傅國輝 鈕展良 徐俊峰 李 剛 宋長春 王子揚(yáng) 侯 英，3

（1.鞍山鋼鐵集團(tuán)有限公司齊大山選礦廠；2.遼寧科技大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院；3.遼寧省金屬礦產(chǎn)資源高效采選與利用工程技術(shù)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(dá)15%～18%［1］。浮選機(jī)結(jié)構(gòu)［2-5］、給礦性質(zhì)［6-7］、操作條件［8-10］和生產(chǎn)管理等因素均會(huì)顯著影響浮選過程。沈政昌等［11］論述了浮選機(jī)大型化對浮選的影響，浮選設(shè)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(jī)結(jié)構(gòu)、給礦性質(zhì)、操作條件和生產(chǎn)管理對浮選過程的影響，以期對浮選機(jī)在赤鐵礦反浮選領(lǐng)域的高效應(yīng)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(jī)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(jī)配合使用，布置在一個(gè)平臺(tái)上［13］，設(shè)備聯(lián)系見圖1?；旌洗胚x精礦給入加溫?cái)嚢柰埃?jīng)過攪拌、加溫、加藥后送入粗選浮選槽中。BF浮選機(jī)主要起吸漿作用，能夠代替輸送泵，JJF型浮選機(jī)液面穩(wěn)定，用于提高分選指標(biāo)。

1.2 流程考查結(jié)果分析

對齊大山選礦廠工藝流程進(jìn)行考查，以確定現(xiàn)場浮選工藝技術(shù)指標(biāo)。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(jì)算結(jié)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(dá)73.97%，浮選尾礦品位26.31%，生產(chǎn)過程中對浮選指標(biāo)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(jī)浮選效果的主要因素包括結(jié)構(gòu)參數(shù)、操作條件、給礦性質(zhì)和日常生產(chǎn)管理。

2.1 結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響

結(jié)構(gòu)參數(shù)是指BF型和JJF型浮選機(jī)自身的設(shè)備參數(shù)。BF型浮選機(jī)由北京礦冶研究總院設(shè)備研究所研制，浮選槽容積為0.37～24.00 m3，設(shè)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(jī)是北京礦冶研究總院獨(dú)立研制的自吸氣機(jī)械攪拌式浮選機(jī)，是國內(nèi)應(yīng)用最廣泛的自吸氣機(jī)械攪拌式浮選機(jī)之一，浮選槽容積為1～200 m3，設(shè)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(jī)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(shè)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(dòng)化生產(chǎn)水平［14］。

2.2 操作條件的影響

2.2.1 攪拌轉(zhuǎn)速的影響

提高攪拌轉(zhuǎn)速有利于提高分選物料各粒級(jí)的回收率，提高浮選轉(zhuǎn)速能強(qiáng)化細(xì)粒級(jí)的回收，但會(huì)造成細(xì)泥夾帶，同時(shí)粗粒級(jí)的浮選回收率會(huì)略有降低［15］。浮選機(jī)的轉(zhuǎn)速影響礦漿中顆粒的懸浮、礦漿流體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及顆粒與藥劑間的接觸等。浮選粗粒級(jí)物料時(shí)，為了避免粗顆粒脫落，浮選機(jī)轉(zhuǎn)速應(yīng)比常規(guī)浮選機(jī)轉(zhuǎn)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(zhì)的不同和選別作業(yè)的要求，通過吸氣管閥門來調(diào)節(jié)。隨著充氣量的增加，浮選槽內(nèi)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(nèi)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(guān)鍵因素，主要受葉輪轉(zhuǎn)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(dòng)或手動(dòng)閘門調(diào)節(jié)排礦，保持所需的礦漿液面高度。礦漿液面過高，會(huì)降低精礦品位，礦漿液面過低，會(huì)降低精礦回收率，設(shè)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(diǎn)和加藥方式的規(guī)定。藥劑制度對浮選指標(biāo)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(fù)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(dá)到有利于浮選的某種平衡。

2.3 給礦性質(zhì)的影響

（1）入料濃度對浮選效果的影響。混合磁選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(dāng)降低入料濃度有助于提高分選效果。實(shí)現(xiàn)入料濃度的智能監(jiān)控和調(diào)節(jié)有助于提高浮選機(jī)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(jìn)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(dǎo)致精礦的產(chǎn)率和回收率逐漸降低，尾礦中細(xì)粒級(jí)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(biāo)產(chǎn)生不良影響，在生產(chǎn)中磨礦細(xì)度宜控制在一定范圍之內(nèi)。

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(yán)重，間隙過大；浮選機(jī)轉(zhuǎn)速過快或反向，此時(shí)應(yīng)更換電機(jī)或皮帶輪來降低轉(zhuǎn)速或重新接線調(diào)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(jī)攪拌能力下降或未充氣；浮選機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)。

（4）浮選泡沫發(fā)黏原因：給礦粒度過細(xì)，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(dāng)，此時(shí)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(dāng)，應(yīng)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(dāng)，應(yīng)多加捕收劑，少加淀粉；浮選崗位操作不當(dāng)，此時(shí)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(jī)性能建議

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

（2）改進(jìn)浮選機(jī)液位控制技術(shù)。浮選機(jī)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(jī)內(nèi)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(zhì)及藥劑制度等條件的變化而隨時(shí)改變，雖能減少跑槽現(xiàn)象，但也會(huì)造成精礦品位的頻繁變化，應(yīng)予以研究完善。

（3）提高BF型浮選機(jī)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(jī)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(nèi)翻花現(xiàn)象嚴(yán)重，液面不穩(wěn)，選別效果減弱，需要進(jìn)一步改進(jìn)。

（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(diào)整閥門開度的方式調(diào)整藥劑添加量，實(shí)現(xiàn)浮選藥劑的精確添加，可有效提高分選指標(biāo)。

（5）浮選機(jī)應(yīng)用磁浮技術(shù)。浮選尾礦品位較高，鐵主要損失于-25μm粒級(jí)中，且有相當(dāng)一部分已達(dá)到單體解離，應(yīng)研究在浮選機(jī)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(shí)現(xiàn)浮選機(jī)大型化。齊大山選礦廠應(yīng)用的浮選機(jī)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(jī)可降低耗電量、維修費(fèi)、安裝費(fèi)及占地面積，浮選機(jī)的大型化勢在必行。

4 結(jié)論

（1）影響赤鐵礦反浮選分選效果的因素主要包括結(jié)構(gòu)參數(shù)、工作參數(shù)、給礦性質(zhì)和日常生產(chǎn)管理。生產(chǎn)過程中必須理論聯(lián)系實(shí)際，了解影響浮選機(jī)分選效果的因素，加強(qiáng)現(xiàn)場生產(chǎn)管理，合理控制各個(gè)相關(guān)環(huán)節(jié)，提高分選效果。

（2）浮選機(jī)的浮選槽容積越大，處理能力越大。設(shè)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(dòng)化生產(chǎn)水平。

（3）浮選機(jī)攪拌轉(zhuǎn)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(zhì)因素也會(huì)顯著影響分選效果，實(shí)現(xiàn)浮選濃度和浮選粒度的智能監(jiān)控和調(diào)節(jié)有助于提高浮選機(jī)的分選效果。

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