利用率，取得了較好效果。

大型浮選機(jī)帶來高效益的同時，也產(chǎn)生了一系列的問題。雖然工作原理與小型浮選機(jī)相似，但在機(jī)械結(jié)構(gòu)、礦漿停留時間分布、泡沫出流方式、液位控制技術(shù)、作業(yè)臺數(shù)和作業(yè)配置方式等方面存在差較大的差別。多方面的不同決定了大型浮選機(jī)的選型與小型浮選機(jī)選型不能按同一種方法處理。浮選槽內(nèi)礦漿停留時間分布是浮選機(jī)選型最主要的參數(shù)之一。2009年專家提出了一種大型浮選機(jī)的評價方法，認(rèn)為1臺160m3浮選機(jī)容積與7臺16m3浮選機(jī)的選礦指標(biāo)相當(dāng)，為參照小型浮選機(jī)實踐數(shù)據(jù)進(jìn)行大型浮選機(jī)選型提出了一種方法。

這些研究的結(jié)果表明，小型浮選機(jī)與大型浮選機(jī)存在明顯的區(qū)別，兩者的選型既具有一定的相關(guān)性，又有顯著的不同。需要探索一種針對大型浮選機(jī)的選型方法來滿足選廠設(shè)計和生產(chǎn)的需要。

一、浮選機(jī)工業(yè)選型的現(xiàn)狀

1、常見浮選機(jī)的選型程序

常規(guī)的浮選機(jī)選型思路一般分三步走：選取代表性礦物進(jìn)行小型試驗，確定基本的選礦工藝條件；進(jìn)行擴(kuò)大連選試驗，優(yōu)化選別工藝條件；根據(jù)浮選時間經(jīng)驗放大系數(shù)，確定工業(yè)型浮選機(jī)的容積和數(shù)量。一部分的選礦項目由于相關(guān)類似工業(yè)實踐，而省去了第二項內(nèi)容中的連續(xù)擴(kuò)大試驗，直接由小型浮選試驗根據(jù)相關(guān)經(jīng)驗確定工業(yè)選型方案。

2、常規(guī)浮選機(jī)選型存在的不足

常規(guī)的選礦試驗重點關(guān)注兩方面的因素：礦石性質(zhì)（如礦物的組成、粒度分布、形狀、礦物的可浮性）和浮選環(huán)境（藥劑用量、pH值、浮選時間、礦漿濃度和溫度等）。通常存在三個方面的缺失：

（1）浮選機(jī)攪拌轉(zhuǎn)速沒有作為必要的參數(shù)進(jìn)行全方面試驗；

（2）浮選機(jī)充氣速率沒有作為必要的參數(shù)進(jìn)行全方面試驗；

（3）沒有考慮小型試驗浮選機(jī)是否與工業(yè)型浮選機(jī)的匹配。

2002年曾克文研究了攪拌雷諾數(shù)對浮選機(jī)選礦性能的影響，以包頭鋼鐵公司鐵精礦反浮選脫氟和中州鋁業(yè)公司的正浮選鋁土礦為試驗工藝流程，固定選礦工藝參數(shù)不變，分別改變不同的浮選機(jī)轉(zhuǎn)速，在12L浮選機(jī)中對實際礦石浮選試驗。研究結(jié)果表明當(dāng)?shù)V漿紊流強(qiáng)度（葉輪攪拌雷諾數(shù)）較低時，隨紊流強(qiáng)度增加，螢石泡沫精礦的產(chǎn)率、回收率逐漸增加，當(dāng)紊流強(qiáng)度達(dá)到0.32×10的6次方時，浮選指標(biāo)最佳，紊流強(qiáng)度增加時，螢石品位和回收率都下降，降低了反浮選脫氟效果。用贛州中州鋁廠鋁土礦進(jìn)行正浮選過程紊流強(qiáng)度對浮選影響的試驗，結(jié)果類似螢石浮選，浮選最佳值出現(xiàn)在中等紊流強(qiáng)度0.29×（6）。實際礦石浮選試驗表明，紊流強(qiáng)度過大對粗顆粒浮選不利。紊流強(qiáng)度對浮選有雙重作用，紊流強(qiáng)度低時，有利于泡沫穩(wěn)定，礦粒不易從氣泡上脫落，但太低，不利于礦粒與氣泡發(fā)生碰撞黏附和礦粒懸浮。紊流強(qiáng)度高時，有利于礦粒與氣泡發(fā)生碰撞粘附和礦粒懸浮，但太高，易造成礦粒從氣泡上脫附，所以選取最佳的紊流條件是浮選的關(guān)鍵。

空氣是浮選機(jī)最廉價同時也是最重要的藥劑這一。充氣速率大小會影響浮選機(jī)選別性能的好壞。對于外加充氣機(jī)械攪拌浮選機(jī)（例如KYF型浮選機(jī)），如果待選礦石的充氣量不能確定，一方面可能導(dǎo)致配套風(fēng)機(jī)選型過大，增加了選廠能量的消耗，而且大風(fēng)機(jī)在小流量下工作不利于風(fēng)機(jī)的使用；反過來風(fēng)機(jī)選型過小，影響浮選機(jī)的正常生產(chǎn)，浮選機(jī)的選礦效果不能完全發(fā)揮。而對于自吸氣浮選機(jī)（BF或者JJF型浮選機(jī)），如果待選礦石對充氣量特別敏感，浮選過程將變得難以操作。

現(xiàn)如今使用的小型試驗浮選機(jī)，是20世紀(jì)50-70年代占據(jù)國內(nèi)礦山主流機(jī)型的前蘇聯(lián)A型浮選機(jī)而相應(yīng)發(fā)展起來的，是為當(dāng)時的生產(chǎn)服務(wù)的。進(jìn)入20世紀(jì)80年代，A型浮選機(jī)大部分被BGRIMM系列浮選機(jī)取代，但20多年過去了，小型浮選試驗的浮選機(jī)型并沒有根據(jù)現(xiàn)實情況能發(fā)生很大變化。BGRIMM同規(guī)格小型試驗浮選機(jī)沒有得到普遍使用。

以上所述的不利因素，與浮選技術(shù)的發(fā)展程度愈來愈不適應(yīng)，需要即時改進(jìn)，才能促進(jìn)選礦技術(shù)進(jìn)一步提高。

二、大型浮選機(jī)選型時的考慮

2008年32臺KYF-160在中國黃金集團(tuán)烏奴格吐山礦一期項目投入運(yùn)行，2009年18臺KYF-200在德興銅礦大山選廠投入運(yùn)行，2012年7月16臺KYF-320浮選機(jī)中國黃金集團(tuán)烏奴格吐山礦二期項目成功使用。這些高效節(jié)能、大型化、自動化程度高的大型浮選機(jī)的應(yīng)用，不僅推動了選礦技術(shù)的進(jìn)步，同時也帶來了較大的經(jīng)濟(jì)效益。但在項目之初的設(shè)備選型由于數(shù)據(jù)支撐的缺失存在較大的難度。通過這幾年的工程實踐，我們認(rèn)為大型浮選機(jī)在選型時應(yīng)考慮以下主要內(nèi)容。

1、短路情況

小型浮選機(jī)的礦漿短路情況存在，常年的選礦實踐對每個作業(yè)浮選機(jī)數(shù)量有不少于6槽的限制。

雖然短路情況的存在，但大型浮選機(jī)由于通過的礦漿量大，單槽的泡沫產(chǎn)率大，為了流程能夠平衡和便于控制，大型選機(jī)關(guān)于限定槽數(shù)的概念也在開始變化，目前粗-掃選浮選槽少于6槽的大型選礦廠已有不少實例。單槽和雙槽的配置也已經(jīng)出現(xiàn)。所以在確定每系列浮選槽的槽數(shù)時，應(yīng)視浮選機(jī)的規(guī)格、浮選時間等因素不同，參照類似企業(yè)實例選定。

2、浮選時間

工業(yè)選型用的浮選時間需要考慮放大系數(shù)和浮選機(jī)內(nèi)礦漿停留時間兩方面因素：

（1）放大系數(shù)

根據(jù)小型試驗確定的浮選時間，對于采用容積小于30m3的浮選機(jī)，時間放大系數(shù)在1.5~2.5。而大型浮選機(jī)由于短路的情況應(yīng)該有所放大，其值視不同礦物而定，一般應(yīng)不小于3.

（2）浮選機(jī)內(nèi)礦漿停留時間

礦漿時間動態(tài)計算小型浮選機(jī)浮選時間一般為一個作業(yè)總?cè)莘e除以作業(yè)第一槽的給礦體積量。而作為大型浮選機(jī)尤其超大型浮選機(jī)，一個浮選作業(yè)有單槽或者兩槽組成，每個浮選槽泡沫產(chǎn)率較大。對于雙槽的作業(yè)來說，其第二槽的給礦體積量應(yīng)該減去第一槽的泡沫量，而不能按照作業(yè)第一次槽的給礦體積量計算。

三、結(jié)論

為了能夠進(jìn)行更好的浮選機(jī)選型，尤其是大型浮選機(jī)的選型，應(yīng)該研制開發(fā)與工業(yè)應(yīng)用浮選機(jī)型相同的小型試驗浮選機(jī)，并采用該型號的浮選機(jī)進(jìn)行小型試驗或者連選試驗，在優(yōu)化工藝藥劑條件的同時，應(yīng)該強(qiáng)化浮選機(jī)操作參數(shù)條件試驗，才能為大型浮選機(jī)的選型提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支撐。