旋流-靜態(tài)微泡浮選柱在三山島金礦8000t/d選礦廠的應用

盛宇航，王寶勝

(山東黃金礦業(yè)(萊州)有限公司三山島金礦，山東 萊州 261442)

旋流-靜態(tài)微泡浮選柱在三山島金礦8000t/d選礦廠的應用

盛宇航，王寶勝

(山東黃金礦業(yè)(萊州)有限公司三山島金礦，山東 萊州 261442)

摘要：本文論述了旋流-靜態(tài)微泡浮選柱用于金礦分選的機理,并指出其在金礦分選方面具有中礦循環(huán)、微泡分選和靜態(tài)分選的優(yōu)勢。在三山島金礦8000t/d選礦廠的應用取得了金精礦品位≥50g/t的分選效果，結果表明旋流-靜態(tài)微泡浮選柱對金礦石具有良好的分選作用，能夠分選出合格的金精礦產品。最后，文章還提出了當氣泡發(fā)生器堵塞數(shù)量達總數(shù)的2/3時應及時通透、磨礦細度-200目應≥50%、優(yōu)化操作工藝參數(shù)和增設噴淋水等幾項改善旋流-靜態(tài)微泡浮選柱浮選效果的措施。

關鍵詞：旋流-靜態(tài)微泡浮選柱；金礦；工業(yè)應用；改善措施

浮選是分選細粒及微細粒礦物最有效的方法之一。隨著我國金礦資源向著“貧”、“細”、“雜”的方向發(fā)展，就需要將其磨細才能保證含金礦物的充分解離；另一方面，原礦中細泥含量也日趨增多，使得浮選越來越受到重視。影響浮選效果的因素眾多，浮選設備則是其中關鍵技術之一。浮選柱因具有結構簡單、浮選效率高和能耗低等特點而被廣泛應用于浮選[1]。近幾年，旋流-靜態(tài)微泡浮選柱已在煤炭分選領域得到應用并顯示出優(yōu)勢[2-4]，從而使其能夠在金礦中得以推廣應用。旋流-靜態(tài)微泡浮選柱為三山島金礦8000t/d選礦廠建設成現(xiàn)代化、智能化與綠色環(huán)保的一流選礦工程起到了積極的作用[5]，自投產以來就取得了理想的浮選效果。

1旋流-靜態(tài)微泡浮選柱用于金礦分選的機理

三山島金礦8000t/d選礦廠所采用的旋流-靜態(tài)微泡浮選柱的分選機理圖如圖1所示。

圖1　旋流-靜態(tài)微泡浮選柱的分選機理圖

入浮礦漿由旋流-靜態(tài)微泡浮選柱的頂部給入，給礦管位于柱高約2/3處，通過調節(jié)尾礦泵的排出量來控制金礦的浮選，實現(xiàn)分選過程。最終，浮選精礦由位于柱體頂部的精礦收集槽收集，尾礦由尾礦口排出。旋流-靜態(tài)微泡浮選柱實現(xiàn)金礦的分選緣于其結合了浮選分選和重選離心力分選，整個過程可分為浮選分選、旋流分選和管流礦化三部分。

在浮選分選段，從頂部給入呈整體向下運動的礦漿，與受離心力和浮力作用呈整體向上運動的氣泡發(fā)生逆向碰撞，使氣泡在上升的過程中不斷礦化，在相對靜態(tài)的環(huán)境中實現(xiàn)金礦的浮選。該段的主要作用是保障浮選的選擇性，提高浮選金精礦的品位；旋流分選段處理的是由浮選分選段產生的中礦和管流礦化產生的循環(huán)中礦。由于離心力的存在，大大提高了金礦顆粒與氣泡逆向碰撞的速度，提供了高效的氣泡礦化方式，強化了對金礦的分選，且這種分選作用受旋流力場強度的影響，強度越大，作用愈強烈。另一方面，微細粒金礦受離心力作用而向浮選柱軸心運動，增加了其上浮機會，又強化了微細粒金礦的的回收。對旋流分選的底流，采用雙倒錐嵌套的方式強制將其機械分離成兩部分：中間密度產物進入內倒錐，成為循環(huán)中礦，進行再次分選；高密度產物經外倒錐排出，成為尾礦。旋流分選段不僅提高了精礦的產率，而且對降低旋流-靜態(tài)微泡浮選柱的高度具有十分重要的意義；管流礦化由氣泡發(fā)生器和浮選管段組成。作為旋流-靜態(tài)微泡浮選柱的重要部件，氣泡發(fā)生器與浮選管段直接相連，均勻(粗選和精選數(shù)量不同)布置于柱體外，底部礦漿出口與旋流分選段柱體切向連接，保證了高速噴出的礦漿沿切線方向給入浮選柱。氣泡發(fā)生器為典型的文丘里管結構。來自旋流分選段的中礦經循環(huán)泵加壓后打入氣泡發(fā)生器，形成高速射流，產生負壓。與此同時，空氣經導氣管依靠射流產生的負壓自動吸入，并被粉碎成大量氣泡，這樣在管流礦化區(qū)就形成了氣-液-固三相體系，使礦漿在高度紊流的環(huán)境中礦化，礦化后的礦漿又沿切線方向射入旋流分選段。管流礦化為旋流-靜態(tài)微泡浮選柱實現(xiàn)金礦浮選提供了動力來源，基本上決定了整個分選過程的能量狀態(tài)，同時其還提供了一個高度紊流的礦化環(huán)境，強化了中礦與氣泡的礦化，為難浮中間密度金礦的分選創(chuàng)造了可能。

2旋流-靜態(tài)微泡浮選柱用于金礦分選的優(yōu)點

1)具有中礦循環(huán)作用。旋流-靜態(tài)微泡浮選柱利用循環(huán)泵將大量的中礦加壓后再次打入浮選柱內再次分選，使得在完成粗選的同時也完成了掃選作業(yè)，增加了難浮中礦的上浮機會，顯著降低了尾礦品位，減輕了后續(xù)掃選作業(yè)的負擔。

2)具有微泡分選作用。旋流-靜態(tài)微泡浮選柱采用射流負壓的方式產生微細氣泡，該氣泡具有尺寸小、數(shù)量多和分散度高的特點，使其與金礦顆粒的碰撞、礦化的機會顯著增多。另外，大量微細氣泡上浮的速度較慢，基本上處于層流狀態(tài)，這有助于氣泡與金礦顆粒間的黏附，促進氣泡礦化，從而提高了金精礦的回收率。

3)具有靜態(tài)分選作用。在浮選分選段采用篩板作為充填物，可緩和由于旋流分選段所造成的礦漿的高度紊流，創(chuàng)造了一個既有利于氣泡礦化，又有利于氣泡上浮的相對靜態(tài)的分選環(huán)境。

4)具有梯級優(yōu)化分選作用。旋流-靜態(tài)微泡浮選柱構建了層流-紊流-管流的分選環(huán)境，這一分選環(huán)境的紊流強度不斷增加，正好與金礦顆粒在旋流-靜態(tài)微泡浮選柱越來越差的可浮性的變化相適應，因而提高了金礦顆粒與氣泡碰撞礦化的概率，優(yōu)化了難浮金礦顆粒分選，提高了回收率。

5)旋流-靜態(tài)微泡浮選柱還具有結構簡單、易操作和處理量大的優(yōu)點。

3旋流-靜態(tài)微泡浮選柱的工業(yè)應用

三山島金礦8000t/d選礦廠入浮礦石中以硫化礦為主，金屬礦物硫以銀金礦和黃鐵礦為主，次要的有自然金、方鉛礦、黃銅礦、褐鐵礦等；主要脈石礦物為石英、絹云母、殘余長石，次之為碳酸鹽類礦物(方解石、白云石、菱鐵礦等)。礦石構造以浸染狀為主，其次為細脈浸染狀、網(wǎng)脈狀。所采用的浮選工藝流程如圖2所示。

圖2　浮選工藝流程圖

浮選設備為一個系列組合。作為主體，粗選和精選的浮選設備即為旋流-靜態(tài)微泡浮選柱；作為輔助的掃選則選用充氣機械攪拌式浮選機，用以保證尾礦品位達到生產要求。其中，粗選設備數(shù)量為3臺，型號為FSCMC-5000×8000；精選設備數(shù)量為2臺，型號為FSCMC-4400×7000；掃選設備數(shù)量為4臺，型號為KFY-160。

自投入生產以來，旋流-靜態(tài)微泡浮選柱便實現(xiàn)了對低品位金礦的分選，選出了合格的金精礦。表1為任意選取連續(xù)7d(24h/d)的生產狀況。

表1　旋流-靜態(tài)微泡浮選柱7d(24h/d)生產狀況

生產指標要求金精礦的品位應≥50.00g/t，從表1中可以看出旋流-靜態(tài)微泡浮選柱較好的完成了這一目標。另外，同浮選機的機柱聯(lián)合工藝確保了尾礦品位≤0.12g/t。

4提高旋流-靜態(tài)微泡浮選柱浮選效果的幾項措施

生產實踐有力地證明了旋流-靜態(tài)微泡浮選柱具有良好的金礦分選效果，但在應用過程中仍存在需要改進之處。通過理論與實踐研究分析，作者認為可采取以下措施加以改善。

1)常出現(xiàn)氣泡發(fā)生器和浮選管段堵塞現(xiàn)象，嚴重影響了浮選效果，致使浮選指標波動較大。造成此問題的原因可概括為以下兩點：一是由于雜物如破損耐磨材料、篩板碎塊等堵在氣泡發(fā)生器噴嘴位置；二是循環(huán)中礦是通過環(huán)形料液分配器分散到每個氣泡發(fā)生器，勢必造成壓力分布不均，易發(fā)生堵塞。針對這一問題除應加強旋流-靜態(tài)微泡浮選柱的日常操作管理，防止雜物的混入，當氣泡發(fā)生器堵塞數(shù)量為總數(shù)的2/3時，應及時通透；還應加強同科研單位的聯(lián)系，進一步改進旋流-靜態(tài)微泡浮選柱。

2)氣泡發(fā)生器和浮選管段磨損較為嚴重。在應用中發(fā)現(xiàn)，當磨礦細度達到設計要求時，即-200目≥50%，磨損就明顯減輕，降低了更換頻次。

3)礦物解離度、礦漿濃度和循環(huán)泵壓力等因素都會直接影響旋流-靜態(tài)微泡浮選柱的浮選效果[6]。為此，要依據(jù)現(xiàn)場的實際情況變化，在保障浮選分選指標的基礎上，通過試驗優(yōu)化確定最佳操作參數(shù)。如此不僅可以提高浮選效果，還可以降低能耗，節(jié)約生產成本，實現(xiàn)降本增效。

4)可在柱體頂部設置噴淋水，起到清洗浮選泡沫中脈石細泥和實現(xiàn)二次富集作用，但是水流量要嚴格控制。

5結語

旋流-靜態(tài)微泡浮選柱目前主要應用于煤泥的分選，在選礦行業(yè)的應用還處于探索階段。在三山島金礦8000t/d選礦廠的成功應用，為其進一步的推廣提供了可借鑒經驗。本文通過理論分析和工業(yè)實踐證明，旋流-靜態(tài)微泡浮選柱在金礦分選方面能夠取得良好的分選效果。最后，提出了幾項改善技術措施，對旋流-靜態(tài)微泡浮選柱工業(yè)應用具有一定的參考價值。

參考文獻

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Application of cyclonic static microbubble flotation column in 8000t/d capacity concentrator of Sanshandao gold mine

SHENG Yu-hang，WANG Bao-sheng

(Sanshandao Gold Mine，Shandong Gold Mining(Laizhou ) Co.，Ltd.，Laizhou 261442，China)

Abstract:This paper discusses the separation mechanism and the advantages of using cyclonic static microbubble flotation column to gold ore separation，which included middling cycle,microbubble flotation and static flotation . When used in 8000t/d capacity concentrator of Sanshandao gold mine grade of gold concentrate over 50g/t was achieveed . The Industrial application results showed that the cyclonic static microbubble flotation column had good effect on gold separation.Meanwhile,several measures included permeating timely bubble generator when the contents of blockage reached a certain quantities ,reaching the design requirement fineness(-200 mesh was over 50%) ,optimizing the operating parameters and adding spray water which could improve flotation performance were also suggested.

Key words：cyclonic static microbubble flotation column；gold ore；industrial application；improve measures

收稿日期：2015-08-31

作者簡介：盛宇航(1988-)，男，碩士，主要從事礦物加工工程方面的工作。E-mail：syhiacs@163.com

中圖分類號：TD923

文獻標識碼：A

文章編號：1004-4051(2016)06-0122-03