奥托昆普的浮选理论研究与实践.pdf

选矿 张 { ， ； f ／； 韪 ， 芝 冥托冕芳 赢 乏 ／ 奥托 昆普的浮选理论研究与实践 1 浮选 的构成 Out okum pU m i nt e c r ， 季 的浮选机。 浮选工艺设计由三方面的专家完成。它 们 是 。 1 矿 物 学家。他们着眼 于 研 究矿 物的基本粒度组 成是细粒 、中粒 或粗粒， 因 为不 同粒级在 浮选过程 中各具 特 点 。 2 浮选机设计者。他们努力将 浮选过程所需的 相互矛盾的因素～矿浆混台、空气分散、泡 沫收集拚调 超来。 3 工艺专家 。出 他 们 确定传 统三段 浮选作业～粗 选、扫选和精 选 的 适宜 流程。 虽然上 述三部 分各不相 同， 但又密不 可 分 ，就 像 “ 魔方 ”一样 ，一 个面会影响其 它 几个面，没有任何东西是独立存在的。所有 那 些性 能较 好的浮选机 ，就是 因为满足 了各 种相关技术条件。浮选的每个阶段都要选择 适用 的奥托 昆普 浮选机 系列中的 浮选机 。 2 粒度是关键 因素 无 论磨矿作业 如何成功 ，浮选作业 给矿 中总含有粗、细粒级物料，即使调整浮选操 作 参数 ，也很难使 粗、细粒 级达到 中等 粒级 物料 的浮游状态 。一般 是，粗颗粒太重 ，不 能 随泡沫上浮，在 泡沫层中停 留也不稳 定， 有用矿物在粗粒级中的损失约 占总损失量的 一 半。相反，细颗粒凝聚成矿泥，降低药剂 效率，阻止泡沫与有用矿物颗粒的接触，而 且 细颗 粒克服水膜 障碍 ，粘 附到泡 津上 的剪 切力较 小 。对于轻颗粒 和牯性 物料，无 论在 什么磨 矿细度 下， 都会 产生 一系列 的问题 。 所 以。应 当有选择的选 用适应所有这 些变化 一 『 3 3 浮选机系列 奥 托昆普十分重 视相 互独 立的每个浮选 作业的特殊性，矿山的需求高于一切，因此 从不轻易采用出单独某一种浮选机获得的锌 选结果 。它的浮选机 有一 些类 似和通用 的部 件 ，但各种 浮选机都 有各 自的特 点，尤其是 专f 了 的 转子， 以保证最 佳性能 。浮 选机 主要 有 以下三 大系列 。 隧1 不 同浮 选作业采 用不 同的浮 选机 1 首先 是闪遮 浮选机， 它安装在 浮选 回路前的磨矿分级 回路，是可取 合 的 浮 选 段。水力旋流器的底流作为给矿。闪速浮选 意味着快速粗粒浮选，浮出的有用矿物泡辣 是精矿．没有浮起的粗粒返回磨矿回路。 2 用于粗 、扫选的新 型 OF 浮 选机 。 这项新 技术是奥 托昆普公 司与矿 物技术大学 共同研 究的成果 ，设 计 了最 佳作业 参数 和设 备外形 。最 大的 OF 浮选机 已经在 奥托 昆 普 的矿 山进行 了试骑 。OF浮选机 系列 的 基 车 奥托 昆的 弹选 理论研 究 与宴践 Ou t D k umP u mi z t e c 维普资讯 特 t 魁分别浮 选矿浆 【 『 】 的 糕 、缃 粒．其 ” 0r c 浮 选机 通| 『选划租粒矿 物，OF F 型 适 于选别细粒。e 艘 和F 型的 主要 部件通用 ， 但矿浆 { 昆合静l 宅气分 散部 中 i 的设计 参数 有较 大 区别。 3 精 选采用 HG浮选机 。设计将 注意 力集中在精选作业的泡洙层特 性 上，H G 浮 选机 将紊流 混合矿浆与清 洗和控制 泡沫层厚 度 结合起 来，得到 了像 浮选柱产生的 高品位 精矿 ， 回收率如 同浮选机 的指 标一样好 。 4 把握矿粒与空气接触这一要素 实现矿物颗粒的浮选，必须保证在浮选 过程 中气泡与矿物颗 粒之问有一个接触层 。 OF 浮选机 的显著特 点是 配备不 同规格 的 鼓 风机，以便供气质量及压 力合乎需求并可嗣 整，浮选机依靠泵入的空气维持正常作业， 当空气量不足时，作业指 标恶化。空气弥散 机构必须将空气分散到整个浮选槽内，并且 气泡粒度要适 当。OF 浮选 机把矿浆 混 合 与 空气弥散机构结合起来，实现对充气速度的 控制。其主要特点是 1 为 确保控制克气量 ， 浮选机 配有不 同规 格的鼓风机 。 2 O K转子的设计，保证其在一定压 力 下， 无论充气量多 少， 都麓产生大量 细小 的气 泡 。 3 当选 择了台 适的定子， 也就相应确 定了浮选机的矿浆混合和空气分散参数 。 5 OK转子一划时代的 空气分散器 多年的生产实践证明。O K转子应 用 于 工业生产，在使矿浆均匀混台和分散空气方 面是有效可靠的部件 精心设计的转子在 叶 片 全长上把 空气 分散成理想的小 气泡，它还 有带负荷 启动 的优 点，设备安装 功率小 ，运 轷故障低 。 G 自浮 式和 多次混 台式定子 O F浮选机定 子有两种 不 『司的设计型式 ． 一 种根据 由浮动原理设 汁，保持矿 浆层流 状 态， 以保 证粗颗 粒物料 的混合 。另一 种多 次混 合式定子 ，在 规定的混合力 范围 内， 能 够产生对细粒物料足够有效剪切力的素流。 浮选作业 r p，先 用有 自浮式 定子 的浮选机选 粗粒物料 ， 它还 可应用 于高浓度 矿 浆 ， 产生较 大的 向上 吸力，然后用 装 有多 次混合式 定予 的 浮选机浮选 ， 以提高有价 细粒物料的 回收 率 。 7 层流和紊 流混合 由于 给矿性质 、磨矿粒度 霹l l矿浆浓度的 不同， 浮选过 程的混合参数 变化很大 。大量 的研 究表 明，在 层流状态 下，粗粒物料 浮选 效果较好，而细粒物料的浮选需 要 紊 流 条 件。为了剥此加以验证，分别设计适用于各 种情况的转子～定子组合，结果狂明，和传 统 浮选机相比，粗 粒和细粒 中的 有用 矿物 回 收率都 得到显 著提高，这 种双重混 合作用附 带的效益 是能耗 较低 。层流 混合 与紊 流混合 特 点可概括如 下 1 通常低 转 速 和 F F 自浮 式定 子叶片对矿流阻力较小，使矿浆产生层流， 层流是使较大颗粒物料或粘性物料成功浮选 的关键因素，在此条件下，粗颗粒与气泡之 间形成 稳定接触层的 可能性较 大。 2 较高的叶轮转速和MM 多 次 混 台式定子对矿流盟力较大J使矿装产生紊 流 。浮选槽 内的 强烈 素流和 内流 ，提供了 细 粒物料冲破泡沫层永膜阻力所需要的流速。 8 表层气流速度与泡沫生成 泡沫承载着有用矿 物在 矿 浆面上 形成泡 沫层。新生泡沫层的厚度取决于浮选机的空 气分散能力，新生 泡沫的数量 由单位矿浆 面 积的表县气流速度Cg 得出，然而由于气 一 3 2 一 有 色矿 山 l 9 g 4 5 维普资讯 泡的破 碎，表层气 流速 度减 少，还同时损失 J 所水找 的有川 矿物 ， 『 垩 『 2 小 J d 表 示 池 沫 的损失速度 。奥 托昆普设计 的浮选机 以达 到摄 大泡沫生成能力为 目标 ，最 大 限度 的提 高浮选能力。通过 限制 泡沫的空间面积 见 图 2可实现上述 目标 。厚 泡沫层 与薄 泡淋 层相 比，更 容易 回收， 回收 速度 也快 ，这种 设计 减少了泡沫损 失速 度， 停留时间得到幸 H 应 延 } 乏 。 图2 袭层 气流速度 与泡淋损 失速度 9 泡沫收集 精矿 泡沫收 集到 泡沫槽 中， 浮选过程才 算完成 。仔 细分析实际生 产中的泡沫状态 ， 很明显，只 有靠近 泡沫槽边 缘的那部分泡 沫 被 收集起米。其 余部分的 泡沫仍 停留在 浮选 槽内，没有被收集， 此时这部分 是无用的， 甚至 还有阻止新 泡沫 形成 的作用， 进而破碎 后 回到矿 浆中重新 混合 J d 。显然 ，泡沫到 泡沫 槽边 缘较近就能较快 收集 精矿 。在 大型 浮选 机上 这种情况尤其 突 出，也得 到更大的 重视。浮选机设计的 目的是希望快 速收集泡 沫，缩短 浮选 时间，并利用矿 浆的 自然 流动 方向，加快载 矿泡沫向泡沫槽的运 动速度， 从而进一步 提高浮选速度，具体措 施如 下 1 利用 矿浆 的流动，促使载 矿泡 沫向 泡沫槽运动 。 2 限制泡沫层表面积， 促使 泡沫层加 厚 ，易于实现 快速浮选 。 3 通过控制 泡沫层厚 度，得 到质量 稳 定的精矿 。 1 o 浮选理论的研究成果 一 OF浮选机 OF 浮选机是 奥 托昆普公 司 长期研 究 的 结晶，漏斗形槽体 ，重量 轻而坚 同， 与常规 浮选机相比，具 有 地面 积小 设备基础小 等优 点 。实际上 ，OF浮选机的槽体 象 一 个 坚实的管 子，可 以直接放置 在 混 凝 土 基础 上 ，节省 了大量的安装 时间和费用 。由于锥 形槽体 没有死角， 加速了矿 浆流动，避 免了 沉砂的形成 ， 也有助 于矿浆 和泡沫 向泡沫槽 流动 。缩小 了矿浆表 面积有助 于形成 厚泡沫 层 。它与常规浮选机的不同在于泡沫槽位于 浮选 机的 中问，作这种 设计有两 个充分的理 由，一 是锥 形槽 体 中矿 浆是流向 中心 的；二 是设备没有外部结构，槽体 更坚固。泡沫槽 凸缘使 泡沫层厚 度调整较容 易，还可保 持液 面稳定 。该 浮选机无需 给矿箱 ，矿浆 和药剂 先通过转子进入槽内，转子通过槽体巾心的 开 口，使 混合条件更 佳。 O F浮选机的 主 要 特 点是 1 槽体重量 轻而坚同．并可 自 行 支 撑 。 2 有对粗砂 和细 粒 都 较 理 想 的 矿 流。 3 在 同一槽体 内，采用不 同的 转 予 一 定子组合， 即可 适应粗粒或细粒的 选别 。 4 泡沫处 理和收集 得 以革新 。 图3 OF 浮选机 中理 想的矿流 奥托 臣酱的浮选理论研咒与赛践 O u ￡ o k u mP u mi nt e c 一 一 ． 。 。 ． 每 。 ． 。 ． 。 维普资讯 5 从整体 睫计上讲，1 0 0 m 。 以下 槽体 没给矿帮霈 『 中问箱。 ， 嗣4 泡沫层厚度的调整 1 1 S k i m Ai r 一 闪速浮选机 磨 矿 回路中，水力 旋流器分级是依 据矿 物密度而不是粒度 。在 相同粒度下，有用矿 物往往比脉石重，因此有用矿物容易在进入 浮选前已被过磨，闪速浮选工艺和闪速浮逛 机就是为了解决此类问题，防 Ik 有用矿物损 失 。 闪 速浮选 机应用 于磨 矿分 级 回路 ，旋 流 器沉砂做为S K浮选机给矿，利用充 气 在槽 底混合矿浆 ， 粗砂直接返 回到磨机中。 闪速浮 选产出的高品位精矿混合到最蛰精矿 中。由 于闲速浮选的精矿粒度较 粗，这种混合精矿 脱水比较容易，它的另一个优点是节省了大 量的药刹和能耗，为主浮选流翟提供了稳定 的给矿，最终精矿质量较高，选厂处理能力 提高。它的特点概括如下t 1 使有用矿物过磨现象改善。 2 能在 较 粗粒级 下，选 择性 浮 选 有 价 矿物 。 3 易于应用于任何流程中。 1 2 在精选作业获高品位精矿 精选回路应尽可能地选择性回收有价矿 物，由于经过精选后剩余部分将损失在尾矿 中，周此要求有较高的 回收率，但不接受给 矿絮团造成的低质量精矿。 HG 浮选机有打破 絮凝物的高教混合装置， j 强 高 回收 率，泡诛中含有一些杂质是很 自 然 的。H G 浮选机有一个泡沫清洗装置，可有效清除泡 沫中的杂质 。HG浮选机的一 个重 要特 点 是 有价矿物泡沫层可以直接流入泡沫槽，从而 迅速收集 到 高品 位的厚泡沫层， 因而 回收 率 较高，其特点如下， 1 清洁的高质量精矿。 2 打破絮凝物的有效混合 ， 得到较高 的 回收率 。 ， 3 循环负荷小，流程筒单。 固5 采用H G 浮选机的精选流程 1 3 新技术应用于O K浮选机 奥托昆普公司的长期目标是对现有工艺 和设备做进一步的改进，公司推出的几项工 业技术革新和新系列浮选机意味着浮选技术 的巨大避步。 但是公司没有忽视现在的O K浮 选机用户，新型浮选机的特点 在 对O K浮选 机改造后也能得到体现，并取得效益。 新型转子一定子装置，无论是 自浮式还 是多次混合式，都采用皮带轮和皮带传动， 为了得到不同的混合速度选择减速器传动。 在 泡沫收集方 面的 改进是，设置一 个可调式 的导矿板 ，不 仅可 以压缩和升 高泡 洙层 ，还 可使泡沫 更快 的直 接流入 泡沫槽 。总之，公 司所有最新技术概括如下t ～ 3 4 ～ 有 皂矿山--1 17 9 4 ， 5 维普资讯 硫等可浮流程在硫铁矿综合 回收中的应用 ． 1 } ／j 7 JB 京 有 色 冶 金 设 计 研 究 总 院 伏 雷 峰 周 文 蟑一 一 r ] ， ／ 一 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 三个 一 。 是铜锌虽与其它矿物共生冀暑较密四 但箭辞同几乎没有关系}二是锕肄可浮性有较大差异三是锈矿曲氧 化轻微试验证明，采开 l 硫等可浮赢程能够将复杂f ；勺 cu z 一s 分离倚化或c u s 舟离和z n 离，并可 获 减 厮 锻 『 秀 乒 芑 关 键 词 复 杂 硫 化 矿等 可 浮综 台 回 收 ／ D ／ 0 o “ ，。 f 1 前 言 华 北某 硫铁矿主 回收 元 索 为 硫 ，品位 1 8 左右， 伴生 的可工业 回收的 金属元素为 锕和锌。品位约0 ． 2 5 0／ 6 和9 ． 5 左 右，是 典 型的复杂硫化矿。但由予矿石中铜锌品位较 低 。因此选别方 法不 同于一般意 义上 的复杂 硫化矿。在选择选矿工艺时，不仅要考虑技 术问题，更须重视经济效益。 处理复杂硫化矿最常用的浮选工艺有混 台浮选、部分混台浮选、优先浮选和锌等可 浮流程。早在1 9 7 6 年，连云港化工矿山设计 研究院曾对该硫铁矿进行了回收硫、铜 、锌 的选矿试验研究，试验采用了混合浮遣和优 先 浮选漉程。 1 9 7 8 年， 中南 工业 大学也对该 矿石进行 了试验研究 ，选择的流程 和试验 结 果与连 院的基本一 ‘ 致。双方所推荐的流程， 铜锌分离作业的药剂消耗量非常大，钢、锌 啪坤 ，讳 0讳 3啪忡 e砷 啪讳 s雌 目砷 蛐 精矿质量 也不理 想。 他们在报告中都作出了闪锌矿可浮性较 差的结论，但并没有充分利用 这 一 自然现 象，确定在经济上合理的选别流程。 根据我们的岩矿鉴定及其它院所的试验 研究，我们发现该矿石虽然是复杂硫化矿， 但有三方面的有利因素便于浮选分离。 1 铜矿 物和锌矿 物虽与其它矿 物 共 生 关 系密 但 彼此之 间关 系简单 ； 2 铜 矿 物 和 锌矿物可浮性差异较大J 3 锅矿 物 氧化 程 度较低 。 为给该矿改扩建提供科学依据，我们试 验了硫等可浮流程，着重对降低再磨量和药 剂用量进 行研 究。 2 矿石性质 矿样多元素分析见表1 ，数据 表 明，可 工业 回收的 元 素 为F e 、C u 、Z n S 、A g 。 * “ m m∞ gm * “ “ * “ 1 自由浮动式混合器适胡于粗粒矿物 5 商品位浮遗机提高了精造作业 l l 匀 的浮选 。 2 多次混合式混合器适用于细粒物料 的 浮选 。 3 导矿 板改善了泡沫 收集 。 4 闵 速浮选机改善丁有价 重粗金属的 回收率 。 硫等可浮壳程在硫铁矿练台回收中的直用 伏雪蛙 浮选 效率 。 6 最往浮选操作的 动 榆 洲 私 控 制。 李宏摘译 自奥托昆普公司资料 康 晓蔚 校 责任 编辑康晓茜 ～ 3 5 维普资讯