浮選機設備在“反浮選—冷結晶”工藝中的應用

辛國山，郝紅軍，孟 浩，霍永星

(青海鹽湖工業股份有限公司，青海 格爾木 816000)

0 引 言

浮選機即浮游選礦機，是礦物進行浮選過程的機械設備。浮選機設備加入特定藥劑處理過的礦漿，攪拌充氣后，有選擇地把礦漿中的部分礦物質吸附于氣泡上，然后氣泡上浮到礦漿表面上，將其刮出形成含有用礦物質的泡沫產品，或者刮出無用物質的泡沫、將剩余的有用礦物質保留在礦漿中，實現礦物分離的生產目的。

1 浮選機設備概述

浮選機設備主要用于生產銅、鋅、鉛、鎳、金等有色金屬、黑色金屬或者粗選和精選非金屬礦物質。浮選機槽底上未被分離的礦物質顆粒會通過循環孔和上吸口再一次進入循環利用，進行混合、礦化和分離。槽底的葉輪無法吸入的礦漿剩余物質，通過中礦箱進入第二室的槽體底部，循環第一室的全部操作過程，然后進入第三室循環往復，礦漿剩余物質通過最后一室進入尾礦箱，最后排出尾礦。浮選機是選礦生產線上十分重要的設備，浮選機設備的分類非常多，機械攪拌式浮選機是企業生產中常用的設備。

2 浮選機設備分類

浮選機設備主要分為機械攪拌式浮選機、充氣式浮選機以及充氣攪拌式浮選機3種類型，不同類型浮選機的特點，見表1。

表1 浮選機設備分類

3 基本原理

浮選機是利用電動機三角帶傳動帶動葉輪，葉輪旋轉產生離心作用，形成負壓。負壓吸入充足的空氣和礦漿充分混合均勻，加入的藥物攪拌礦漿，同時細化礦漿中的泡沫，使礦物附著在泡沫上，浮到礦漿表面再形成礦化泡沫。調節閘板高度，控制液面，用刮板刮出有用的泡沫。利用葉輪離心力的作用，混合的礦漿進入礦化區，充入的空氣變為氣泡并被粉碎，與礦物質成分充分接觸，排入分選環節。分選部分的轉環慢速旋轉，礦漿從分選室進入浮選區，此時入選物料經礦漿分配器分別給到每個分選點，礦物顆粒被吸在齒板上，同時隨分選環轉動。在重力和礦漿流的同時作用下，剩余礦漿中的物質通過齒板的縫隙，進入分選環下部的尾礦槽。由分選室進入中礦清洗位置時，加入少量清水，清洗夾雜的其余礦物質、礦泥等，沖入尾礦槽中，提高產品質量和生產效益。

4 浮選機設備的基本選型原則

浮選機設備的基本選型原則主要包括3個方面的選型：礦石特征、加工生產企業的規模以及精選作業需要的效果，見表2。

表2 浮選機設備的基本選型原則

5 浮選機設備

5.1 KYF型浮選機

KYF型浮選機屬于充氣機械攪拌式浮選機，是典型的大型化浮選機。KYF型浮選機有UO型槽體浮選機和柱形槽體浮選機。該類型浮選機主要是葉輪、定子、主軸、空氣調節閥以及槽體等組成，在國內外得到迅速推廣使用，從2000—2008年不斷研制浮選機容積從50 m3，160 m3，200 m3提升到320 m3。世界上單槽容積最大的浮選機之一是KYF-320充氣機械攪拌式浮選機，單臺浮選機的銅富集比可達20.62，硫富集比可達71.44，單機功耗160 kW。在中鋁秘魯項目中，選擇使用320 m3的浮選機28臺。

KYF浮選機設備的設計采用后傾葉片倒錐臺狀葉輪、懸空式定子，在葉輪中間設計有多孔圓筒型空氣分配器，這是其設計的特色亮點。這個類型浮選機設備的工作是依靠葉輪的旋轉，采用鼓風機供給低壓空氣，低壓空氣通過空心主軸進入空氣分配器。由分配器側壁的孔進入葉輪葉片，槽內礦漿同時從葉輪下端被吸入葉輪葉片，礦漿和空氣充分混合。礦漿從葉輪排出，通過定子穩定，最后進入槽中，氣泡上升到槽子表面形成泡沫，尾礦返回葉輪區重新進入再循環。

5.2 XCF 浮選機

XCF浮選機可彌補一般充氣機械攪拌式浮選機的不足，比如針對一般設備對礦漿處理不具備自吸的能力，必須階梯配置、中礦返回需利用泵返，設備選礦加工流程復雜、設備投資或改造費用高、成產效率低等問題而改進研發。XCF浮選設備設計時在采用一般充氣式浮選機優點的基礎上，還增加了自吸礦漿的能力。XCF浮選機的設計，設備的葉輪由上葉片、下葉片以及隔離盤構成，其中輻射狀的上葉片和蓋板一起組成吸漿區，吸漿區的作用是從槽外吸入礦漿；后傾葉片的下葉片，主要起到循環礦漿和分散空氣的作用，下葉片區域是充氣區；隔離盤直徑≥葉片外圓直徑，主要是用于區分充氣區和吸漿區。

5.3 XCF/KYF聯合機組

KYF浮選機和XCF浮選機組合成為聯合機組，實現浮選機設備的優化配置，可廣泛應用于有色金屬、黑色金屬和多種化工行業，產生顯著的經濟效益和社會效益。XCF-8浮選機應用在鉛鋅礦的實踐證明，與6A型浮選機對比，鉛回收率可提高0.67 %，鋅回收率提高1.94 %。聯合機組設備大幅降低功耗達23.1 %，聯合機組設備可節省占地面積40 %。

6 結 語

在反浮選—冷結晶工藝中的浮選機設備選型，需要綜合考慮浮選機分類、基本原理、企業技術經濟等各種因素，通過對浮選機工作原理的分析，總結浮選機設備選型的基本原則。選擇合適的浮選機設備，可大幅減少生產選型時間，顯著提高產品選型精度、生產效率、尾礦回收率以及成品的品位，促進企業生產工藝和經濟效益的不斷提升。