齊大山選礦廠混合磁選精礦反浮選影響因素分析*

傅國輝 鈕展良 徐俊峰 李 剛 宋長春 王子揚 侯 英，3

（1.鞍山鋼鐵集團有限公司齊大山選礦廠；2.遼寧科技大學礦業(yè)工程學院；3.遼寧省金屬礦產(chǎn)資源高效采選與利用工程技術研究中心）

齊大山選礦廠混合磁選精礦反浮選是選別過程 中的重要環(huán)節(jié)之一，但生產(chǎn)中遇到了浮選尾礦品位偏高的問題，其浮選尾礦鐵品位高達15%～18%［1］。浮選機結構［2-5］、給礦性質［6-7］、操作條件［8-10］和生產(chǎn)管理等因素均會顯著影響浮選過程。沈政昌等［11］論述了浮選機大型化對浮選的影響，浮選設備大型化可降低浮選能耗；李麗匣等［12］深入分析了浮選給礦對浮選的影響。本文旨在闡明齊大山選礦廠混合磁選精礦反浮選尾礦偏高的原因，并綜述浮選機結構、給礦性質、操作條件和生產(chǎn)管理對浮選過程的影響，以期對浮選機在赤鐵礦反浮選領域的高效應用提供參考。

1 齊大山選礦廠浮選工藝流程考查

1.1 齊大山選礦廠BF與JJF浮選機配置方案

齊大山選礦廠陰離子反浮選采用JJF型和BF型浮選機配合使用，布置在一個平臺上［13］，設備聯(lián)系見圖1?；旌洗胚x精礦給入加溫攪拌桶，經(jīng)過攪拌、加溫、加藥后送入粗選浮選槽中。BF浮選機主要起吸漿作用，能夠代替輸送泵，JJF型浮選機液面穩(wěn)定，用于提高分選指標。

1.2 流程考查結果分析

對齊大山選礦廠工藝流程進行考查，以確定現(xiàn)場浮選工藝技術指標。浮選給礦、精礦、尾礦及各段精選、掃選精礦及尾礦品位和金屬平衡計算結果見圖2。

由圖2可見，1次掃選給礦品位35.65%，2次掃選給礦品位30.24%，3次掃選給礦品位27.40%，浮選可獲得鐵品位67.75%的精礦，作業(yè)回收率可達73.97%，浮選尾礦品位26.31%，生產(chǎn)過程中對浮選指標的改善還有很大的提升空間。

2 影響齊大山選礦廠浮選效果因素分析

影響浮選機浮選效果的主要因素包括結構參數(shù)、操作條件、給礦性質和日常生產(chǎn)管理。

2.1 結構參數(shù)的影響

結構參數(shù)是指BF型和JJF型浮選機自身的設備參數(shù)。BF型浮選機由北京礦冶研究總院設備研究所研制，浮選槽容積為0.37～24.00 m3，設備處理能力為0.2～24.0 m3/min，空氣吸入量為0.9～1.1 m3/（m2·min）。JJF型浮選機是北京礦冶研究總院獨立研制的自吸氣機械攪拌式浮選機，是國內應用最廣泛的自吸氣機械攪拌式浮選機之一，浮選槽容積為1～200 m3，設備處理能力為0.3～200 m3/min，空氣吸入量為1.0 m3/（m2·min）。浮選機的浮選槽容積越大，處理能力越大。隨著浮選槽容積的增大，單位物料的生產(chǎn)成本逐漸降低。設備的大型化有利于降低生產(chǎn)成本，節(jié)約占地面積，提高選礦廠自動化生產(chǎn)水平［14］。

2.2 操作條件的影響

2.2.1 攪拌轉速的影響

提高攪拌轉速有利于提高分選物料各粒級的回收率，提高浮選轉速能強化細粒級的回收，但會造成細泥夾帶，同時粗粒級的浮選回收率會略有降低［15］。浮選機的轉速影響礦漿中顆粒的懸浮、礦漿流體的運動狀態(tài)及顆粒與藥劑間的接觸等。浮選粗粒級物料時，為了避免粗顆粒脫落，浮選機轉速應比常規(guī)浮選機轉速低20%～30%［16］。

2.2.2 充氣量的影響

吸氣量可根據(jù)礦石性質的不同和選別作業(yè)的要求，通過吸氣管閥門來調節(jié)。隨著充氣量的增加，浮選槽內的氣泡量增多，物料的最大可浮粒度也隨著上升。隨著充氣量的增加，高充氣量增加了浮選槽內的紊流程度，增加了顆粒與氣泡的脫附概率，物料的可浮性降低。礦漿紊流程度是影響物料可浮性的關鍵因素，主要受葉輪轉速和充氣量的影響［17］。

2.2.3 液位的影響

生產(chǎn)中根據(jù)選別要求，通過電動或手動閘門調節(jié)排礦，保持所需的礦漿液面高度。礦漿液面過高，會降低精礦品位，礦漿液面過低，會降低精礦回收率，設定適宜的浮選礦漿液面高度是獲得較好分選效果的前提。

2.2.4 藥劑制度的影響

藥劑制度是指浮選工藝對添加藥劑的種類和數(shù)量、加藥點和加藥方式的規(guī)定。藥劑制度對浮選指標有重大影響。浮選過程中加到礦漿中的浮選藥劑有多種，它們與礦漿中原有各種組分之間的作用以及它們之間的交互作用很復雜，并互相制約。選定比較好的藥劑制度，往往可使這些交互作用達到有利于浮選的某種平衡。

2.3 給礦性質的影響

（1）入料濃度對浮選效果的影響?；旌洗胚x精礦的反浮選入料濃度一般為45%～60%。入料濃度顯著影響分選效果，入料濃度越低，物料在礦漿中的分散效果越好，分選效果越好，但處理能力隨之降低，生產(chǎn)成本增加，在滿足現(xiàn)場處理能力要求的前提下適當降低入料濃度有助于提高分選效果。實現(xiàn)入料濃度的智能監(jiān)控和調節(jié)有助于提高浮選機的分選效果。

（2）入料粒度對浮選效果的影響。入料粒度的大小直接決定入料的解離度，隨著入料粒度的降低，物料的單體解離度逐漸增加，分選效果變好，但隨著入料粒度的進一步降低，物料的單體解離度變化不大，精礦品位也變化不大，但由于物料的過磨而導致精礦的產(chǎn)率和回收率逐漸降低，尾礦中細粒級的鐵金屬損失隨之加大。為降低磨礦生產(chǎn)成本及防止過磨對選礦指標產(chǎn)生不良影響，在生產(chǎn)中磨礦細度宜控制在一定范圍之內。

2.4 生產(chǎn)管理的影響

（1）浮選液面翻花的主要原因：礦漿濃度過小，給礦量不穩(wěn)；葉輪和蓋板磨損嚴重，間隙過大；浮選機轉速過快或反向，此時應更換電機或皮帶輪來降低轉速或重新接線調整反向。

（2）浮選跑槽的主要原因：浮選給礦量或中礦返回量大，捕收劑添加過多。

（3）浮選壓槽原因：浮選給礦濃度過大或過低，粒度過粗；捕收劑用量少，不起泡，給礦品位高；浮選機攪拌能力下降或未充氣；浮選機不轉動。

（4）浮選泡沫發(fā)黏原因：給礦粒度過細，含泥量偏高，礦漿濃度過大；pH值低；捕收劑或氧化鈣用量過多。

（5）精礦尾礦品位高的原因：給礦品位高；浮選崗位操作不當，此時粗選和精選作業(yè)少刮多走，掃選1精礦多返；藥劑添加不當，應少加捕收劑，多加淀粉。

（6）精礦尾礦品位低的原因：給礦粒度粗，鐵礦物單體解離度低；給礦品位低；藥劑添加不當，應多加捕收劑，少加淀粉；浮選崗位操作不當，此時掃1多刮少走，精選多刮少走。

（7）精礦品位低、尾礦品位高的原因：淀粉效果差；粒度粗，鐵礦物單體解離度低；礦漿溫度過高，藥劑作用效果減弱。

3 提高JJF型及BF型浮選機性能建議

（1）提高浮選機充氣量控制精度。JJF與BF型浮選機充氣量的控制較為粗糙，沒有精確的自動檢測和控制手段，在生產(chǎn)操作中崗位工憑借經(jīng)驗調整充氣閥門的大小，設備的密封性較差，漏氣現(xiàn)象較多，急需進一步地研究改進。

（2）改進浮選機液位控制技術。浮選機液位控制裝置采用浮子式液位系統(tǒng)，由浮子式液位檢測器、液位控制器和液位執(zhí)行器組成，在反浮選工藝中泡沫產(chǎn)品為尾礦，而留在浮選機內部的為精礦，采用浮子式液位控制系統(tǒng)能保持礦漿液面的穩(wěn)定，但排礦閥門的開啟程度隨著給礦量、礦石性質及藥劑制度等條件的變化而隨時改變，雖能減少跑槽現(xiàn)象，但也會造成精礦品位的頻繁變化，應予以研究完善。

（3）提高BF型浮選機液面的平穩(wěn)程度。齊大山選礦廠反浮選工藝中，BF型浮選機主要起吸漿作用，在中礦返回過程中，往往攜帶大量空氣，致使浮選槽內翻花現(xiàn)象嚴重，液面不穩(wěn)，選別效果減弱，需要進一步改進。

（4）提高浮選藥劑添加量的精確度。浮選藥劑的添加通過人工調整閥門開度的方式調整藥劑添加量，實現(xiàn)浮選藥劑的精確添加，可有效提高分選指標。

（5）浮選機應用磁浮技術。浮選尾礦品位較高，鐵主要損失于-25μm粒級中，且有相當一部分已達到單體解離，應研究在浮選機中安裝磁格柵，產(chǎn)生外加磁場，可抑制磁鐵礦的浮選，提高浮選的選擇性，提高回收率并降低尾礦品位［3］。

（6）實現(xiàn)浮選機大型化。齊大山選礦廠應用的浮選機有6 m3和10 m32種容積，處理量在70～100 m3/h，處理量較小。大型浮選機可降低耗電量、維修費、安裝費及占地面積，浮選機的大型化勢在必行。

4 結論

（1）影響赤鐵礦反浮選分選效果的因素主要包括結構參數(shù)、工作參數(shù)、給礦性質和日常生產(chǎn)管理。生產(chǎn)過程中必須理論聯(lián)系實際，了解影響浮選機分選效果的因素，加強現(xiàn)場生產(chǎn)管理，合理控制各個相關環(huán)節(jié)，提高分選效果。

（2）浮選機的浮選槽容積越大，處理能力越大。設備的大型化有利于降低生產(chǎn)成本，節(jié)約占地面積，提高選礦廠自動化生產(chǎn)水平。

（3）浮選機攪拌轉速、液面高度、充氣量和藥劑制度顯著影響浮選效果。

（4）入料濃度和入料粒度等給礦性質因素也會顯著影響分選效果，實現(xiàn)浮選濃度和浮選粒度的智能監(jiān)控和調節(jié)有助于提高浮選機的分選效果。

（5）獲得良好浮選指標的要點是精準保證礦漿液位高度，精確調節(jié)充氣量，精確藥劑添加量和浮選精礦品位的精確檢測。