水力旋流器在凹山選礦廠的生產(chǎn)實踐及應用

沈遠海 陳于海 李 偉 蔣豐祥 楊成益 陳 偉

（安徽馬鋼礦業(yè)資源有限公司南山礦業(yè)公司）

凹山選礦廠是老選廠，工藝設備較為落后，一段、二段分級仍使用分級效率低、操作空間小的螺旋分級機，常因三段循環(huán)負荷大而導致精礦品位大幅波動，磨機的磨礦效率也較低。為此，針對上述問題對選廠一段、二段分級進行了水力旋流器改造，以期為后續(xù)磨選作業(yè)提供保障，有效提高磨機磨礦效率，穩(wěn)定并提升最終精礦品位。

1 原磨選工藝流程簡介

凹山選礦廠的入選原礦為高村磁鐵礦石［1］，其礦石硬度大、品位低、嵌布粒度極細，因此采用三段磨礦—階段磁選—高頻細篩—淘洗精選流程，磨礦設備一段采用MQG2736球磨機，二段采用MQY2736球磨機，三段采用MQY3660球磨機；分級設備一、二段均為雙螺旋分級機，三段為高頻細篩；磁選設備為磁選機和淘洗機。原磨選工藝流程見圖1。

2 現(xiàn)場分級存在的問題

輥磨精礦以礦漿的形式通過泵及管道進入一段螺旋分級機進行分級，但由于泵壓力大、礦漿濃度低（30%左右），進入分級機中的水量較大，從而導致一段溢流細度-0.074 mm含量在35%左右，返砂量太大，分級效率低且濃縮效果不好，直接影響一段磨礦指標；一段溢流產(chǎn)品經(jīng)過一段磁選拋尾后進行二段分級，二段同樣采用雙螺旋分級機［2］。該雙螺旋分級機的缺點：①占地面積大，能耗高；②故障較多，維修成本高；③溢流細度不穩(wěn)定，很難獲得較細的溢流細度；④處理能力低，分級效率低；⑤返砂中大比重有用礦物反富集，造成有用礦物過磨。在正常生產(chǎn)中，二段溢流細度-0.074 mm含量在68%左右，對后續(xù)的磨礦作業(yè)非常不利，從而導致最終精礦的粒度組成偏粗，很難將精礦鐵品位穩(wěn)定在63.5%以上。

基于上述分級問題，對一、二段均進行了水利旋流器改造，一段增設旋流器主要用于濃縮脫水和預先分級，以利于一段磨礦，提高溢流細度；二段進行旋流器改造主要提高分級效率與溢流細度，為后續(xù)的磨礦作業(yè)創(chuàng)造良好的條件。

3 旋流器在生產(chǎn)中的應用試驗

3.1 一段旋流器應用試驗

由于凹山選礦廠廠房結(jié)構(gòu)高度等問題，一段分級不能進行改造，只能增設旋流器，主要用于濃縮脫水與預先分級，旋流器底流再進入螺旋分級機中返回磨機內(nèi)。現(xiàn)場給礦泵的壓力以及礦漿濃度基本不變，為此只進行了旋流器結(jié)構(gòu)和沉砂口直徑試驗。

3.1.1 旋流器結(jié)構(gòu)試驗

一段分級屬于粗粒分級，一般采用FX400大錐角結(jié)構(gòu)和平底結(jié)構(gòu)的旋流器。在相同的入料條件下，進了濃縮預分級對比試驗，試驗結(jié)果見表1。

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由表1可知，大錐角旋流器與平底旋流器相比溢流產(chǎn)率及分級質(zhì)效率都較低，其沉砂中的細顆粒含量仍較高。因此，選取平底旋流器進行一段濃縮預分級作業(yè)。

3.1.2 沉砂口尺寸試驗

為了能夠預先分級出更多細粒級的合格產(chǎn)品給一段磨礦創(chuàng)造更好的條件，進行了平底旋流器沉砂口直徑試驗，試驗結(jié)果見表2。，，

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由表2可知，隨著沉砂口直徑的增大，溢流細度不斷增加，但溢流產(chǎn)率不斷下降，分級質(zhì)效率則先上升后下降。因此，選取沉砂口?50 mm的平底旋流器更適合現(xiàn)場的生產(chǎn)條件。

綜上所述，一段增設沉砂口?50 mm的平底旋流器作為濃縮預分級作業(yè)設備，大大改善了一段磨機的磨礦效果，使得一段溢流細度-0.074 mm含量達45%以上。

3.2 二段旋流器應用試驗

螺旋分級機是靠礦物顆粒按顆粒質(zhì)量自然沉降進行分級，而旋流器主要靠離心力的作用實現(xiàn)漿液的濃縮和分級［3-4］。旋流器具有處理能力大、分級精度高、分級效率大等優(yōu)點［5］，故對二段分級進行旋流器改造，根據(jù)實驗室小型試驗結(jié)果以及現(xiàn)場處理量等要求，最終二段分級采用FX350-GX×6旋流器，其入料管直徑110 mm，溢流管直徑120 mm，溢流管插入深度260 mm，沉砂口直徑55 mm，錐體角度20°，錐比0.46?，F(xiàn)場在正常生產(chǎn)過程中，主要對給礦壓力及給礦濃度進行試驗，選取最優(yōu)給礦條件，從而滿足生產(chǎn)需求。

3.2.1 給礦壓力試驗

一段增設平底旋流器后，溢流細度-0.074 mm含量基本穩(wěn)定在45%左右。在給礦濃度基本相同的條件下，進行給礦壓力試驗，試驗結(jié)果見表3。

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由表3可知，在給礦濃度一定的條件下，給礦壓力越大，溢流細度越大，但溢流產(chǎn)率逐漸降低，分級質(zhì)效率呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢。因此，選取給礦壓力60 kPa為宜，此時溢流細度-0.074 mm含量77.64%，滿足二段生產(chǎn)指標（-0.074 mm75%）要求。

3.2.2 給礦濃度試驗

在給礦壓力60 kPa的條件下，進行給礦濃度試驗，試驗結(jié)果見表4。

由表4可知，給礦濃度越高，旋流器溢流產(chǎn)率越大，處理量也不斷增加，但溢流細度呈下降趨勢；當給礦濃度高于55%時，分級質(zhì)效率降到50%以下。因此，選取給礦濃度為45%～50%，此時旋流器的處理量與溢流細度都能滿足現(xiàn)場生產(chǎn)需求。

4 旋流器改造前后主要生產(chǎn)指標對比

在上述最優(yōu)條件下進行生產(chǎn)，改造前后主要生產(chǎn)指標對比見表5。

由表5可知，一段、二段使用旋流器進行改造后，一段、二段溢流細度-0.074 mm含量均有提高，精礦品位提高了0.31個百分點，原礦處理量也略有提高。

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5 結(jié) 語

（1）凹山選礦廠一段分級通過增設沉砂口?50 mm平底旋流器作為濃縮預分級作業(yè)設備，分選效果較佳，可有效提高一段球磨的磨礦效果，提高了一段溢流細度。

（2）在正常生產(chǎn)給礦粒度基本穩(wěn)定的前提下，二段旋流器的分選指標主要影響因素為給礦壓力和給礦濃度。給礦壓力越大，溢流細度越細，但溢流產(chǎn)率越?。唤o礦濃度越大，溢流細度越粗，但溢流產(chǎn)率越大。通過試驗確定，在給礦濃度45%～50%、給礦壓力60 kPa時，二段旋流器的分選效果最好，同時二段磨機的磨礦效果也相對較優(yōu)。

（3）在最優(yōu)條件下，經(jīng)改造前后生產(chǎn)指標對比，一段、二段溢流細度-0.074 mm含量分別提高了約10個百分點和9個百分點，精礦品位提高了0.31個百分點，原礦處理量也略有提升，各項指標均能滿足生產(chǎn)需求。