柏泉鐵礦聯(lián)合浮選機(jī)組的改造應(yīng)用實踐

肖晶晶，鄒正勤，冀瑞鋒，黃志營，石艷清，李佳興

（河鋼集團(tuán)礦業(yè)公司承德柏泉鐵礦，河北 平泉 067500）

1 引言

柏泉鐵礦礦石屬超貧釩鈦磁鐵礦，主要金屬礦物為磁鐵礦、赤鐵礦、鈦鐵礦，主要非金屬礦物為磷灰石、角閃石、輝石、斜長石。原礦中Fe品位4-12%，P2O5品位1.8-3%。近幾年，該礦通過常溫浮選工藝對選鐵總尾礦進(jìn)行磷元素的回收，年產(chǎn)磷精粉17萬噸，資源綜合利用率達(dá)61%。隨著生產(chǎn)能力逐步提高，選磷浮選粗選設(shè)備能力略顯不足。經(jīng)長期現(xiàn)場實踐分析，浮選機(jī)內(nèi)泡沫層形成后會維持一段時間，一部分已上浮的粗粒或較難浮的礦化泡沫未被及時收集，隨著氣泡破裂，泡沫就會破滅，又沉降到槽體底部，形成尾礦排出[1]，造成資源浪費，而且吸附大量藥劑影響浮選效果，選磷成本較高。若同時運行兩個系列，則礦漿濃度過低，成本也會大幅度提高。因此，對現(xiàn)有浮選機(jī)組進(jìn)行改造以提高粗選回收率成為選磷生產(chǎn)的迫切需要。

2 工藝現(xiàn)狀

現(xiàn)有選磷系統(tǒng)采用“一粗二精一掃”工藝，兩個系列執(zhí)行“開一備一”。每個系列均采用水平配置的空間布置，粗選設(shè)備為“3+2”模式，即3臺KYF50浮選機(jī)與2臺XCF50浮選機(jī)聯(lián)合應(yīng)用，掃選設(shè)備為2臺KYF50浮選機(jī)與1臺XCF50浮選機(jī)聯(lián)合應(yīng)用，精選設(shè)備為2臺KYF20浮選機(jī)。通過浮選現(xiàn)場現(xiàn)象分析，粗選槽體礦化層較厚，礦化泡沫數(shù)量多，但浮選時間較短[2]，現(xiàn)有浮選刮板無法將礦化泡沫全部刮出，故粗選回收率偏低。

3 技術(shù)改造方案

浮選機(jī)自下而上分為攪拌區(qū)、分離區(qū)、礦化泡沫區(qū)。其中分離區(qū)是通過在該區(qū)域礦漿中給入大量的空氣，使得吸附了浮選藥劑的礦物顆粒與氣泡附著，形成礦化氣泡的關(guān)鍵區(qū)域[3]。承德柏泉鐵礦基于對分離區(qū)、礦化泡沫區(qū)的理論研究和實踐分析，充分結(jié)合現(xiàn)場條件、工藝布置、浮選機(jī)結(jié)構(gòu)特性等因素，創(chuàng)新提出了以下改造方案。

3.1 排出礦化泡沫裝置

傳統(tǒng)浮選機(jī)均采用單側(cè)刮礦方式，刮板結(jié)構(gòu)為雙葉對稱結(jié)構(gòu)。柏泉鐵礦通過監(jiān)測浮選時間及浮選效果，認(rèn)為原系統(tǒng)浮選時間較短，故將粗選浮選機(jī)組改為雙側(cè)刮礦方式，且刮板結(jié)構(gòu)為四葉對稱結(jié)構(gòu)，改造前后對比見圖1。理論上來講，比傳統(tǒng)刮礦裝置的能力提高了四倍。

圖1 改造前后浮選機(jī)刮泡裝置示意圖

3.2 充氣裝置

浮選機(jī)的充氣量可以保證礦化顆粒能夠順利上浮至泡沫區(qū)，提高生產(chǎn)率，改善浮選指標(biāo)。浮選機(jī)必須保證排進(jìn)足夠量的空氣并盡量彌散于整個槽體內(nèi)，因為空氣彌散越細(xì)越均勻，礦粒與氣泡接觸的機(jī)會越多，浮選效率越高[4]。空氣分配器是保證礦漿與空氣在葉輪葉片間進(jìn)行充分混合并均勻散開的主要部件。

改造前柏泉鐵礦粗選聯(lián)合浮選機(jī)組的充氣方式是每個浮選機(jī)槽體由一條12mm的吸氣管吸氣給入空氣分配器，風(fēng)管布置在浮選機(jī)的與原刮板在浮選機(jī)兩側(cè)對稱布置，搭建與槽體蓋板之上。系統(tǒng)充氣量與進(jìn)漿量、浮選速度基本吻合。經(jīng)浮選機(jī)雙側(cè)刮礦改造后，刮泡速率明顯提高，泡沫區(qū)的濃度勢必會降低，槽體中的礦化反應(yīng)速率也隨之會加快。為了確保槽體內(nèi)礦化顆粒能夠迅速上浮至泡沫區(qū)，需要提供更大充其量。該礦在保證葉輪的轉(zhuǎn)數(shù)、進(jìn)漿量、礦漿濃度等因素基本不變的前提下，將原有的吸氣管直徑加大，同時將空氣調(diào)節(jié)閥開大，以保證系統(tǒng)中的充其量充足。為了避免風(fēng)管與新增一側(cè)刮板發(fā)生碰撞，故改變其布置方式，將每個刮板的一側(cè)邊緣處割掉一小節(jié)，使風(fēng)管從刮板與槽體鐵板中間的縫隙處引入。

3.3 改造前后效果評價

聯(lián)合浮選機(jī)組改造實施后，粗選和精選精礦量明顯增加，泡沫狀態(tài)較好，粗選精礦化驗分析結(jié)果見表1。

表1 改造實施前后粗選精礦檢驗分析數(shù)據(jù)

通過上表試驗標(biāo)定數(shù)據(jù)顯示，浮選機(jī)改造前粗選精礦平均濃度35.68%，平均P2O5品位21.08%。改造后浮選機(jī)兩側(cè)刮板收集的粗精礦平均濃度分別為35.54%和34.69%，平均P2O5品位20.37%和19.79%。由此可見，改造前后，粗選作業(yè)由單側(cè)刮礦改為雙側(cè)刮礦，粗精濃度并未出現(xiàn)明顯降低，粗精品位降低了1%，也就是說粗精濃度和品位均無基本無較大變化，但刮出的精礦量卻增加。同時從掃選數(shù)據(jù)來看，改造后掃選精礦濃度降低了8.58%，掃選精礦品位降低了7.47%。

綜上所述，浮選機(jī)改造實施后，在加大充氣量的前提下，粗選槽體中更多的礦化泡沫被有效收集再選，故粗選作業(yè)回收率明顯提高，且掃選作業(yè)設(shè)備的負(fù)荷有所緩解。

4 結(jié)論

柏泉鐵礦充分結(jié)合現(xiàn)場條件及工藝運行情況，通過對XCF/KYF聯(lián)合浮選機(jī)組的改造，實現(xiàn)了雙側(cè)刮料方式，提高了浮選機(jī)充其量，在保證其他因素不變的前提下，粗選泡沫層厚度減小，精礦刮出量增加，粗選作業(yè)回收率明顯提高，同時緩解了掃選設(shè)備的負(fù)荷，為后續(xù)工藝創(chuàng)造良好的基礎(chǔ)條件，工藝指標(biāo)得到提升，浮選效果顯著提高。