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        有色金屬大型高效選礦設(shè)備的發(fā)展與應(yīng)用

        2011-04-10 12:08:53胡瑞彪黃光洪陳典助李小健陳正軍
        湖南有色金屬 2011年1期
        關(guān)鍵詞:浮選機(jī)選礦廠壓濾機(jī)

        胡瑞彪,黃光洪,陳典助,李小健,陳正軍

        (長(zhǎng)沙有色冶金設(shè)計(jì)研究院,湖南長(zhǎng)沙 410011)

        ·機(jī)械設(shè)備·

        有色金屬大型高效選礦設(shè)備的發(fā)展與應(yīng)用

        胡瑞彪,黃光洪,陳典助,李小健,陳正軍

        (長(zhǎng)沙有色冶金設(shè)計(jì)研究院,湖南長(zhǎng)沙 410011)

        文章介紹了國(guó)內(nèi)外有色金屬選礦設(shè)備大型化的使用情況,并以大型高效選礦設(shè)備的生產(chǎn)實(shí)例,分析了選礦大型化設(shè)備的發(fā)展趨勢(shì)及應(yīng)用前景。

        有色金屬;選礦;大型設(shè)備;進(jìn)展

        隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,礦產(chǎn)資源的大量被開(kāi)發(fā),原材料不斷消耗,使得已探明資源量不斷減少,同時(shí)導(dǎo)致了被采原礦日趨貧、細(xì)、雜;為了提高選礦廠的效益,大型或特大型選礦廠日趨增多。這就對(duì)選礦設(shè)備提出了越來(lái)越高的要求,促使選礦設(shè)備不斷向大型、高效節(jié)能的方向發(fā)展。

        選礦設(shè)備和選礦工藝的發(fā)展是同步的,任何高效的新型選礦設(shè)備都是伴隨選礦廠生產(chǎn)要求而誕生,同時(shí)亦會(huì)促進(jìn)選礦廠工藝技術(shù)、大型高效選礦設(shè)備的發(fā)展。設(shè)備技術(shù)水平是實(shí)現(xiàn)選礦工藝的前提,既直接影響生產(chǎn)流程的暢通和效率,同時(shí)也影響產(chǎn)品的質(zhì)量以及選礦廠綜合經(jīng)濟(jì)效益。因此,國(guó)內(nèi)外非常重視選礦設(shè)備的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,各相關(guān)學(xué)科間的相互交叉和滲透,加上各專(zhuān)業(yè)間的互相協(xié)作,更促進(jìn)了新結(jié)構(gòu)、新材料的新型選礦設(shè)備的問(wèn)世;機(jī)電一體化和自動(dòng)控制技術(shù)的廣泛應(yīng)用,則更有力地推動(dòng)了選礦設(shè)備的不斷創(chuàng)新和向高效節(jié)能方向發(fā)展。

        1 國(guó)內(nèi)外采用的主要大型、新型破碎設(shè)備及應(yīng)用

        在選礦廠的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過(guò)程中,為了對(duì)入選礦石中有用礦物最大限度地回收利用,同時(shí)盡可能降低選礦廠的能耗,減少對(duì)環(huán)境的影響與污染,提高選礦廠的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益,破碎、磨礦、浮選和濃縮設(shè)備的選擇就顯得尤為重要。破碎、磨礦工序的能耗和鋼耗占選礦廠生產(chǎn)的一半以上,特別是磨礦工序,單位能耗遠(yuǎn)比破碎工序能耗高得多,占整個(gè)礦物粉碎作業(yè)的85%以上,占選廠的30%~60%。因此,采用新的破碎工藝、選擇大型高效破碎設(shè)備等方法強(qiáng)化破碎作業(yè),減少磨礦的給礦粒度,是提高碎磨效率,降低選礦成本的重要途徑,也是設(shè)計(jì)選礦廠應(yīng)該遵循和考慮的基本原則。

        1.1 破碎機(jī)

        傳統(tǒng)破碎工藝流程的破碎產(chǎn)品粒度大,難以貫徹多碎少磨的節(jié)能原則。其工藝特點(diǎn)是:能耗高,工藝流程長(zhǎng)。一般來(lái)說(shuō),破碎作業(yè)需采用兩段或多段破碎才能獲得理想的產(chǎn)品粒度,這樣一來(lái),會(huì)造成破碎工段設(shè)備臺(tái)數(shù)增加,廠房面積增大,無(wú)形中增大了基建投資。因而,設(shè)計(jì)過(guò)程中采用大型化、高破碎比的設(shè)備是破碎工藝的發(fā)展趨勢(shì)。

        隨著美卓礦機(jī)和Sandvik礦機(jī)在我國(guó)特大型礦山的應(yīng)用,這一現(xiàn)象有了一定的改善。就有色金屬礦山而言,在粗碎方面,現(xiàn)階段最大的粗碎設(shè)備是MK-Ⅱ60-110旋回破碎機(jī),該設(shè)備有大傾角的破碎腔和較長(zhǎng)的破碎面,具有超高的破碎能力,在控制破碎產(chǎn)品粒度 ≤300 mm時(shí)最大處理能力可達(dá)6 080 t/h,且具有能耗低、多種偏心距、排礦口調(diào)整范圍寬(175~250 mm)、易于維護(hù)保養(yǎng)和維修等特點(diǎn)。

        中細(xì)碎設(shè)備中,瑞典Sandvik集團(tuán)生產(chǎn)的液壓圓錐破碎機(jī),具有陡錐、高擺頻、小偏心距、底部單缸液壓支承和頂部星型架結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),同一臺(tái)破碎機(jī)可以安裝從特粗到特細(xì)7種破碎腔型,襯板形狀為恒定襯板特性等特點(diǎn)而被關(guān)注,其系列規(guī)格有S、H等系列,S系列液壓圓錐破碎機(jī)為第二段圓錐破碎機(jī),用于大進(jìn)料粒徑的二段破碎,與H系列圓錐破碎機(jī)的主要區(qū)別是給料口較大。H8800型圓錐破碎機(jī)的給料粒度范圍為460~50 mm,排礦口調(diào)整范圍10~51 mm,最大安裝功率600 kW。用于中碎作業(yè)時(shí)最大處理能力可達(dá)15 kt/d,細(xì)碎作業(yè)時(shí)最大處理能力可達(dá)7 500 t/d。該設(shè)備在國(guó)外應(yīng)用于世界最大的地下銅礦——智利Codelco公司的 El Teniente銅礦等礦山[1]。我國(guó)德興銅礦、河南欒川鉬礦等大量已使用了這一規(guī)格的設(shè)備。

        目前世界上比較大的旋回破碎機(jī)還有德國(guó)Krupp公司制造的1 600 mm×2 896 mm旋回破碎機(jī),單臺(tái)處理能力也可達(dá)到10 kt/h以上,現(xiàn)用于Iriana Jaya的 Grasberg銅金礦。

        北京礦冶研究總院研制的外動(dòng)顎大破碎比勻擺顎式破碎機(jī)能提供較大的破碎比(最大可達(dá)17.5),一段破碎就可使產(chǎn)品粒度達(dá)到-12 mm,對(duì)降低流程的復(fù)雜性有一定的幫助[2],已在銅陵有色金屬公司鳳凰山銅礦、河北永昌金礦、四川某金礦、內(nèi)蒙古白音罕山鉛鋅礦等采用,具有較佳的效果,不過(guò)該設(shè)備的處理能力有限,主要考慮在中小型礦山使用。該單位還設(shè)計(jì)生產(chǎn)了PA低矮系列顎式破碎機(jī),這種設(shè)備因給料高度比同規(guī)格普通破碎機(jī)低近30%而被用于井下工作,其最大規(guī)格為 900 mm×1 200 mm[3]。北方重工生產(chǎn)的顎式破碎機(jī)有PEF和PEJ兩個(gè)系列,其中PEJ系列最大的規(guī)格為1 500 mm× 2 100 mm。

        1.2 高壓輥磨機(jī)

        高壓輥磨機(jī)又名輥壓機(jī),實(shí)際上高壓輥磨機(jī)在上世紀(jì)80年代就被應(yīng)用到了水泥行業(yè),而在金屬礦山領(lǐng)域的應(yīng)用由于材質(zhì)和輥面磨損等問(wèn)題而進(jìn)展較慢。不過(guò)伴隨著材料業(yè)的發(fā)展,以及全球礦業(yè)開(kāi)發(fā)過(guò)程中對(duì)生產(chǎn)規(guī)模大型化和最大限度降低礦石破碎、磨礦能耗的要求,使用大型高壓輥磨設(shè)備已成為行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。

        世界上最大的高壓輥磨機(jī)是由德國(guó)的 Krupp Polysius公司制造的,規(guī)格為Φ2 400 mm×1 650 mm,這種設(shè)備對(duì)高硬度礦石的磨碎效果尤為突出,而且同比節(jié)能達(dá)30%以上,已在秘魯?shù)腃erro Verde銅鉬選礦廠得到應(yīng)用,生產(chǎn)能力達(dá)到2 900 t/h。據(jù)報(bào)道[4],高壓輥磨機(jī)在銅礦石的破碎方面有比較多的應(yīng)用,印度尼西亞的PT銅金礦于2007年在其C1和C2選礦廠安裝了兩臺(tái)Φ2 000 mm×1 500 mm的高壓輥磨機(jī)進(jìn)行礦石的超粉碎,每臺(tái)處理量1 450 t/h;哈薩克斯坦的 Kasachsmys銅礦用Φ1 700 mm× 1 400 mm的高壓輥磨機(jī)進(jìn)行礦石的破碎,處理量約為1 000 t/h[5,6]。

        陜西金堆城鉬業(yè)公司是國(guó)內(nèi)首個(gè)引進(jìn)高壓輥磨機(jī)的有色企業(yè),引進(jìn)的 Krupp Polysius公司生產(chǎn)的RPl4—1400高壓輥磨機(jī),將細(xì)碎產(chǎn)品開(kāi)路破碎后給入球磨分級(jí)系統(tǒng),輥壓前、后物料給入一段球磨機(jī),臺(tái)時(shí)處理能力之比為1.975。國(guó)內(nèi)也有一些企業(yè)加入了研發(fā)高壓輥磨機(jī)的行列,四川成都利君公司設(shè)計(jì)的高壓輥磨機(jī)的最大規(guī)格為Φ2 400 mm×1 600 mm,最大處理能力可達(dá)2 200 t/h(鐵礦石)。該設(shè)備在內(nèi)蒙古中西礦業(yè)有限公司正準(zhǔn)備安裝使用,設(shè)計(jì)處理能力1 500 t/h。

        2 大型磨礦設(shè)備進(jìn)展及應(yīng)用

        磨礦工藝可以分為兩大類(lèi):一類(lèi)為常規(guī)的碎磨流程,即破碎篩分+球磨工藝,另一類(lèi)是(半)自磨流程即粗碎+自磨(半自磨)+球磨工藝。在國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家,由于勞動(dòng)力成本高、自動(dòng)化程度高等原因,流程結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的自磨(半自磨)+球磨工藝在特大型選礦廠得到廣泛應(yīng)用,促使大型、特大型自磨機(jī)與半自磨機(jī)得到巨大的發(fā)展。該類(lèi)設(shè)備具有單臺(tái)生產(chǎn)能力大、工藝配置簡(jiǎn)單、選擇性磨礦效果好的特點(diǎn),也非常適合我國(guó)選礦廠發(fā)展的需求,因而國(guó)內(nèi)一些特大、大型礦山也已逐步開(kāi)始推廣這種工藝。

        2.1 自磨機(jī)和半自磨機(jī)

        目前世界上生產(chǎn)應(yīng)用的半自磨機(jī)規(guī)格最大的已達(dá)到Φ12.19 m×7.32 m,驅(qū)動(dòng)功率為20 MW。美卓礦機(jī)現(xiàn)在已能設(shè)計(jì)和制造Φ13.41 m×7.92 m(有效研磨長(zhǎng)度為7.32 m),驅(qū)動(dòng)功率為31 MW(環(huán)形電機(jī)驅(qū)動(dòng))的半自磨機(jī)。其Φ12.2 m×6.7 m型自磨機(jī)已應(yīng)用于澳大利亞的Newvrest Cadia銅金礦,處理能力為2 100 t/h。在智利Collahuasi mine安裝的Φ12.19 m×7.32 m半自磨機(jī)是國(guó)外目前使用最大的半自磨機(jī)。2010年由中信重工機(jī)械股份有限公司成功研制的世界最大、最先進(jìn)的Φ12.2 m×10.9 m自磨機(jī)也已交付澳大利亞SINO鐵礦項(xiàng)目。

        銅陵冬瓜山銅礦選礦廠是我國(guó)首次采用大型半自磨機(jī)的選礦廠,采用的磨礦設(shè)備為Φ8.534 m× 3.962 m半自磨機(jī),爾后自磨機(jī)在有色金屬選礦廠逐漸得到推廣和應(yīng)用。一些開(kāi)發(fā)時(shí)間較長(zhǎng)的大型礦山也在流程改造或擴(kuò)建時(shí)采用了自磨、半自磨機(jī)流程。2010年4月2日,由中信重工自行設(shè)計(jì)、完全擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的目前國(guó)內(nèi)最大的Φ10.37 m× 5.19 m(雙電機(jī)驅(qū)動(dòng))半自磨機(jī)完成了試車(chē),該型號(hào)半自磨機(jī)是國(guó)內(nèi)目前規(guī)格最大、系統(tǒng)配置最高、控制性能最完善的磨礦設(shè)備。德興銅礦擴(kuò)大采選生產(chǎn)規(guī)模技術(shù)改造項(xiàng)目中的大山選礦廠就采用了該型號(hào)半自磨機(jī),同時(shí)采用的還有Φ7.32 m×10.68 m球磨機(jī),電機(jī)功率均為2×5 586 kW,其設(shè)計(jì)磨礦能力為938 t/h[7]。

        2.2 球磨機(jī)

        在智利一個(gè)銅礦中安裝的美卓礦機(jī)生產(chǎn)Φ7.93 m ×12.3 m球磨機(jī)是國(guó)外目前最大的投入使用的球磨機(jī),安裝功率為13 400 kW,為無(wú)齒輪傳動(dòng)。美卓已設(shè)計(jì)出直徑為Φ8.25 m×13.4 m的球磨機(jī),安裝功率高達(dá)16 418 kW。

        2009年7月1日,我國(guó)自主研發(fā)、完全擁有知識(shí)產(chǎn)權(quán)中信重工生產(chǎn)的世界最大、最先進(jìn)的首臺(tái)Φ7.93 m×13.6 m溢流型球磨機(jī)制造成功并交付澳大利亞SINO鐵礦項(xiàng)目。

        3 篩分和分級(jí)設(shè)備的發(fā)展與應(yīng)用

        在金屬礦產(chǎn)資源的開(kāi)發(fā)利用過(guò)程中,選礦廠的分級(jí)作業(yè)也是礦物分離極其重要的生產(chǎn)環(huán)節(jié)。隨著金屬礦山開(kāi)采和選別難度的增加,對(duì)篩分效率和分級(jí)效率要求越來(lái)越高。因此,高效的篩分和分級(jí)設(shè)備是必然的選擇。

        3.1 篩分設(shè)備

        Sandvik礦機(jī)生產(chǎn)的篩分設(shè)備包括棒條篩(SGH系列和SG系列)、圓振篩(SC-H系列、CS系列及MSO系列)、直線振動(dòng)篩(LF系列)等。其中SG-H篩分機(jī)具有單一棒條或平板類(lèi)型的篩板,可自由選擇不同底層篩網(wǎng),寬度為1.2~1.5 m;SG系列可用于重型粗篩作業(yè),篩面寬度1.2~2.4 m;LF系列直線振動(dòng)篩篩分效率高,產(chǎn)能大,在黑色礦山得到廣泛應(yīng)用。

        美國(guó)Derrick公司生產(chǎn)的高頻振動(dòng)細(xì)篩目前有兩種規(guī)格:1.2 m和1.5 m寬,分別配置2×1.9 kW和2×3.8 kW的動(dòng)力。其優(yōu)異工作性能主要?dú)w功于自身配套的高技術(shù)專(zhuān)利篩網(wǎng)。其篩網(wǎng)有三種:Urethane聚氨酯篩網(wǎng)壽命可達(dá)7 000 h以上,開(kāi)孔率為35%~45%,孔徑最小達(dá)0.10 mm,具有處理能力高、耐磨、防堵能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn);Pyramid三維篩網(wǎng)可以處理0.038 mm的細(xì)粒物料,具有篩網(wǎng)面積大、處理能力大、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn);Sandwich夾層金屬篩網(wǎng)由三層篩網(wǎng)組成。上兩層篩網(wǎng)起篩分作用,篩分粒度由兩層篩網(wǎng)交叉重疊決定;最下層篩網(wǎng)起支撐作用。該細(xì)篩還可配置重復(fù)造漿槽,適合最大限度地從給料中篩除合格粒級(jí)物料。該設(shè)備在山東萊鋼魯南礦業(yè)公司,秘魯Brocal鉛鋅礦等都有應(yīng)用。適宜于鎢、錫選礦廠磨礦分級(jí),對(duì)減少過(guò)磨效果顯著。

        在國(guó)內(nèi),唐山路凱科技有限公司研制的MVS型電磁振動(dòng)高頻振網(wǎng)篩,其主要特點(diǎn)有:(1)只有篩網(wǎng)振動(dòng),基礎(chǔ)受力小,篩網(wǎng)不易堵;(2)電耗低,節(jié)能; (3)篩子傾角可調(diào);(4)篩網(wǎng)由3層篩網(wǎng)組成,篩分效果好。在國(guó)內(nèi)黑色礦山應(yīng)用較廣。

        由于兼具圓振動(dòng)篩和直線振動(dòng)篩的優(yōu)點(diǎn),橢圓振動(dòng)篩在篩分領(lǐng)域中得到了廣泛的關(guān)注。前面介紹的Sandvik礦機(jī)生產(chǎn)的MSO系列振動(dòng)篩就屬于這一類(lèi),其特點(diǎn)是可顯著提高給料端的物料運(yùn)動(dòng)速度并且降低排料端的物料運(yùn)動(dòng)速度,最大型號(hào)為MSO2470,即外形尺寸為2 420 mm×7 000 mm(寬×長(zhǎng))。美卓礦機(jī)生產(chǎn) Ellivar系列振動(dòng)篩也是橢圓振動(dòng)篩,最大型號(hào)為ELL20,外形尺寸為2 630 mm ×7 630 mm(寬×長(zhǎng)),篩面面積為20 m2,最大處理量可達(dá)800 t/h,安裝功率為30 kW。鞍山重型礦山機(jī)器股份有限公司生產(chǎn)的 TAB型振幅遞減橢圓振動(dòng)篩,最大規(guī)格為2TAB4282型號(hào),外形尺寸4 250 mm×8 220 mm(寬×長(zhǎng)),雙層篩網(wǎng),最大處理量為2 000 t/h,電機(jī)安裝功率為2×55 kW。

        3.2 分級(jí)設(shè)備

        選礦行業(yè)采用的分機(jī)設(shè)備主要有螺旋分級(jí)機(jī)和水力旋流器兩大類(lèi)。

        3.2.1 螺旋分級(jí)機(jī)

        螺旋分級(jí)機(jī)主要同磨礦設(shè)備組成閉路作業(yè),或用來(lái)洗礦、脫水和脫泥等,對(duì)粒度較粗的顆粒分級(jí)效果較好。

        目前,國(guó)內(nèi)的螺旋分級(jí)機(jī)共有22個(gè)規(guī)格,其中高堰式螺旋分級(jí)機(jī)螺旋直徑0.5~3.0 m,沉沒(méi)式螺旋分級(jí)機(jī)螺旋直徑1.2~3.0 m,北方重工生產(chǎn)的最大的螺旋分級(jí)機(jī)規(guī)格為Φ3000 mm,總重84.87 t,生產(chǎn)能力(按固體量計(jì)算):返砂量23 300 t/d,溢流量2 200 t/d。

        中國(guó)冶金礦業(yè)總公司通過(guò)引進(jìn)德國(guó)AFX-100復(fù)式硫化分級(jí)技術(shù)設(shè)計(jì)生產(chǎn)的第三代高效分級(jí)設(shè)備,具有分級(jí)效率高、自動(dòng)化程度高、運(yùn)行成本低,可同時(shí)產(chǎn)出三種粒級(jí)產(chǎn)品等優(yōu)點(diǎn)。最大的處理量可達(dá)1 000 t/h(固體量計(jì)算),給料粒度上限為8 mm。在本鋼歪頭山的工業(yè)試驗(yàn)中,在處理能力為26~35 t/h時(shí),細(xì)粒級(jí)物料的質(zhì)效率和量效率高達(dá)74.38%和87.66%[8],是普通螺旋分級(jí)效率的2.2倍、水力旋流器的1.8倍、振動(dòng)細(xì)篩的1.3倍。

        3.2.2 水力旋流器

        水力旋流器作為一種高效的分級(jí)、脫泥設(shè)備,由于它處理量大,構(gòu)造簡(jiǎn)單而被國(guó)內(nèi)外廣泛采用。由威海海王旋流器有限公司生產(chǎn)的旋流器與其他旋流器相比,主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)有:漸開(kāi)線形進(jìn)料口、厚壁溢流管、新型多椎體機(jī)構(gòu)旋流器。由于其諸多優(yōu)點(diǎn),被國(guó)內(nèi)外選礦廠廣泛認(rèn)可,其FX系列旋流器中最大規(guī)格為 FX850,內(nèi)徑為850 mm,最大給料粒度達(dá)22 mm,溢流管徑260~340 mm,處理能力最高可達(dá)到850 m3/h之間,設(shè)備重量為2 600 kg。北方重工生產(chǎn)的旋流器最大型號(hào)為FX-660,處理能力為350 m3/h,設(shè)備總重1 130 kg[9]。

        4 選別設(shè)備(浮選設(shè)備為主)的發(fā)展與應(yīng)用

        近年來(lái),浮選設(shè)備的發(fā)展有以下趨勢(shì):

        1.設(shè)備大型化。隨著選礦廠日處理量的不斷增大,單槽容積大于200 m3的浮選設(shè)備已開(kāi)始逐漸投入生產(chǎn),目前世界上最大規(guī)格的浮選機(jī)單槽容積達(dá)到300 m3。

        2.浮選設(shè)備趨向節(jié)能。通過(guò)改善葉輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和外加充氣等方式,使浮選效率提高,同時(shí)降低浮選機(jī)的能耗。

        3.細(xì)粒浮選設(shè)備得到快速發(fā)展。復(fù)合力場(chǎng)的引入,使浮選機(jī)(柱)處理細(xì)粒和微細(xì)粒的效率大大提高。

        4.自動(dòng)化控制程度越來(lái)越高。

        在此基礎(chǔ)上,各種大型、新型的浮選機(jī)應(yīng)運(yùn)而生。WEMCO公司生產(chǎn)的SmartCell型自吸式浮選機(jī),屬自吸氣式機(jī)械攪拌浮選機(jī),主要用于粗選和掃選,規(guī)格有42 m3、70 m3、100 m3、130 m3、160 m3、250 m3等6種規(guī)格。其中SmartCell 250型浮選機(jī)所要求的單位動(dòng)力比預(yù)期的低了18%,而且在智利Minera Los Pelambres銅礦中使用了10臺(tái)這種浮選機(jī),使其處理量由120 kt/d提高到140 kt/d。

        芬蘭奧圖昆普技術(shù)公司生產(chǎn)的 TankCell浮選機(jī),屬充氣機(jī)械攪拌式浮選機(jī),主要用于粗選和掃選。其設(shè)計(jì)生產(chǎn)的TankCell—300浮選機(jī),浮選容積達(dá)到300 m3,是迄今為止世界上最大的浮選機(jī)。該浮選機(jī)的空氣給入流量約為16~31 m3/min,軸壓力為71 kPa,2009年在智利Codelco公司丘基卡馬塔分部成功通過(guò)測(cè)試[10]。在昆士蘭 Zinifex Certtury鋅選礦廠使用的最大T ankCell浮選機(jī)的容積為200 m3, 10臺(tái)200 m3的浮選機(jī)在澳大利亞的Cowal金選礦廠中被成功使用[10]。

        北京礦冶研究總院研制的 KYF-Ⅱ型浮選機(jī),也是充氣機(jī)械攪拌式浮選機(jī),主要用于粗選和掃選,規(guī)格有50 m3、70 m3、100 m3、130 m3、160 m3、200 m3等6種規(guī)格。2007年,金川有色公司新建14 kt/d選礦廠使用了22臺(tái)KYFⅡ-160浮選機(jī),中國(guó)黃金集團(tuán)公司在內(nèi)蒙某銅鉬礦使用KYF-160浮選機(jī)32臺(tái);2009年在江西德興銅礦大山選礦廠進(jìn)行了 KYF -200浮選機(jī)的工業(yè)試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果表明,在給礦銅品位相當(dāng)?shù)那闆r下,選別指標(biāo)和原有的2×4臺(tái)39 m3浮選機(jī)相比,盡管精礦銅品位降低0.39%,但回收率提高了6.77%,浮選效率高6.95%。說(shuō)明這種200 m3充氣機(jī)械攪拌式浮選機(jī)選別性能已達(dá)到國(guó)際同類(lèi)設(shè)備的先進(jìn)水平[11]。

        浮選柱因其對(duì)微細(xì)粒選別的優(yōu)越性而被業(yè)內(nèi)所認(rèn)可,浮選柱新的進(jìn)展主要表現(xiàn)在:(1)柱體高度降低;(2)充氣方式完善;(3)礦化方式多樣化。CPT浮選柱是一種具有柱型槽體的無(wú)機(jī)械攪拌充氣式浮選設(shè)備。CPT浮選柱的主要特點(diǎn)為正方形或圓形截面,直徑最大達(dá)到6 m,高度為8~16 m。

        長(zhǎng)沙有色冶金設(shè)計(jì)研究院研制的CCF型逆流接觸充氣式浮選柱,對(duì)細(xì)粒級(jí)(-0.074 mm含量≥65%)的浮選效果明顯優(yōu)于浮選機(jī),已被廣泛應(yīng)用于鉬選礦廠。目前可生產(chǎn)的最大直徑CCF浮選柱可達(dá)5 m,高度為8~14 m。用于金堆城鉬礦的CCF浮選柱規(guī)格為Φ5 000 mm×12 000 mm,給礦粒度-0.074 mm占90%,給礦濃度25%~45%,設(shè)計(jì)處理量574.42 m3/h。

        5 濃縮、過(guò)濾設(shè)備的發(fā)展與應(yīng)用

        精礦濃縮和脫水是金屬選礦廠中重要的后續(xù)輔助作業(yè)。精礦水分含量的多少,尾礦回水利用率的高低,直接影響到選廠的精礦運(yùn)輸成本和投資成本。

        傳統(tǒng)濃密機(jī)依然是新建選廠中濃縮的首選設(shè)備。只有在因場(chǎng)地限制、受寒冷氣候影響或脫水物料特殊性質(zhì),高效濃密機(jī)才被選擇使用。易過(guò)濾礦物的過(guò)濾仍然以真空類(lèi)過(guò)濾設(shè)備為主。新型的陶瓷圓盤(pán)真空過(guò)濾機(jī)是真空類(lèi)過(guò)濾設(shè)備技術(shù)進(jìn)步的主要代表,隨著該設(shè)備的市場(chǎng)化程度越來(lái)越高,這種過(guò)濾機(jī)也已被較為廣泛地推廣和應(yīng)用。

        5.1 濃密機(jī)

        普通濃密機(jī)從動(dòng)力驅(qū)動(dòng)上說(shuō),有中心傳動(dòng)和周邊傳動(dòng)兩種。

        濃密設(shè)備以芬蘭Outokumpu公司Supaflo濃密機(jī)具有一定的代表性。其中Supaflo傳統(tǒng)濃密機(jī)不需使用絮凝劑,能承受短期的生產(chǎn)波動(dòng),并保持底流的穩(wěn)定。有中心傳動(dòng)和周邊傳動(dòng)兩種結(jié)構(gòu)形式。Supalo高壓縮率濃密機(jī)在澳大利亞MountLeyshon金礦使用時(shí),在磨礦細(xì)度為80%-0.14 mm時(shí),濃密機(jī)底流濃度可以達(dá)到63%;采用Φ35 m Supalo型濃密機(jī)取代Φ110 m普通濃密機(jī),比一般高效濃密機(jī)底流濃度可提高5%以上[12]。

        據(jù)資料報(bào)道,目前澳大利亞已可以生產(chǎn)出中心軸傳動(dòng)式Φ100 m濃縮機(jī)和中心支柱中心傳動(dòng)式Φ183 m濃縮機(jī);美國(guó)生產(chǎn)了最大規(guī)格Φ153 m的周邊傳動(dòng)式濃縮機(jī)?;幢敝蟹业V山機(jī)器制造有限公司設(shè)計(jì)生產(chǎn)的最大型號(hào)濃密機(jī)為NZY-80,直徑達(dá)80 m,在青海德?tīng)柲徙~礦得到應(yīng)用。

        5.2 過(guò)濾機(jī)

        陶瓷圓盤(pán)過(guò)濾機(jī)巧妙地利用毛細(xì)現(xiàn)象,以微孔陶瓷過(guò)濾介質(zhì)取代原來(lái)的布質(zhì)濾袋,使得過(guò)濾后的濾餅水分下降,且易操作、節(jié)能,越來(lái)越被各大設(shè)計(jì)單位和選礦廠所接受。

        國(guó)內(nèi)生產(chǎn)陶瓷過(guò)濾機(jī)的廠家也比較多,江蘇省宜興非金屬化工機(jī)械廠是我國(guó)第一個(gè)生產(chǎn)雙吸型陶瓷過(guò)濾機(jī)的廠家,其生產(chǎn)的最大型號(hào)的雙吸型陶瓷過(guò)濾機(jī)為HTG-80型陶瓷過(guò)濾機(jī),已開(kāi)始用于中國(guó)鋁業(yè)鋁礬土脫水,目前已完成了HTG-120型陶瓷過(guò)濾機(jī)的設(shè)計(jì)[13]。

        5.3 壓濾機(jī)

        壓濾機(jī)是目前選礦廠過(guò)濾的重要設(shè)備。隨著我國(guó)選礦技術(shù)的飛速發(fā)展和環(huán)境保護(hù)要求的不斷提升,推動(dòng)了壓濾機(jī)的不斷改進(jìn)和更新,新型的高效壓濾機(jī)不斷出現(xiàn)。

        美卓礦機(jī)生產(chǎn)的壓縮空氣脫水吹氣干燥壓濾機(jī)(PVA)是專(zhuān)門(mén)為礦山脫水過(guò)濾作業(yè)而設(shè)計(jì)的,其壓濾室長(zhǎng)度最長(zhǎng)為16 150 mm,過(guò)濾室可達(dá)50個(gè)以上,過(guò)濾周期短,過(guò)濾效率極高。西班牙 TH壓濾技術(shù)公司生產(chǎn)的APN全自動(dòng)全液壓快開(kāi)式壓濾機(jī)也屬高效過(guò)濾設(shè)備,其APN25SL60型過(guò)濾機(jī)過(guò)濾面積為633 m2,電機(jī)功率為22 kW,處理能力最大可達(dá)325 t/h(固體干量)。該設(shè)備最大特點(diǎn)是配套的APN SIX型活塞式隔膜泵,有耗能低、磨損小、變?nèi)菔搅蠞{泵等特點(diǎn)。

        快開(kāi)式隔膜壓濾機(jī)是國(guó)內(nèi)研究相對(duì)較早的壓濾機(jī)。由北京中水長(zhǎng)固液分離技術(shù)有限公司生產(chǎn)的KM型快速隔膜壓濾機(jī),其特點(diǎn)主要有:(1)多端口進(jìn)料、進(jìn)料快,成餅效果好;(2)采用主、從多缸同步壓緊和控制技術(shù);(3)獨(dú)特的液壓驅(qū)動(dòng)。KM300/ 2000型快速隔膜壓濾機(jī)已在山東兗礦集團(tuán)東灘礦選煤廠運(yùn)行3 a多,該機(jī)處理能力達(dá)100.7 kg/m2·h,濾餅水分為19%~25%[14]。

        江蘇某選煤廠采用XKZ-200快開(kāi)壓濾機(jī),過(guò)濾面積為 200 m3,最大液壓壓緊工作壓力為 25 MPa,進(jìn)料孔直徑和濾液孔直徑均為80 mm,濾餅厚度為40 mm。該選煤廠采用XKZ-200進(jìn)行浮選精煤脫水,與原來(lái)該廠采用的盤(pán)式過(guò)濾機(jī)相比,產(chǎn)品水分低12%~15%[15]。

        景津壓濾機(jī)集團(tuán)有限公司生產(chǎn)的 KZG系列快開(kāi)式隔膜壓濾機(jī)在國(guó)內(nèi)使用的相對(duì)較多,KZG300/ 2000-U程控快開(kāi)式隔膜壓濾機(jī)的過(guò)濾面積為300 m2,濾室總?cè)莘e為6.93 m3,濾餅厚度為45 mm,濾餅含水量控制在18%~22%,電機(jī)總功率為33.0 kW?,F(xiàn)已應(yīng)用于陽(yáng)泉煤業(yè)集團(tuán)二礦選煤廠[16]。該公司可生產(chǎn)的最大的快開(kāi)式隔膜壓濾機(jī)型號(hào)為KZG700/2000型高壓聚丙烯隔膜壓濾機(jī),過(guò)濾面積可達(dá)700 m2,濾餅厚度45 mm,濾室數(shù)為100,處理能力可達(dá)90 t/h。

        ZKG450/2000型快開(kāi)式隔膜壓濾機(jī)是一種過(guò)濾面積相對(duì)較大的快開(kāi)式隔膜壓濾機(jī),在馬蘭礦選煤廠被用于浮選精煤脫水。該設(shè)備的過(guò)濾面積達(dá)到了450 m3,濾室容積為 10.08 m3,過(guò)濾壓力為 0.8 MPa。處理能力為54.50 t/h,產(chǎn)品水分在19%左右[17]。

        6 結(jié)束語(yǔ)

        1.由于新工藝、新材料以及制造業(yè)的快速發(fā)展,不同程度地推動(dòng)了選礦及其相關(guān)行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步,加快了設(shè)備大型化和自動(dòng)化的進(jìn)程,使得選礦工藝的適應(yīng)性更強(qiáng),為處理低品位礦石、提高選別技術(shù)指標(biāo)提供了前提。

        2.有色金屬大型及高效選礦設(shè)備雖日趨完善,但也還存在一定的問(wèn)題,如大型設(shè)備在國(guó)內(nèi)實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用相對(duì)較少,自動(dòng)化控制水平和程度相對(duì)較低,超大型設(shè)備的適應(yīng)性不強(qiáng)等,在今后的設(shè)計(jì)研究過(guò)程中,還有很多值得改進(jìn)的地方。

        3.有色金屬選礦設(shè)備的大型化、高效節(jié)能和自動(dòng)控制水平的提高仍將是未來(lái)相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)選礦工作者的重要研發(fā)課題,也是選礦工業(yè)應(yīng)用技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)。

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        Development and Application of Large and High Efficiency Equipments of Non-ferrous Metals Mineral Processing

        HU Rui-biao,HUANGGuang-hong,CHEN Dian-zhu, LI Xiao-jian,CHEN Zheng-jun

        (Changsha Engineering and Research Institute of Nonferrous Metallurgy,Changsha410011,China)

        Applications of large equipments of non-ferrous metals mineral processing at home and abroad are discussed.Through the application results of these equipments in practical production,the development tendency of mineral processing equipments is analyzed.

        non-ferrous metals;mineral processing;large equipments;progress

        TD163+.2

        A

        1003-5540(2011)01-0052-05

        胡瑞彪(1985-),男,碩士,助理工程師,主要從事有色金屬礦山選礦設(shè)計(jì)與研究工作。

        2010-10-20

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