龐運娟 王 鵬

(中冶京誠(秦皇島)工程技術(shù)有限公司)

新型粗粒浮選機(jī)在某云母浮選中的應(yīng)用

龐運娟 王 鵬

(中冶京誠(秦皇島)工程技術(shù)有限公司)

安徽某鐵選礦廠尾礦K2O品位1.53%，云母含量較高，具有工業(yè)回收利用價值。該尾礦+0.076 mm粒級占73.25%，粒度較粗，常規(guī)浮選回收云母難度較大。在礦漿溫度15～20 ℃的條件下，采用新型高效粗粒級浮選機(jī)通過1粗5精閉路浮選，可獲得云母精礦K2O品位8.38%、回收率33.59%的較好指標(biāo)，實現(xiàn)了該粗粒云母的回收。該粗粒浮選機(jī)的成功應(yīng)用，對其他大顆粒礦物的浮選回收具有推廣、示范作用。

粗粒浮選機(jī) 云母 浮選

粗粒礦物浮選一直是礦山粗磨粗選、降低能耗的關(guān)鍵技術(shù)之一。安徽某鐵礦選礦廠一段磨礦產(chǎn)品選鐵尾礦云母含量18.02%，具有工業(yè)回收價值。但該尾礦粒度較粗，+0.246 mm粒級含量高達(dá)23.21%，給采用常規(guī)工藝回收利用云母造成一定困難。

目前粗粒級云母的回收一般采用兩種方法：一是粗粒級再磨再選；二是選擇適用于粗粒礦物浮選的設(shè)備。生產(chǎn)現(xiàn)場考察發(fā)現(xiàn)，該鐵礦二段磨礦產(chǎn)品中云母礦物仍未達(dá)到常規(guī)浮選的粒度要求，且云母密度小，多呈片狀構(gòu)造，容易隨旋流器溢流跑出，造成檢查篩分作業(yè)出現(xiàn)堵塞。因此，再磨不適合粗粒云母的回收。

在常規(guī)浮選中，粗粒級礦粒在浮選機(jī)中不易懸浮，與氣泡碰撞概率較小，容易從附著的氣泡上脫落。因此，粗粒礦物在一般工藝條件下浮選效果較差。為回收該鐵尾礦中的云母，關(guān)鍵是選擇適用于粗粒礦物浮選的設(shè)備。

1 粗粒浮選機(jī)設(shè)計原則

浙江某浮選設(shè)備廠為解決粗粒礦物浮選過程中出現(xiàn)的易沉槽和選別指標(biāo)差的技術(shù)難題，在常規(guī)浮選機(jī)的基礎(chǔ)上，遵循以下原則進(jìn)行粗粒浮選機(jī)的設(shè)計：①采用U型槽底，減少死角，避免礦物沉槽；②采用大葉輪、低轉(zhuǎn)速驅(qū)動，以降低礦漿的湍流強(qiáng)度，有利于粗礦粒的上浮；③配備較大的充氣量，以形成相對較多的氣泡，利于附著、背負(fù)大顆粒上浮；④降低槽體溢流高度，縮短礦化氣泡的上升距離，減少外力干擾和氣泡上粗粒礦物的脫落概率；⑤穩(wěn)定分離區(qū)和礦漿表面，保證吸附礦物的泡沫順利流入泡沫槽內(nèi)。

2 粗粒浮選機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計

2.1 葉輪和定子

根據(jù)流體動力學(xué)設(shè)計理論，浮選機(jī)葉輪設(shè)計采用類似于高比轉(zhuǎn)數(shù)泵葉輪的形狀，它產(chǎn)生的切向旋轉(zhuǎn)的礦漿流有利于礦粒懸浮、空氣分散和選別指標(biāo)的提高。定子必須能將葉輪產(chǎn)生的切向旋轉(zhuǎn)的礦漿流轉(zhuǎn)化為徑向礦漿流，將粗粒礦物和密度大的礦物提升到槽體中上部，使礦粒在浮選槽內(nèi)有效懸浮，增大礦粒與氣泡的接觸概率，增加粗粒礦物和重礦物分離的可能性。

2.2 葉輪高度

葉輪距槽底的高度與浮選機(jī)的結(jié)構(gòu)參數(shù)和礦漿的濃度、粒度組成等有關(guān)。高度越大，浮選機(jī)啟動越容易，但容易造成槽內(nèi)礦粒的沉槽和礦漿面的波動。降低高度，礦粒不易沉槽，但懸浮狀態(tài)容易破壞，出現(xiàn)分層現(xiàn)象，惡化浮選條件。葉輪距槽底的適宜高度可通過試驗確定。

2.3 充氣量調(diào)節(jié)裝置

浮選機(jī)充氣量隨選別礦物的不同而不同，部分礦物的選別指標(biāo)對充氣量非常敏感。因此專門設(shè)計了充氣量無級調(diào)速裝置，實現(xiàn)充氣量的微調(diào)，使適量的低壓空氣均勻地彌散在整個浮選槽內(nèi)，保證槽體上部分離區(qū)中不可浮的礦粒與礦化氣泡的分離。

3 粗粒云母浮選機(jī)的應(yīng)用

3.1 試樣性質(zhì)

試樣取自安徽某鐵選廠選鐵尾礦，主要礦物為石英，其次為云母，其他礦物相對較少。試樣主要化學(xué)成分分析結(jié)果見表1，礦物組成見表2，粒度分析結(jié)果見表3。

表1 礦物主要化學(xué)成分分析結(jié)果 %

表2 礦物組成及含量 %

表3 粒度分析結(jié)果

表1、表2、表3表明，試樣中K2O品位1.53%，云母占總礦物的18.02%，+0.076 mm粒級占73.25%，其中K2O分布率為76.64%，說明大部分云母礦物分布在+0.076 mm中，粒度較粗。

3.2 試驗簡介

在分析選鐵尾礦性質(zhì)的基礎(chǔ)上，比較分析脫泥—堿性浮選、螺旋溜槽—脫泥—堿性浮選、細(xì)篩—堿性浮選等工藝流程的試驗結(jié)果后，確定采用脫泥—堿性浮選對試樣進(jìn)行云母浮選回收試驗。

在脫泥粒度-0.040 mm、浮選濃度30%、礦漿溫度30 ℃的條件下對試樣進(jìn)行1粗5精1掃浮選、掃選精礦和浮選中礦集中脫水后返回粗選作業(yè)構(gòu)成閉路浮選工藝流程，最終可獲得K2O品位8.24%、回收率40.30%的云母精礦。該選別指標(biāo)明顯優(yōu)于其他流程，技術(shù)可靠、工藝簡單，易于在生產(chǎn)中應(yīng)用。

該工藝流程掃選尾礦相比粗選尾礦K2O含量降低幅度有限，但補(bǔ)加的捕收劑用量卻接近粗選的一半。為降低藥劑成本、簡化工藝流程，擴(kuò)大連續(xù)選礦試驗流程不設(shè)置掃選作業(yè)，僅進(jìn)行1粗5精浮選，5次精選尾礦合并為總中礦返回至攪拌槽，與原礦一起進(jìn)入脫泥斗。不僅可以脫去浮選過程產(chǎn)生的次生礦泥，還能起到脫藥作用，穩(wěn)定浮選作業(yè)過程。

由于加溫浮選需要消耗較大的熱能，出于環(huán)保和經(jīng)濟(jì)考慮，在擴(kuò)大連續(xù)選礦試驗前進(jìn)行浮選礦漿溫度條件試驗。由于時間緊迫，僅進(jìn)行礦漿溫度為15 ℃和30 ℃的試驗。結(jié)果表明，相比30 ℃，浮選礦漿溫度15 ℃時精礦K2O含量略高，精礦產(chǎn)率及精礦K2O回收率較低。綜合環(huán)保要求、選礦技術(shù)指標(biāo)及選礦成本等因素考慮，擴(kuò)大連續(xù)選礦試驗的浮選礦漿溫度為15～20 ℃。

在給礦量為120 kg/h的條件下進(jìn)行擴(kuò)大連續(xù)選礦試驗，浮選試驗連續(xù)運轉(zhuǎn)超過15 d，獲得了K2O品位8.30%、回收率31.11%的云母精礦。試驗流程見圖1。

圖1 脫泥—堿性浮選連選試驗流程

3.3 生產(chǎn)實踐

受鐵礦選礦廠現(xiàn)場條件限制，實際設(shè)計的生產(chǎn)流程將浮選中礦集中返回至浮選給礦泵池。選廠鐵尾礦經(jīng)旋流器分級后，粗粒級沉砂由泵揚送至分礦箱，在礦漿攪拌槽內(nèi)加藥攪拌后進(jìn)入浮選機(jī)，在15～20 ℃條件下，經(jīng)1粗5精浮選得到云母精礦，粗選槽內(nèi)產(chǎn)品為浮選尾礦，各段精選槽內(nèi)產(chǎn)品為浮選中礦，返回浮選給礦泵池；旋流器分級溢流則進(jìn)入尾礦選鐵系統(tǒng)進(jìn)一步回收鐵。設(shè)計生產(chǎn)流程見圖2。

根據(jù)設(shè)計，現(xiàn)場生產(chǎn)流程分兩個系列，安裝了粗選浮選機(jī)(容積40m3)10臺、精選1浮選機(jī)(容積16m3)4臺及精選2～5精選浮選機(jī)(容積6m3)16臺。經(jīng)過幾個月的安裝調(diào)試，粗顆粒浮選機(jī)運行情況良好，液面平穩(wěn)，礦漿未發(fā)生沉槽現(xiàn)象，云母回收效果較好，現(xiàn)場選別指標(biāo)甚至優(yōu)于連選試驗，說明了該粗粒浮選機(jī)完全適用于粗粒級云母的浮選回收。現(xiàn)場生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)見表4。

圖2 云母浮選工藝設(shè)計流程

4 結(jié) 論

(1)基于常規(guī)浮選機(jī)開發(fā)的粗粒級浮選設(shè)備是一種兼顧粗、細(xì)粒礦物浮選的新型高效浮選設(shè)備，具有先進(jìn)的葉輪、定子系統(tǒng)及獨特的槽體結(jié)構(gòu)，有利于粗粒級礦物的選別。

表4 現(xiàn)場生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo) %

(2)安徽某鐵選廠采用該新型高效粗顆粒浮選機(jī)處理K2O品位1.59%的粗粒選鐵尾礦，通過1粗5精閉路浮選可獲得K2O品位8.38%、回收率33.59%的云母精礦，實現(xiàn)了云母的有效回收利用。不僅減少了有價礦物的損失，還提高了礦山的經(jīng)濟(jì)效益，降低了尾礦輸送能耗及尾礦堆存庫容，有利于對環(huán)境、土地和植被的保護(hù)。新型高效粗粒浮選機(jī)在粗粒云母浮選工藝的成功應(yīng)用使更多粗顆粒礦物的浮選回收成為可能，推動了部分礦山粗粒礦物粗磨粗選、降本增效選別生產(chǎn)的進(jìn)行。

2016-03-16)

龐運娟(1983—)，女，工程師，066004 河北省秦皇島市經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)龍海道71號。