新型粗粒浮選機在某云母浮選中的應用

龐運娟 王 鵬

(中冶京誠(秦皇島)工程技術有限公司)

新型粗粒浮選機在某云母浮選中的應用

龐運娟 王 鵬

(中冶京誠(秦皇島)工程技術有限公司)

安徽某鐵選礦廠尾礦K2O品位1.53%，云母含量較高，具有工業(yè)回收利用價值。該尾礦+0.076 mm粒級占73.25%，粒度較粗，常規(guī)浮選回收云母難度較大。在礦漿溫度15～20 ℃的條件下，采用新型高效粗粒級浮選機通過1粗5精閉路浮選，可獲得云母精礦K2O品位8.38%、回收率33.59%的較好指標，實現了該粗粒云母的回收。該粗粒浮選機的成功應用，對其他大顆粒礦物的浮選回收具有推廣、示范作用。

粗粒浮選機 云母 浮選

粗粒礦物浮選一直是礦山粗磨粗選、降低能耗的關鍵技術之一。安徽某鐵礦選礦廠一段磨礦產品選鐵尾礦云母含量18.02%，具有工業(yè)回收價值。但該尾礦粒度較粗，+0.246 mm粒級含量高達23.21%，給采用常規(guī)工藝回收利用云母造成一定困難。

目前粗粒級云母的回收一般采用兩種方法：一是粗粒級再磨再選；二是選擇適用于粗粒礦物浮選的設備。生產現場考察發(fā)現，該鐵礦二段磨礦產品中云母礦物仍未達到常規(guī)浮選的粒度要求，且云母密度小，多呈片狀構造，容易隨旋流器溢流跑出，造成檢查篩分作業(yè)出現堵塞。因此，再磨不適合粗粒云母的回收。

在常規(guī)浮選中，粗粒級礦粒在浮選機中不易懸浮，與氣泡碰撞概率較小，容易從附著的氣泡上脫落。因此，粗粒礦物在一般工藝條件下浮選效果較差。為回收該鐵尾礦中的云母，關鍵是選擇適用于粗粒礦物浮選的設備。

1 粗粒浮選機設計原則

浙江某浮選設備廠為解決粗粒礦物浮選過程中出現的易沉槽和選別指標差的技術難題，在常規(guī)浮選機的基礎上，遵循以下原則進行粗粒浮選機的設計：①采用U型槽底，減少死角，避免礦物沉槽；②采用大葉輪、低轉速驅動，以降低礦漿的湍流強度，有利于粗礦粒的上浮；③配備較大的充氣量，以形成相對較多的氣泡，利于附著、背負大顆粒上?。虎芙档筒垠w溢流高度，縮短礦化氣泡的上升距離，減少外力干擾和氣泡上粗粒礦物的脫落概率；⑤穩(wěn)定分離區(qū)和礦漿表面，保證吸附礦物的泡沫順利流入泡沫槽內。

2 粗粒浮選機結構設計

2.1 葉輪和定子

根據流體動力學設計理論，浮選機葉輪設計采用類似于高比轉數泵葉輪的形狀，它產生的切向旋轉的礦漿流有利于礦粒懸浮、空氣分散和選別指標的提高。定子必須能將葉輪產生的切向旋轉的礦漿流轉化為徑向礦漿流，將粗粒礦物和密度大的礦物提升到槽體中上部，使礦粒在浮選槽內有效懸浮，增大礦粒與氣泡的接觸概率，增加粗粒礦物和重礦物分離的可能性。

2.2 葉輪高度

葉輪距槽底的高度與浮選機的結構參數和礦漿的濃度、粒度組成等有關。高度越大，浮選機啟動越容易，但容易造成槽內礦粒的沉槽和礦漿面的波動。降低高度，礦粒不易沉槽，但懸浮狀態(tài)容易破壞，出現分層現象，惡化浮選條件。葉輪距槽底的適宜高度可通過試驗確定。

2.3 充氣量調節(jié)裝置

浮選機充氣量隨選別礦物的不同而不同，部分礦物的選別指標對充氣量非常敏感。因此專門設計了充氣量無級調速裝置，實現充氣量的微調，使適量的低壓空氣均勻地彌散在整個浮選槽內，保證槽體上部分離區(qū)中不可浮的礦粒與礦化氣泡的分離。

3 粗粒云母浮選機的應用

3.1 試樣性質

試樣取自安徽某鐵選廠選鐵尾礦，主要礦物為石英，其次為云母，其他礦物相對較少。試樣主要化學成分分析結果見表1，礦物組成見表2，粒度分析結果見表3。

表1 礦物主要化學成分分析結果 %

表2 礦物組成及含量 %

表3 粒度分析結果

表1、表2、表3表明，試樣中K2O品位1.53%，云母占總礦物的18.02%，+0.076 mm粒級占73.25%，其中K2O分布率為76.64%，說明大部分云母礦物分布在+0.076 mm中，粒度較粗。

3.2 試驗簡介

在分析選鐵尾礦性質的基礎上，比較分析脫泥—堿性浮選、螺旋溜槽—脫泥—堿性浮選、細篩—堿性浮選等工藝流程的試驗結果后，確定采用脫泥—堿性浮選對試樣進行云母浮選回收試驗。

在脫泥粒度-0.040 mm、浮選濃度30%、礦漿溫度30 ℃的條件下對試樣進行1粗5精1掃浮選、掃選精礦和浮選中礦集中脫水后返回粗選作業(yè)構成閉路浮選工藝流程，最終可獲得K2O品位8.24%、回收率40.30%的云母精礦。該選別指標明顯優(yōu)于其他流程，技術可靠、工藝簡單，易于在生產中應用。

該工藝流程掃選尾礦相比粗選尾礦K2O含量降低幅度有限，但補加的捕收劑用量卻接近粗選的一半。為降低藥劑成本、簡化工藝流程，擴大連續(xù)選礦試驗流程不設置掃選作業(yè)，僅進行1粗5精浮選，5次精選尾礦合并為總中礦返回至攪拌槽，與原礦一起進入脫泥斗。不僅可以脫去浮選過程產生的次生礦泥，還能起到脫藥作用，穩(wěn)定浮選作業(yè)過程。

由于加溫浮選需要消耗較大的熱能，出于環(huán)保和經濟考慮，在擴大連續(xù)選礦試驗前進行浮選礦漿溫度條件試驗。由于時間緊迫，僅進行礦漿溫度為15 ℃和30 ℃的試驗。結果表明，相比30 ℃，浮選礦漿溫度15 ℃時精礦K2O含量略高，精礦產率及精礦K2O回收率較低。綜合環(huán)保要求、選礦技術指標及選礦成本等因素考慮，擴大連續(xù)選礦試驗的浮選礦漿溫度為15～20 ℃。

在給礦量為120 kg/h的條件下進行擴大連續(xù)選礦試驗，浮選試驗連續(xù)運轉超過15 d，獲得了K2O品位8.30%、回收率31.11%的云母精礦。試驗流程見圖1。

圖1 脫泥—堿性浮選連選試驗流程

3.3 生產實踐

受鐵礦選礦廠現場條件限制，實際設計的生產流程將浮選中礦集中返回至浮選給礦泵池。選廠鐵尾礦經旋流器分級后，粗粒級沉砂由泵揚送至分礦箱，在礦漿攪拌槽內加藥攪拌后進入浮選機，在15～20 ℃條件下，經1粗5精浮選得到云母精礦，粗選槽內產品為浮選尾礦，各段精選槽內產品為浮選中礦，返回浮選給礦泵池；旋流器分級溢流則進入尾礦選鐵系統(tǒng)進一步回收鐵。設計生產流程見圖2。

根據設計，現場生產流程分兩個系列，安裝了粗選浮選機(容積40m3)10臺、精選1浮選機(容積16m3)4臺及精選2～5精選浮選機(容積6m3)16臺。經過幾個月的安裝調試，粗顆粒浮選機運行情況良好，液面平穩(wěn)，礦漿未發(fā)生沉槽現象，云母回收效果較好，現場選別指標甚至優(yōu)于連選試驗，說明了該粗粒浮選機完全適用于粗粒級云母的浮選回收。現場生產技術指標見表4。

圖2 云母浮選工藝設計流程

4 結 論

(1)基于常規(guī)浮選機開發(fā)的粗粒級浮選設備是一種兼顧粗、細粒礦物浮選的新型高效浮選設備，具有先進的葉輪、定子系統(tǒng)及獨特的槽體結構，有利于粗粒級礦物的選別。

表4 現場生產技術指標 %

(2)安徽某鐵選廠采用該新型高效粗顆粒浮選機處理K2O品位1.59%的粗粒選鐵尾礦，通過1粗5精閉路浮選可獲得K2O品位8.38%、回收率33.59%的云母精礦，實現了云母的有效回收利用。不僅減少了有價礦物的損失，還提高了礦山的經濟效益，降低了尾礦輸送能耗及尾礦堆存庫容，有利于對環(huán)境、土地和植被的保護。新型高效粗粒浮選機在粗粒云母浮選工藝的成功應用使更多粗顆粒礦物的浮選回收成為可能，推動了部分礦山粗粒礦物粗磨粗選、降本增效選別生產的進行。

2016-03-16)

龐運娟(1983—)，女，工程師，066004 河北省秦皇島市經濟技術開發(fā)區(qū)龍海道71號。