金嶺鐵礦選廠混合浮選系統(tǒng)改進實踐

孫文帥

(山東金嶺礦業(yè)股份有限公司)

山東金嶺鐵礦選廠入選原礦屬矽卡巖型多金屬磁鐵礦，伴生的銅、鈷具有回收價值，金屬礦物主要是磁鐵礦，其次為假象赤鐵礦、黃鐵礦、黃銅礦等。選礦廠采用浮選—磁選原則流程進行生產(chǎn)，2017年生產(chǎn)鐵精礦115萬t，銅精礦含銅金屬1 223 t，鐵精礦品位不低于66%，銅精礦品位不低于19%。

浮選采用混合浮選—分離浮選流程進行，是選礦流程中的重要工序。選廠現(xiàn)有6個混合浮選系列，其中部分系列浮選機選型不合適， 選別指標不理想，銅、鈷金屬回收率偏低，需進行改進。

1 存在問題

混合浮選采用1粗1精1掃流程，其中系列1和系列2粗、掃選作業(yè)使用LCH-5 m3浮選機，精選使用XJK-2.8 m3浮選機，系列3和系列4均使用XCF/KYF-8 m3浮選機，系列5粗、掃選使用BF-10 m3浮選機，精選使用BF-2.8 m3浮選機，系列6粗、掃選使用CLF-8 m3浮選機，精選使用XCF-8 m3浮選機。

原系列1和系列2由于浮選機容積小、攪拌效果差，時常出現(xiàn)“翻花”現(xiàn)象，銅、鈷金屬回收率低，分別為60.48%、23.67%。系列3和系列4氣泡較為穩(wěn)定，但槽內(nèi)液面容易波動，出現(xiàn)沉砂現(xiàn)象，銅、鈷金屬回收率分別為63.30%、25.35%；系列5浮選機體積大，存在攪拌死角，槽內(nèi)沉砂較多，攪拌效果不理想，銅、鈷金屬回收率分別為62.48%、24.36%。系列6粗選機屬粗顆粒浮選機，不存在沉砂問題，攪拌效果好、液面穩(wěn)定，浮選指標相對較好，銅、鈷金屬回收率分別為64.93%、28.70%。

2 改進方案

2.1 浮選機配置

根據(jù)混合浮選作業(yè)生產(chǎn)特點，浮選機選型一般要求工作性能穩(wěn)定，充氣和攪拌效果較好，便于調(diào)節(jié)且能連續(xù)作業(yè)，檢修維護方便。既是選礦生產(chǎn)組織的需要，也是生產(chǎn)工藝的要求。

根據(jù)近幾年入磨礦石品位，綜合考慮投資、廠房空間、工藝指標、成本等因素，確定僅對系列1和系列2混合浮選系統(tǒng)進行改進，系列3、系列4和系列5指標尚可，考慮到指標改善帶來的收益和成本關系，暫不進行改進。參照系列6，將系列1和系列2浮選機配置方案改為粗選使用4槽CLF-8 m3浮選機，掃選使用3槽CLF-8 m3浮選機，精選使用1槽XCF-8 m3浮選機。主要理由：

(1)粗選4槽、掃選4槽、精選1槽8 m3浮選機能夠滿足浮選時間要求，有效提高銅、鈷金屬回收率。

(2)XCF/CLF-8 m3粗顆粒浮選機礦漿循環(huán)合理，充氣攪拌效果較好，泡沫層厚度適中，液面穩(wěn)定，有利于精礦顆粒上浮。

(3)系列6浮選機運行效果較好、故障少、檢修工作量小。系列1和系列2與系列6浮選機型號相同，能統(tǒng)一備品備件，減少備品備件占用費，有利于實現(xiàn)混合浮選系統(tǒng)生產(chǎn)的自動化調(diào)節(jié)，穩(wěn)定生產(chǎn)流程，達到減員增效的目的。

(4)系列6浮選崗位工人經(jīng)驗豐富，通過“老帶新”，能降低系列1和系列2浮選崗位工人的培訓費用。

2.2 完善措施

借鑒以往工程設計與改進做法，結(jié)合浮選設備使用情況，在系列1和系列2浮選機升級改進過程中進行部分技術升級，進一步優(yōu)化改進效果。

(1)在浮選機槽體內(nèi)增設穩(wěn)流板，降低從葉輪處的礦漿速度，改變其流向，在槽底形成小渦流，使礦粒保持懸浮狀態(tài)，增加礦粒與氣泡的接觸機會，利于目的礦粒上浮。

(2)采用直流式浮選槽(槽子串通，不設中間室)，提高礦漿在浮選槽中的通過能力，采用PLC控制電動執(zhí)行器自動調(diào)節(jié)閘門開度，實現(xiàn)浮選機液面的自動控制。

(3)考慮生產(chǎn)過程到浮選機槽體和攪拌槽因受礦漿沖刷而磨損，對浮選機攪拌槽進行耐磨保護，增設耐磨層，延長浮選機使用壽命。

(4)浮選機原尾礦箱為溢流式，容易沉槽，結(jié)合實際運行情況自行制作了尾礦箱，解決了浮選機沉槽問題。

(5)將泡沫槽和系列1、系列2之間通道的支架直接連接到浮選機上，增加浮選機的穩(wěn)定性，增大平臺下部空間，方便停車放礦和場地清理。

(6)應用混合浮選自動控制系統(tǒng)，根據(jù)生產(chǎn)需要自動調(diào)整礦漿液面，提高工藝參數(shù)的穩(wěn)定性和準確性。

3 改進效果

LCH-5 m3浮選機和XCF/CLF-8 m3浮選機性能對比見表1。

表1 LCH-5 m3浮選機和XCF/CLF-8 m3浮選機性能對比

改進后，系列1和系列2粗選浮選機單機容積由5.2 m3增大到8 m3，單機生產(chǎn)能力也大大提高，用電單耗由3.82 kW·h/t降低到3.34 kW·h/t。按年鐵精礦產(chǎn)量110萬t計算，每年可節(jié)約用電52.8萬kW·h，用電成本降低34.3萬元。另外，浮選機性能可靠，降低了故障率，檢修修護成本低，每年可節(jié)約備件費用5.73萬元。應用自動化控制系統(tǒng)能有效降低操作工人勞動強度，提高浮選系統(tǒng)穩(wěn)定性。

混合浮選系列1和系列2改進、調(diào)整完成后，工藝指標穩(wěn)定。改進前后浮選精礦指標對比見表2。

表2 改進前后浮選精礦指標對比 %

從表2可知，改進前系列1和系列2銅作業(yè)回收率平均61.66%，改進后為69.76%，提高了8.10個百分點， 增加經(jīng)濟效益461.7萬元/a；改進前系列1和系列2鈷作業(yè)回收率平均22.36%，改進后為33.91%，提高了11.55個百分點，增加經(jīng)濟效益108.12萬元/a。改進后，系列1和系列2銅、鈷浮選指標明顯改善，合計增加經(jīng)濟效益569.82萬元/a，達到預期改進效果。

4 結(jié) 論

山東金嶺鐵礦選廠采用與混合浮選系列6浮選機型號相同的CLF-8 m3浮選機、XCF-8 m3浮選機分別代替原系列1和系列2粗選、掃選使用的LCH-5 m3浮選機、精選XJK-2.8 m3浮選機，解決了系列1和系列2浮選機攪拌效果差和銅、鈷金屬回收率低的問題。改進后，浮選機運行平穩(wěn)，生產(chǎn)能力和選別性能提升，用電單耗和故障率降低，生產(chǎn)成本下降；系列1和系列2銅、鈷回收率分別提高了8.10，11.55個百分點，可增加經(jīng)濟效益569.82萬元/a；混合浮選系統(tǒng)自動控制的應用，改善了工人作業(yè)環(huán)境，降低勞動強度，社會效益與經(jīng)濟效益明顯，有助于提高企業(yè)競爭力。