KYF-70浮選機(jī)沉槽原因分析及應(yīng)用*

吳 杰，安恒媛，董天龍，陳 珺

（云南錫業(yè)股份有限公司大屯錫礦，云南 個(gè)舊 661018）

某公司選礦系統(tǒng)始建于1957年，經(jīng)過近60年不斷的改造和優(yōu)化升級，形成四個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ系統(tǒng)），總生產(chǎn)能力為3 800 t/d，為適應(yīng)公司的發(fā)展要求及設(shè)備的自動化和大型化，將Ⅲ、Ⅳ系統(tǒng)進(jìn)行流程升級與改造，處理量由1 200 t/d提升到4 000 t/d。改造工程于2013年12月開工建設(shè)，于2015年1月帶水帶礦試車。碎礦以半自磨機(jī)+破碎工藝代替了傳統(tǒng)的三段一閉路流程，磨礦使用3臺φ（3 200×4 500） mm棒磨機(jī)，一段磨磨至-0.074 mm占65%，選別采用的是先浮后重的工藝，混合粗、掃選采用6臺KYF-70 m3浮選機(jī)，銅精礦經(jīng)ETM-1 000塔磨機(jī)細(xì)磨后，經(jīng)過4次精選，最終得到銅精礦和硫精礦，混合掃選尾礦經(jīng)除硫后進(jìn)入搖床重選得到粗錫精礦。

1 礦石性質(zhì)

4 000 t/d新流程現(xiàn)階段所處理的礦種以錫銅為主的復(fù)雜多金屬硫化礦，元素多賦存于花崗巖與大理巖的接觸帶中，與矽卡巖交錯(cuò)出現(xiàn)，或呈似層狀、透鏡狀產(chǎn)出，原礦由粗、細(xì)結(jié)晶致密塊狀硫化礦，浸染型矽卡巖硫化礦和斷層帶氧化礦等四種類型礦石所組成[1-4]。礦石屬中硬礦石，礦石真密度為3.1 g/cm3，原礦中的金屬礦物有磁黃鐵礦、黃鐵礦、黃銅礦、錫石、白鎢礦、鐵閃鋅礦等，脈石礦物有輝石、螢石、方解石、石英、云母、符山石等、銅礦物主要為黃銅礦，錫主要以錫石產(chǎn)出。化學(xué)成分分析見表1，原礦硫、鐵、砷等含量較高，有用礦物錫、銅含量較低且不穩(wěn)定，其中含錫0.2%～2.0%、含銅0.2%～0.6%。

表1 原礦化學(xué)成分Tab.1 Chemical component of raw ore %

2 工作原理及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

KYF-70浮選機(jī)的工原理是葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，槽內(nèi)礦漿從四周經(jīng)槽底由葉輪下端吸入葉輪葉片間，同時(shí)，由鼓風(fēng)機(jī)給入的低壓空氣經(jīng)風(fēng)道、空氣調(diào)節(jié)閥、空心主軸進(jìn)入葉輪腔的空氣分配器中，通過周邊的孔進(jìn)入葉輪葉片間，礦漿與空氣在葉輪葉片間充分混合后，由葉輪上半部周邊排出，排出的礦漿向斜上方運(yùn)動，由安裝在葉輪四周斜上方的定子穩(wěn)定和定向后，進(jìn)入到整個(gè)槽子中[5-8]。礦化氣泡上升到槽子表面形成泡沫，泡沫流到泡沫槽中，礦漿再返回葉輪區(qū)進(jìn)行再循環(huán)，另一部分則通過槽間壁上的流通孔進(jìn)入下槽進(jìn)行再選別。其結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 浮選機(jī)結(jié)構(gòu)Fig.1 Structure of flotation machine

KYF-70 m3型浮選機(jī)的礦漿是由槽底四周由下端直接吸入葉輪葉片間（如圖1），其葉輪攪拌力強(qiáng)，且其槽體結(jié)構(gòu)為“U”型，可以避免粗粒發(fā)生沉槽并減少礦漿發(fā)生短路現(xiàn)象。

3 使用過程中存在的問題

選礦車間4 000 t/d流程采用先浮選銅、硫后重選錫，銅硫混合浮選采用一粗二掃流程，掃選精礦按順序返回，共應(yīng)用6臺KYF-70浮選機(jī)，其中粗選作業(yè)3臺，掃選一作業(yè)2臺，掃選二作業(yè)1臺，由于浮選機(jī)不能自吸漿，所以不同作業(yè)間有500 mm高差，礦漿液面可以通過中間箱來控制，待選礦漿給入給礦箱，并通過給礦箱和第一臺浮選槽中的流通孔流入浮選槽，礦漿依次通過一個(gè)作業(yè)的全部浮選槽后由中間箱和尾礦箱排出，浮選泡沫需要使用泡沫泵返回至上以一作業(yè)。

在初期的生產(chǎn)與調(diào)試過程中，浮選機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)良好，但是運(yùn)行一段時(shí)間后，浮選機(jī)泡沫現(xiàn)象變差，電機(jī)電流下降，浮選液面出現(xiàn)明顯的晃動，經(jīng)過探測，浮選機(jī)定子以下被礦砂堵死，葉輪起不到吸漿的作用，礦漿無法形成內(nèi)循環(huán)，浮選機(jī)產(chǎn)生了明顯的沉槽現(xiàn)象，最終導(dǎo)致整個(gè)浮選機(jī)被埋死，不得不停產(chǎn)放礦，給車間帶來巨大的損失。表2是某年7月到12月因KYF-70浮選機(jī)沉槽導(dǎo)致的停廠時(shí)間。從統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可以看出，每月平均停廠時(shí)間高達(dá)50.5 h，車間小時(shí)處理量約為166.7 t，較長的停廠時(shí)間對車間經(jīng)濟(jì)效益影響特別大。表3為某次停產(chǎn)后對70 m3浮選機(jī)第一槽、第三槽、第五槽槽內(nèi)的沉砂進(jìn)行粒度分析，其中，從沉槽表層到槽底分別為第一層到第五層，每層厚度約為25 mm。

表2 事故處理時(shí)間Tab.2 Handling time of accident h

表3 浮選機(jī)沉槽粒度分布Tab.3 Particle size distribution of sinking of flotation machine %

從上表中可以看出，槽內(nèi)沉砂粒度偏粗，+0.2 mm粒級的產(chǎn)率最高達(dá)到60.51%，在取樣的過程中，沉砂中還含有少量（15～20）mm粒級的礦石，且每一槽中第五層粗粒級產(chǎn)率最高，說明浮選機(jī)在運(yùn)行過程中，粗粒級會在浮選機(jī)底部逐漸累積無法及時(shí)排出，最終出現(xiàn)沉槽。

4 原因分析及解決措施

根據(jù)表3數(shù)據(jù)結(jié)果及現(xiàn)場分析，KYF-70浮選機(jī)箱體和中礦箱對粗顆粒的通過能力較低，粗顆粒在槽內(nèi)越積越多，最終堵塞循環(huán)通道，出現(xiàn)沉槽，主要有以下幾方面原因：①旋流器溢流跑粗，大顆粒含量較多，最終進(jìn)入到浮選機(jī)中無法排出;②中尾礦箱的容積偏大，粗顆粒上升速度慢，容易沉積;③在對浮選機(jī)的調(diào)節(jié)過程中，葉輪對礦漿的吸力弱，循環(huán)能力弱，假底內(nèi)部粗顆粒通過率低，槽內(nèi)粗顆粒容易沉積。

4.1 優(yōu)化旋流器作業(yè)相關(guān)參數(shù)

旋流器的工作狀態(tài)與很多因素有關(guān)，主要包括給礦濃粒度、體積、壓力等，旋流器各尺寸參數(shù)[5-8]，在設(shè)計(jì)的時(shí)候，旋流器溢流直接進(jìn)入到KYF-70浮選機(jī)中，如流程圖2所示，其溢流粒度直接影響浮選機(jī)的工作狀態(tài)，針對旋流器跑粗，大顆粒含量多的問題，對旋流器的給礦及本身的參數(shù)作了調(diào)整，主要從給礦粒度、濃度、體積、壓力等幾個(gè)方面作了調(diào)整：①將半自磨雙層篩第二層篩篩網(wǎng)尺寸由（3×6） mm改為（2×10） mm，以減少給入旋流器的粗顆粒產(chǎn)率；②控制旋流器給礦泵的參數(shù)調(diào)整，控制其頻率調(diào)整幅度和泵的兌水量，保證旋流器的給礦濃度和給礦體積的穩(wěn)定；③將旋流器的臺數(shù)由2臺增加為3臺，將其給礦壓力由（1.2～1.8） kg/cm2調(diào)整至（0.5～0.7） kg/cm2的范圍內(nèi)，以避免其給礦壓力過大造成溢流跑粗的情況的發(fā)生；④增加隔粗篩，預(yù)選隔除進(jìn)入φ500 mm水力旋流器的粗顆粒，為旋流器穩(wěn)定運(yùn)行創(chuàng)造條件；⑤在旋流器的溢流處增加一臺隔渣篩隔渣，預(yù)先隔除開采搬運(yùn)過程中混入的雜物及礦漿中的粗大顆粒，以免影響KYF-70 m3浮選機(jī)的浮選效果。通過以上幾個(gè)方面的調(diào)整，旋流器的溢流濃粒度能保持在要求的范圍內(nèi)。

圖2 選礦工藝流程圖Fig.2 Process flow chart of mineral processing

4.2 對中間箱進(jìn)行改造

針對中尾礦箱容積偏大、粗顆粒上升速度慢、容易沉積等問題，通過縮小中尾礦箱錐閥下部的容積，增設(shè)礦漿通道，提高粗顆粒的上升速度，將錐閥閥座、隔板向下移動 450 mm，用鋼板封死，同時(shí)閥桿加長450 mm。改造前后中間箱的結(jié)構(gòu)及礦漿的流動情況見下圖3所示。

圖3 改造前后中間箱結(jié)構(gòu)Fig.3 Structure of intermediate tank before and after renovation

礦漿靠浮選機(jī)自身配置高差，由上一作業(yè)流向下一作業(yè)。改造前浮選機(jī)中間箱下部垂直上升通較長，礦漿需到達(dá)錐閥閥座上部才能自流到下一作業(yè)。改造后礦漿在中間箱的運(yùn)動方式發(fā)生改變，礦漿在中間箱內(nèi)自上而下的運(yùn)動，礦漿的垂直上升通道縮短，在浮選機(jī)配置高度一定的條件下，礦漿通過中間箱的時(shí)間縮短，有效地降低了粗顆粒在中間箱沉積的幾率。

4.3 對假底進(jìn)行改造

浮選機(jī)假底與葉輪之間的間隙決定著浮選機(jī)的吸漿及礦漿的循環(huán)能力，間隙較大，礦漿循環(huán)能力較弱、粗顆粒礦物難以被礦漿帶起，滯留在浮選槽底部形成積砂，最終堵塞礦漿循環(huán)通道，加劇粗顆粒在槽底沉積。適當(dāng)減小間隙，礦漿循環(huán)能力增強(qiáng)、可以減輕粗顆粒在槽底的沉積，同時(shí)也能適當(dāng)增強(qiáng)浮選機(jī)的吸漿能力，增強(qiáng)礦漿的流動性，使粗顆粒通過浮選機(jī)的時(shí)間縮短。

KYF-70浮選機(jī)假底中粗顆粒通過率低，造成粗顆粒沉槽，為增大粗顆粒通過率，先把浮選機(jī)底部提高240 mm，并用鋼板封死，做成新的底面，然后再在新底面的基礎(chǔ)上把原先的假底提高280 mm，直徑增加500 mm，形成新的假底，在新加的假底上均勻地打上直徑為60 mm的孔。

4.4 充氣及電流參數(shù)的調(diào)節(jié)

浮選機(jī)礦漿循環(huán)能力的強(qiáng)弱與浮選機(jī)的功率呈現(xiàn)正相關(guān)性，而浮選機(jī)的功率和電流呈現(xiàn)正相關(guān)性，因此，浮選機(jī)電機(jī)電流較大時(shí)，可認(rèn)為浮選機(jī)的循環(huán)能力較強(qiáng)，反之，則浮選機(jī)的循環(huán)能力弱。采用現(xiàn)場試驗(yàn)的方法，確定浮選機(jī)的充氣量與電流的關(guān)系，采用排水取氣法測試粗選第2槽浮選機(jī)清水條件的充氣量。圖4表示清水條件下70 m3浮選機(jī)充氣量和電流的關(guān)系。

圖4 浮選充氣量與電流的關(guān)系Fig.4 Relationship between flotation machine inflating volume and electric current

可以看出，隨著充氣量增大范圍（0.3～1.0）m3/m2·min，浮選機(jī)運(yùn)行電流不斷降低，浮選機(jī)的循環(huán)能力變?nèi)?，如果浮選機(jī)的循環(huán)能力太弱，粗顆粒就容易發(fā)生沉槽。在日常操作中，應(yīng)時(shí)刻關(guān)注浮選電流的變化，根據(jù)電流變化情況，推斷浮選機(jī)礦漿循環(huán)是否正常。

5 應(yīng)用效果

通過對以上幾個(gè)方面的優(yōu)化及改造，浮選機(jī)沉槽問題得到了解決。據(jù)統(tǒng)計(jì)自2017年1月起至今浮選機(jī)沒有發(fā)生過沉槽事故，浮選機(jī)故障少了，混合粗選的作業(yè)效率得到了提升。以老廠塘坑礦為例，對改造前后混合粗選作業(yè)回收率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，如表4所示。從表4中可以看出，改造前混合粗選作業(yè)效率偏低，而且波動較大，改造后混合粗選的作業(yè)回收率與改造前相比提高14.09%，泡沫中錫夾帶也較改造前降低1.6%。

表4 改造前后混合粗選作業(yè)回收率Tab.4 The recovery rate of mixed rough concentration operation before and after renovation %

6 結(jié)語

1） 通過對KYF-70浮選機(jī)給礦流程的結(jié)構(gòu)及工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，控制好浮選機(jī)給礦濃粒度，為浮選機(jī)的正常運(yùn)行提供良好條件；

2）通過縮小中尾礦箱錐閥下部的容積，增設(shè)礦漿通道，提高粗顆粒的上升速度，可有效地降低了粗顆粒在中間箱沉積的幾率；

3）適當(dāng)減小假底及葉輪間隙，可增強(qiáng)礦漿循環(huán)能力及浮選機(jī)的吸漿能力，提高礦漿的流動性，減輕粗顆粒在槽底的沉積，縮短粗顆粒通過浮選機(jī)的時(shí)間；

4）日常生產(chǎn)管理中，應(yīng)隨時(shí)關(guān)注浮選電流變化，預(yù)判浮選機(jī)槽底沉砂情況。