旋流闪速浮选法的研究——Ⅰ.旋流闪速浮选法的可行性研究.pdf

第5 2 卷第1 期 2000 年2 月 有色金属 N O N F E R R O U SM E T A L S V 0 1 ．5 2 ．N o ．1 F e b r u a r y 20 00 旋流闪速浮选法的研究 一工．旋流闪速浮选法的可行性研究 李长根，刘永强 北京矿冶研究总院，北京1 0 0 0 4 4 摘 要在磨矿一分级回路中，．矿石存在着不同程度的过磨，对于有价重矿物尤为严重。等降分级是造成有价重矿物过 磨的重要原因之～。为了克服等降分级的这种缺陷，本文研究了用旋流闪速浮选新方法来解决磨矿分级回路中有价重矿物的过 磨问题。 为了探索这种新方法的可行性。利用自制的旋流闪速分选系统。进行了旋流闪速浮选试验。试验研究表明，旋流闪速浮选 可以大大减少磨矿分级回路中有价重矿物的过磨。在此基础上，本文对影响旋流闪速浮选的因素以及旋流闪速浮选与分级的对 比进行了研究．并进行了旋流闪速分选器结构参数的优化，为以后设计工业用旋流闪速分选器的按比例放大提供了依据。 关键词充气浮选；分级；闪速浮选旋流闪速浮选 中图分类号T D 9 1 1前言 1 ．1 磨矿一分级回路中存在的过磨问题 在磨矿分级回路中，矿石存在着不同程度的过 磨。对于那些密度大、性脆、易碎的矿石，过磨的 程度就更为严重n ’。过磨不但使有价重金属大量 流失，而且使磨矿机的生产能力下降，能耗上升。 由于磨矿分级回路系统的操作费用约占整个选矿厂 费用的4 5 ％，因此，过磨直接影响选矿厂的经济效 益 2 3 。另外，因过磨而产生的泥化现象，对后续 作业如选别和脱水也造成了很大困难。 1 ．2 解决过磨的途径 以前人们把解决磨矿分级回路中的过磨问题集 中于磨矿过程，’随着研究的进展，逐渐转向了对分 级效率的关注。现在普遍使用的分级设备中，水力 旋流器的分级效率在2 7 ％～6 0 ％，螺旋分级机的 效率在2 9 ％～5 0 ％，使大约4 0 ％～6 0 ％已达到 合格粒级的单体有价矿物返回到磨矿机中。叫’。 有资料表明∞，通过提高分级效率，把循环负荷 从3 0 0 ％降至1 0 0 ％，则闭路磨矿系统的生产能力 提高一倍；如果保持循环负荷为2 0 0 ％，把分级效 率从5 0 ％提高到8 0 ％，则磨矿机的处理能力提高 2 5 ％，能耗减少1 8 ％。因此，解决过磨的关键在于 提高分级效率。 收稿日期1 9 9 8 1 1 1 8 作者简介李长根 1 9 4 1 一 男，教授级高工 1 ．3 闪速浮选法的提出 由水力分级的基本原理沉降理论可知，颗 粒的沉降末速与颗粒的粒度、密度、形状等因素有 关，因此水力分级的结果可能使一些大密度小直径 的矿粒进入分级底流。这就造成许多已经达到产品 粒度要求或已单体解离的有价重矿物不能及时从磨 矿分级回路中分离出来，从而导致重矿物的过磨。 从上述分析知，水力分级存在原理上的缺陷， 用改进设备参数和工艺流程的方法是不能克服的， 因而目前采用的提高分级效率的措施，如引人筛分 作业、二次分级、胡基圆锥水力分级机、胡基筛 等，对解决有价重矿物的过磨问题所起的作用还很 有限‘”。 经过多年研究，芬兰奥托昆普公司提出了用闪 速浮选来解决磨矿分级回路中的过磨问题，在工业 上的应用较为成功o ～射。 闪速浮选 F l a s hF l o a t a t i o n 是对磨矿分级 回路中高浓度、粗颗粒的分级机沉砂进行快速浮 选，将分级机沉砂中已经单体解离或已达到合格粒 级的粗粒有价重矿物及其连生体浮选出来，从而减 少有价重矿物的过磨，提高有价重金属回收率的方 法伯’。其标准工艺流程如图1 。 闪速浮选法已被实践证明是一项提高经济效益 的方法，但在推广中还有一些困难。例如，因所处 理的物料粒度粗，- 浓度大，闪速浮选机、管道及阀 门磨损严重；闪速浮选机所处理的分级机沉砂量 大，需多台闪速浮选机在一个磨矿回路中使用，配 万方数据 第1 期李长根等旋流闪速浮选法的研究 2 3 旋流器溢流去常规浮选 图l闪速浮选的标准工艺流程 F i g ．1 S t a n d a r dt e c h n o l o g i c a lf l o w s h e e to ff l a s hf l o t a t i o n 置困难，初期投资较高∽。 1 ．4 旋流闪速浮选法的提出 从闪速浮选减少过磨的思想出发，克服闪速浮 选在推广中遇到的困难。李长根“3 在闪速浮选的 基础上，进一步提出了旋流闪速浮选新方法，用来 解决磨矿分级回路中有价重矿物的过磨问题。旋流 闪速浮选是利用充气浮选的优点“”1 6 1 ，在离心力 场中，对磨矿机的排矿进行分级的同时，把那些单 体解离或已达到合格粒级的有价重矿物从磨矿分级 回路中及早浮选分离出来，泡沫产品和溢流进入常 规浮选处理，从而减少过磨，更有效地提高分级效 率，改善磨矿分级回路的一种浮选新方法。其建议 的标准工艺流程见图2 。 旋流闪速分选器精矿去常规浮选 图2旋流闪速浮选的推荐工艺流程 F i g ．2 R e c o m m e n d e dt e c h n o l o g i c a lf l o w s h e e t o fc y c l o n ef l a s hf o t a t i o n 旋流闪速浮选结合最新的气泡矿化原理并利用 重力和物理化学力场，符合选矿发展的方向。旋流 闪速浮选使浮选与分级同时进行，简化了闪速浮选 构流程，节省了投资，配置容易，且处理量大。它 驾近年来出现的边壁充气式旋流器的浮选原理的不 嗣之处在于，边壁充气式水力旋流器适用于微细粒 级浮选和油水分离。大多应用于细粒煤的浮选，在 金属矿尤其是氧化矿中的应用很少n 7 ～揶，而旋流 闪速浮选的有效浮选粒度范围较宽，更能适应在实 际生产中的应用。 2试验方法、设备及物料 2 ．1 物料 试样选用石英与方铅矿的人工混合矿。将石英 破碎至一2 m m ，然后经实验室球磨机磨至 一0 ．8 m m 。方铅矿经手碎后，再破碎至一0 ．5 m m ， 然后将石英和方铅矿按一定比例混合，作为旋流闪 速浮选的试样。为了满足闪速浮选试验的需要，石 英和方铅矿的粒度较粗，其筛析结果见表l 。 表1石英与方铅矿的粒度组成 T a b l e1S i z e d i s t r i b u t i o n o ft h eq u a r t za n dg a l e n a 2 ．2 试验设备及仪器 试验设备主要由旋流闪速浮选系统和供气系统 构成。旋流闪速浮选系统主要由充气器、旋流分选 器、搅拌桶、砂泵等构成。供气系统由空气压缩 机、流量计等构成。图3 是设备形象联系图。试样 的方铅矿品位由X M E T 8 4 0 X 荧光允析仪测定。 给 图3旋流闪速浮选设备形象联系图 1 一旋流分选器；2 - 搅拌桶；3 一泵池；4 - 砂泵；5 一充气器； 6 一空气压缩机；7 一流量计；8 - 压力表；9 - 阀门 F i g ．3S c h e m a t i cd i a g r a mo ft h ee x p e r i m e n ta p p a r a t u s f o rc y c l o n ef l a s hf l o t a t i o n 充气器为管式充气器，由北京矿冶研究总院制 造。充气器在制造时充分考虑了耐压、耐腐蚀和防 止堵塞，内管采用了强度大、孔隙率高的多孔聚乙 万方数据 有色金属 第5 2 卷 烯材料，外管为铜管，两端用不锈钢渐缩管接头。 旋流分选器由作者自己设计，旋流分选器在形 式的选择上，采用了圆形给矿管外壁与圆筒相切的 方式。由于具有浮选作用，泡沫较多，采用了具有 溢流室和大直径输送管的形式。在材料的选择上， 选用优质透明有机玻璃。在旋流分选器设计参数的 选择上，参考了分级用t 1 5 0 m m 水力旋流器的参 数。为了考察不同锥角、沉砂口直径、溢流管直 径、溢流管长度对分选结果的影响，制造了几套不 同尺寸的锥体、沉砂口和溢流管，旋流分选器的结 构参数见表2 。 表2旋流闪速分选器的结构参数 T a b l e2T h es t r u c t u r ep a r a m e t e r so ft h ec y c l o n e f o rc y c l o n ef l a s hf l o t a t i o n 2 ．3 试验程序 旋流闪速浮选试验时，将方铅矿品位为5 ％的 人工混合矿，在搅拌桶内配成4 0 ％的浓度，加入 捕收剂丁基黄药2 0 0 9 ／t ，搅拌3 m i n 后，加人起泡剂 松醇油8 0 9 ／t ，再搅拌2 m i n 后，将矿浆和压缩空气 同时给入充气器，使矿浆和气泡在充气器内进行矿 化，经矿化后的气泡和矿浆由充气器给入旋流分选 器，矿化泡沫进入旋流分选器溢流中，同时没有捕 收到泡沫上的细矿粒也进入溢流中，沉砂为旋流闪 速浮选尾矿。 3结果与讨论 3 ．1 旋流闪速浮选的可行性研究 为了考察旋流闪速浮选对不同粒级重矿物的回 收效果并与分级进行对比，在四种不同条件下进行 了对比试验，并对各个条件下的溢流和沉砂产品进 行筛析，测定了各粒级的品位和回收率．试验结果 见表3 。 由表3 可知，不加药不充气分级和充气不加药 分级时，方铅矿在溢流产品一O ．4 0 0 ．0 7 4 r a m 粒级 表3方铅矿在不同条件下的回收率 T a b l e3T h er e c o v e r yo fg a l e n ai nv a r i o u sc o n d i t i o n s 的回收率很低 2 ．2 ％ ，方铅矿在一0 ．0 7 4 m m 粒 级的回收率也只有3 9 ．5 0 ％和4 2 ．5 8 ％。溢流方铅矿 总回收率仅为1 2 ．6 1 ％和1 4 ．7 0 ％，品位分别仅为 2 ．1 4 ％和2 ．4 2 ％，远远低于5 ％的方铅矿给矿品 位。由此可见，水力旋流器分级时，方铅矿在磨矿 分级回路中过磨现象非常严重。 加药不充气分级时，由于添加了丁基黄药和松 醇油，方铅矿表面疏水，从旋流器溢流管至沉砂口 之间有一空气柱，有一部分表面疏水的方铅矿沿空 气柱进入溢流中，同时砂泵有一定的吸气作用，形 成气泡，使部分方铅矿附着在气泡上，进入溢流 中。因此方铅矿在溢流中的粒级回收率有所增加， 特别是～0 ．0 7 4 m m 细粒级，粒级回收率达6 1 ．7 8 ％。 旋流闪速浮选时，疏水的方铅矿固着在气泡 上，而被带入溢流中，由于气泡多而小，液气界面 的面积比加药不充气时大得多，所以方铅矿在溢流 各粒级回收率大幅度提高，一0 ．3 2 0 ．2 0 m r n 粒级 的方铅矿大都进入溢流中，粒级回收率为6 1 ．9 9 ％， 一0 ．2 0 0 ．1 0 m m 粒级方铅矿回收率接近9 0 ％， 一0 ．1 0 0 ．0 7 4 和一0 ．0 7 4 m m 粒级回收率接近9 5 ％。 由此可见，旋流闪速浮选可大幅度提高粗粒级 重矿物的回收率，并且可以强化对细粒级的回收效 果，可有效地减少重矿物在磨矿分级回路中的损 失。因此，旋流闪速浮选的设想是可行的。 3 ．2 影响旋流闪速浮选的因素 旋流闪速浮选是在旋流分选器中对磨矿机的排 矿同时进行浮选和分级，其溢流产品既要获得粒度 合格的分级产品，又要浮选出已经单体和连生的疏 万方数据 第1 期李长根等旋流闪速浮选法的研究 2 5 水有价重矿物，因此，不但要使精矿产品有较高的 品位和回收率，还要满足粒度和浓度等要求。所 以，研究影响旋流闪速浮选的因素，选择最佳的浮 选条件，对于确定旋流分选器的操作参数和结构参 数，都有重要意义。 3 ．2 ．1给矿浓度对旋流闪速浮选的影响 芝 魁 n 量 星 给矿浓度对旋流闪速浮选的影响见图4 ，试验 条件为，锥角2 0 。，沉砂口直径5 m m ，溢流管直径 1 2 r a m ，溢流管长度3 5 r a m ，充气量0 ．0 5 m3 ／h ，给矿 压力9 ．8 1 0 4 P a 。随着给矿浓度升高，旋流闪速 浮选方铅矿精矿品位降低，回收率升高，分级溢流 的方铅矿品位下降，回收率升高。 摹 ～ 褂 擎 凰 蟹 山 给矿浓度／％给矿浓度／％ 图4给矿浓度对旋流闪速浮选精矿和分级溢流方铅矿品位和回收率的影响 1 一旋流闪速浮选；2 - 分级 F i g ．4T h ee f f e c to f f e e dc o n c e n t r a t i o no ng r a d ea n dr e c o v e r yo fg a l e n a d u r i n gt h ec y c l o n ef l a s hf l o t a t i o na n dc l a s s i f i c a t i o n ，r e s p e c t i v e l y 给矿浓度低时，分级溢流的产率和浓度小，溢 流中细粒含量高，而细粒级的方铅矿品位要大大高 于粗粒级 见表1 ，因而分级溢流的品位高，回 收率低。当给矿浓度增大时，分级溢流的产率和浓 度增大，细粒级的相对含量下降，从而引起品位下 降，此时，进入溢流的粗粒方铅矿的量增多，使回 收率有所上升。 随给矿浓度升高，旋流闪速浮选精矿方铅矿品 位下降，回收率上升。变化的原因与分级相同，只 是由于浮选的作用，使绝大多数的细粒方铅矿和一 零 、～ 髓 烂 堰 捌 2 5 ．O3 n O3 5 ．0 4 0 ．O 4 5 ．O5 0 ．0 5 5 ．0 给矿浓度／％ 些粗粒方铅矿进入溢流。因而旋流闪速浮选的精矿 品位和回收率要比分级高得多，变化也更显著。 由图5 知，随给矿浓度升高，分级和旋流闪速 浮选溢流产品的浓度也升高。当给矿浓度在4 0 ％ 左右时，溢流浓度在2 0 ％～2 5 ％之间，沉砂浓度 为6 5 ％～7 0 ％，符合后续作业浮选和磨矿的要 求。 由此可见，给矿浓度在4 0 ％左右较为合适， 既可获得高的旋流闪速浮选指标，又可满足磨矿分 级回路中对产品浓度等的要求。 銎 、、 越 燃 避 蠼 给矿浓度／％ 图5给矿浓度对旋流闪速浮选的溢流和底流浓度及分级溢流、底流浓度的影响 I 一旋流闪速浮选；2 - 分级 F i g ．5 T h ee f f e c to ff e e dc o n c e n t r a t i o no nt h eo v e r f l o wa n du n d e r f l o wc o n c e n t r a t i o n ‘d u r i n gc y c l o n ef l a s hf l o t a t i o na n dc l a s s i f i c a t i o n ，r e s p e c t i v e l y 万方数据 有色金属 第5 2 卷 3 ．2 ．2 充气量对旋流闪速浮选的影响 充气量是影响旋流闪速浮选最重要的参数。它 对旋流闪速浮选的浮选性能和分级效果都有很大影 摹 、～ 魁 略 譬 山 响。图6 给出了不同压力下，旋流闪速浮选精矿 即溢流产品 方铅矿品位及回收率随充气量变化 的规律。 摹 ’、 褂 擎 回 塑 山 充气量／ m 3 h - 2 充气量／ r 一．h 1 图6充气量对旋流闪速浮选精矿和分级溢流方铅矿品位和回收率的影响 给矿压力 k P a 1 4 9 ；2 9 8 3 1 4 7 ；4 1 4 7 分级 ；给矿浓度4 0 ％ F i g ．6 E f f e c to fa i rf l o wr a t eo ng r a d ea n dr e c o v e r yo fg a l e n ad u r i n gc y c l o n e f l a s hf l o t a t i o na n dc l a s s i f i c a t i o n ，r e s p e c t i v e l y 由图6 可以看出，旋流闪速浮选的精矿指标大 大高于分级，在不同压力下，溢流产品方铅矿品位 和回收率随充气量变化的规律也不同。随着充气量 的增大，分级的指标缓慢增长，而旋流闪速浮选精 矿指标随充气量增大时开始迅速升高，当充气量在 O ．0 5 m3 ／h 附近时指标达到最高，而后开始下降， 充气量在0 ．I m 3 ／h 左右又开始缓慢上升。在给矿压 力为4 9 k P a 时，旋流闪速浮选的品位变化与分级 相似，呈缓慢上升趋势，回收率略有下降。 出现上述规律，是因为分选器中同时存在浮选 和分级作用，浮力、离心力及重力在流场中对矿粒 一气泡集合体同时作用，在不同因素占主导地位 时，产生不同的效果。当充气量开始增大时，充气 器中微气泡的数量增多，气泡与疏水性矿粒的碰撞 和粘附几率增大，强化了浮选，浮选指标迅速升 高。但当充气量继续增大，产生的气泡数量过多 时，会引起气泡的相互兼并，造成粘附在气泡上的 矿粒脱落，分选器中的流场也会遭到破坏。这就造 成精矿指标先迅速升高而后又有所下降。但当充气 量过大时，充气器中的矿浆流速减小，引起分选器 进E l 压力的急剧下降，分级的基本条件被破坏，离 心力场很弱，这样即使在弱的浮选作用下，方铅矿 进入分选器底流的数量就会急剧减少，从而使精矿 品位和回收率又开始缓慢上升。这种影响在压力为 9 8 k P a 和1 4 7 l 【P a 时非常明显。当压力为4 9 k P a 时， 离心力的影响几乎不存在，进入底流的方铅矿很 少，因而精矿指标较高且升高缓慢。 只有分级作用存在时，充气量增大，分选器进 口压力减小，离心作用有所减弱，进入溢流中的方 铅矿也略有增多，因而分级溢流中方铅矿的品位和 回收率都略有升高。但由于未添加浮选药剂，不存 在浮选作用，在离心力和重力的作用下，方铅矿因 密度大而大多进入底流，因而溢流产品中方铅矿的 品位和回收率都很低。 由此可知，当充气量为0 ．0 4 ～0 ．0 6 m 3 ／h ，旋 流闪速浮选的品位和回收率最高，溢流产品的浓度 也与单一分级时接近，满足磨矿分级回路的要求。 3 ．2 ．3 给矿压力对旋流闪速浮选的影响 由图7 可知，旋流闪速浮选的溢流产品中，方 铅矿的品位和回收率要大大高于分级过程。总的来 说，随着给矿压力升高，旋流闪速浮选的精矿品位 和回收率都下降，只有充气量为0 ．0 4 m 3 ／h 时有所 不同当压力升高时，精矿品位变化小，回收率在 压力为9 8 k P a 时最高。 ’ 当给矿压力升高时，旋流闪速分选器内的离心 力场变强，由于方铅矿密度大，在离心力的作用 下，抛向底流的数量也增多，所以闪速浮选溢流中 方铅矿品位和回收率都下降，但充气量为0 ．0 4 m 3 ／h 时，气泡数量多，浮选作用最强，离心力的影响变 弱，对矿粒与气泡的集合体影响小，因而方铅矿大 都因浮选作用进入溢流，因此压力变化对溢流中方 铅矿的品位和回收率影响较小。 ’给矿压力的变化主要影响分选器中的离心力场 和充气器中的矿浆流速，从而影响旋流闪速浮选的 万方数据 第1 期李长根等旋流闪速浮选法的研究2 7 芝 趔 疃 茔 墨 褂 擎 回 星 给矿压力／k P a 给矿压力／k P a 图7给矿压力对旋流闪速浮选精矿和分级溢流方铅矿品位和回收率的影响 充气量 m 3 l h 1 - 0 ．0 0 ；2 - 0 ．0 4 ；3 - O ．0 8 ；4 - 0 ．1 2 ；5 - 0 ．0 5 分级 ；给矿浓度4 0 ％ F i g E f f e c to ff e e dp r e s s u r eo ng r a d ea n dr e c o v e r yo f ，g a l e n ad u r i n g t h ec y c l o n ef l a s hf l o t a t i o na n dc l a s s i f i c a t i o n ，r e s p e c t i v e l y 稃选效果和分级效果，但在不同充气条件下，影响 静程度有所不同。为了获得良好的稃选指标和分级 效果，旋流闪速浮选的给矿压力应在9 8 ～1 4 7 k P a 之间，此时，旋流闪速浮选的处理量、分离粒度、 橄度等指标都能满足磨矿分级回路的要求。 摹 ～ 魁 Ⅱ暑 蟹 山 8 3 ．2 ．4 分选器锥角对旋流闪速浮选的影响 如图8 所示，随着分选器锥角增大，旋流闪速 浮选的精矿方铅矿品位和回收率急剧下降，而分级 溢流方铅矿的品位和回收率都略有上升。 摹 、～ 褥 擎 回 蟹 山 图8锥角对旋流闪速浮选糈矿和分级溢流方铅矿品位和回收率的影响 1 一旋流闪速浮选；2 一分级；下同 F i g ．8 E f f e c to fc y l o n ea n g l e0 ng r a d ea n dr e c o v e r yo fg a l e n a d u r i n g c y c l o n ef l a s hf l o t a t i o na n dc l a s s i f i c a t i o n ，r e s p e c t i v e l y 分选器锥角增大，流体受到的阻力变大，因而 溢流产率增加，溢流粒度变大。另外，分选器中的 液流切向速度变大，引起离心力场的增大，使旋流 闪速浮选疏水性矿粒从气泡上的脱落加剧，造成分 选器溢流中方铅矿品位急剧下降，回收率降低。锥 角增大，使分级溢流产率增大，因而分级的回收率 有所上升，品位变化不大。 因此旋流闪速浮选选用小锥角较好 即工业用 l O ～2 0 。锥体 ，这样可使矿粒在回旋流中停留的 时间延长，溢流粒度减小，使分选器内的切向速度 适中，气泡与矿粒的结合体稳定，取得较好的分级 和浮选指标。 3 ．2 ．5 沉砂口直径对旋流闪速浮选的影响 沉砂口直径对旋流闪速浮选的指标和分级指标 的影响见图9 。如图所示，除了沉砂口直径为 3 ．5 m m 外，随沉砂口直径的增大，旋流闪速浮选 精矿方铅矿的品位和回收率增大。分级溢流方铅矿 的品位略有上升，回收率的变化不明显。 万方数据 有色硷属 第5 2 卷 装 ～ d 咯 蟹 山 3 ．5 4 ．04 ．55 ．05 ．56 ．0 沉砂口直径／m m 摹 ～ 褂 擎 回 蟹 山 沉砂口直径／r a m 图9沉砂口直径对旋流闪速浮选精矿和分级溢流方铅矿品位和回收率的影响 F i g ．9 E f f e c t o fa p e xo r i f i c ed i a m e t e ro ng r a d ea n dr e c o v e r yo fg a l e n a d u r i n gc y c l o n ef l a s hf l o t a t i o n a n dc l a s s i f i c a t i o n ，r e s p e c t i v e l y 旋流闪速浮选时，随沉砂口直径的增大，进入 沉砂中的脉石量增多，溢流产率变小，浓度变小， 而矿化有方铅矿的泡沫量不变或变化很小，它们 大都进入到溢流中。因此，闪速浮选精矿方铅矿品 位升高，回收率变化不大。分级时，随沉砂口直径 增大，分级溢流的产率和浓度变小，溢流中细粒级 的含量占绝大多数，由于给矿中方铅矿的相对含量 要高一些，因而分级溢流的品位略有升高，回收率 保持不变。 由此可知，为了取得较好的旋流闪速浮选指标 并满足磨矿分级回路的要求，沉砂口直径取 5 ．0 ～6 ．0 m m 较好。 摹 ～ 魁 Ⅱ暑 终 山 2 0 1 8 1 6 1 4 1 2 1 0 3 ．2 ．6溢流管直径对旋流闪速浮选的影响 由图1 0 知，随溢流管直径增大，分级溢流的 浓度略有升高；而且旋流闪速浮选溢流方铅矿的品 位降低，回收率先升高后降低。 给矿压力不变时，溢流管增大，溢流产率增 大，分选器内的分级效果变弱，使分级的方铅矿进 入底流的数量有所减少，因而使浮选溢流方铅矿的 品位和回收率都略有上升，但旋流闪速浮选的精矿 产率随溢流管直径增长过多，精矿品位下降，回收 率上升。当溢流管直径超过给矿管直径时，这种增 长或下降的程度就很小。可见，溢流管直径选 8 ～1 6 m m 较为合适。 摹 ～ 褂 擎 雹 吕 山 溢流管直径／m m ’ 溢流管直径／m m 图1 0溢流管直径对旋流闪速浮选精矿和分级溢流方铅矿品位和回收率的影响 F i g ．1 0 E f f e c t o fv o r t e xf i n d e rd i a m e t e ro ng r a d ea n dr e c o v e r yo fg a l e n a d u r i n gc y c l o n ef l a s hf l o t a t i o na n dc l a s s i f i c a t i o n ，r e s p e c t i v e l y 3 ．2 ．7 溢流管长度对旋流闪速浮选的影响 如图1 1 所示，随着溢流管长度的增加，旋流 闪速浮选精矿方铅矿的品位和回收率先增长后降 低，溢流管长度为3 0 m m 左右时，浮选精矿品位和 回收率最高。分级溢流方铅矿的品位和回收率都略 有上升。随溢流管长度的增加，溢流浓度略有减 小。 由图1 1 可知，旋流闪速浮选的品位和回收率 在溢流管长度为3 0 m m 时最高。当溢流管长度过 短时，分选器的给矿有可能不经分级，有的从溢流 坦加培M H 屹m 8 6 4 2 O ∞∞∞∞如∞∞∞m 万方数据 苎 塑』竺堡坚竺二塑塑兰竺 窒 ．望 摹 ～ 趟 n 暑 蟹 山 溢流管长度／r a m 适 { j } 擎 回 蓥 溢流管长度／r n m 图1 l 溢流管长度对旋流闪速浮选精矿和分级溢流方铅矿品位和回收率的影晌 R 鲥1 导譬毗o f v o r t e xf i n d e rl e n g t ho ng r a d ea n d r e c o v e r y 。fg a l e ln a d u 加gc y c l o n ef l a s hf l o t a t i o na n d c l a s s i f i c a t i o n ，r e s p e c t i v e l v 管流出，有的从沉砂口排出，造成短路流，石英在 精矿中的夹杂增多，引起旋流闪速浮选的品位降 鹰．当溢流管长度过长时，引起泡沫及矿浆在分选 器内的停留时间过长，泡沫的排出困难，导致粗粒 方铅矿从气泡上脱落，精矿品位和回收率都降低。 由此可见，溢流管长度在3 0 ～4 0 m m 之间较为合适。 3 ．3 旋流分选器结构参数的优化 综上所述，旋流闪速浮选的结构参数和操作参 数对于取得良好的浮选指标，满足磨矿分级回路中 对浓度、细度、处理量的要求，有重要的影响；而 且旋流分选器结构参数的优化是按比例放大的基 础，因此旋流分选器选择最佳的结构参数对于旋流 闪速浮选有重要的意义。根据以上试验数据，现列 出旋流分选器最佳的结构参数。 葛了T a b l e 4 旋T 流h e 闪。速p 浮t i m i z a t i o n o f s t r u c t u r e p a r a m e t e r s o f jth五e爵c爵yc蠢lo云ne五万fo磊r磊cy磊c_loneflashflotation～ 葛_ 。鬲一 旋流闪速浮j 巧五i 夏 工了～一 一兰．竺 兰堕兰 竺二二二二至至三二二二二二二二1 五磊i 弓五i F 嬲滕二⋯0 , 4 0譬～万、i 面面i F 1 i 意一 ．2 2 0 。嬲 n 1 2 叭I 。毗， 叭～吣 fi⋯ll～0“．7”00荽茗二芒茗．24 D 。 。 ．．叫誓。 蚴 ㈣ uⅢ嚣1820 D 纛。。 1 0 叫5 。 l o ～1 5 。 1 5 。2 0 。 1 5 6 2 0 。 _ 生旦』L ～ 竺二羔 芏5 0 0 一 3 川 由上表可知，旋流闪速浮选试验的旋流分选器 的结构参数与工业用水力旋流器基本相符，可参照 此参数按比例放大，设计工业用旋流闪速浮选的旋 流分选器。 4结论 1 旋流闪速浮选对一O ．4 m m 粒级的方铅矿 有很强的回收作用，既可回收用分级方法不能分出 的O l ～0 ．4 r a m 粗粒级重有用矿物，又可以强化 对一O l m m 细粒级重矿物的回收，因此，旋流闪 速浮选可以有效回收应该进入分级沉砂中的方铅 矿，减少磨矿分级回路中有价重矿物的过磨。 2 由旋流闪速浮选和分级的对比试验可 知，旋流闪速浮选对重矿物的回收效果要大大高于 分级；旋流闪速浮选最佳的浮选条件和分级条件相 吻合；旋流闪速浮选溢流产品的浓度、细度也与分 级相近；因此，在旋流分选器中可以同时实现浮选 和分级过程，旋流闪速浮选的设想是可行的。 3 充气量和给矿压力是影响旋流闪速浮选 最重要的两个因素。充气量越大，浮选的效果越 好，但过大的充气量会破坏分选器中的流场，引起 旋流闪速分选器中分级作用的削弱，反而会影响旋 流闪速浮选的指标；给矿压力越大，分级的效果越 好，但过大的给矿压力会引起矿粒从气泡上脱落。 因此，充气量和给矿压力应保持在适当的范围内。 其它参数对旋流闪速浮选也有不同程度的影响。 4 旋流闪速分选器结构参数的优化表明， 旋流闪速浮选旋流分选器的最佳结构参数为锥体 万方数据 有色金属第5 2 卷 角度2 0 。，D v ／D c O ．1 6 ～0 ．4 0 ，D A ／D c O ．0 8 ～ 0 ．1 2 ，D F ／D c O ．2 4 。这与工业型分级用水力旋流器 结构参数基本相符，可参照此参数按比例放大，设 计工业用旋流闪速浮选设备。 参考文献 1李长根．气升式浮选和充气旋流浮选法研究．北京矿冶研究总院技术报告，1 9 9 1 2M i l l e rJ D ．A i r s p a r g e dh y d r o c y c l o n ea n dm e t h o d ．U SP a t e n t4 2 7 9 7 4 3 ．1 9 8 1 ．4 ．2 1 3 黑色金属矿山情报网，金属矿山编辑部．强化分级作业的若干建议．金属矿山，1 9 8 4 1 7 4 ～7 4张宏福．磨矿回路中的两次分级新工艺一提高分级效率的有效途径．国外金属矿选矿，1 9 8 6 8 1 5 5 敬守政．从分级效率看球磨机生产潜力．四川冶金，1 9 8 3 1 l ～3 6H u k k iR T ．E ／M J ．1 9 7 7 4 6 6 ～7 4 7F l a s hf l o t a t i o n ．I n tM i n ．1 9 8 6 5 1 4 ～1 5 8F l a s hf l o t a t i o np u l l sc o a r s es i z e sf r o mg r i n d i n gc i r c u i t s ．E M J ．1 9 8 5 4 7 0 9W a i t e rE ．F l a s hf l o t a t i o n f o ri m p r o v e dg o l dr e c o v e r ya tF r e e p o r tI n d o n e s i a ．M M P ．1 9 9 0 3 1 4 4 ～1 4 8 1 0 北京有色冶金设计研究总院，湖北省鸡笼山金矿．鸡笼山金矿选矿厂增加闪速浮选工艺项目建议书．1 9 9 1 ．3 1 lI m h o fR ．P n e u m a t i cf l o t a t i o n am o d e l “ 1 1a l t e r n a t i v e ．A u f b r e i t u n g sT e c h n i k 。1 9 8 8 8 4 5 1 ～4 5 7 1 2J u n g m a nA ，R e i l a n dU ．A ni n v e s t i g a t i o ni n t op n e u m a t i cf l o t a t i o no fv a r i o u sr a wa n dw a s t em a t e r i a l su s i n gt h e A l l f l o ts y s t e m ．A u f b r e i t u n gT e c h n i k ，1 9 8 8 8 4 7 0 ～4 7 7 1 3B a h rA ，L u d k eH ，M i h r h o f fF ．T h ed e v e l o p m e n ta n di n t r o d u c t i o nQ fan e wc o a lf l o t a t i o nc e l l ．X VI n t e r n a t i o n a l M i n e r a lP r o c e s s i n gC o n g r e s s ，1 9 8 2 ．3 1 5 ～3 2 5 1 4 B a h rA ，L u d k eH ．D e v i c ef o re x p o s i n ga l i q u i d o ra l i q u i d s o l i d m i x t u r et o g a s ．S o u t h A f r i c a P a t e n t ．N o ． Z A 8 1 0 5 9 7 7f C A 一9 8 2 8 2 1 0 1 9 8 7 1 5B a h rA ，e ta 1 ．5y e a r so fo p e r a t i o ne x p e r i e n c ew i t hp n e u m a t i cf l o t a t i o ni nc o a l p r e p a r a t i o n ．A u f b r e i t u n g s T e c h n i k ，1 9 8 7 1 1 ～9 1 6 L ic h a n g g e n ，B a h rA ．F l o t a t i o no fc o p p e ro r ei nap n e u m a t i cf l o t a t i o nc e l l ．M i n e r a l s ＆M e t a l l u r g i c a lP r o c e s s i n g ， 1 9 9 2 7 6 1 2 1 7李长根．气升式浮选法的应用．选矿学术会议论文集庆祝张卯均教授从事矿冶事业5 5 周年．北京冶金工业出版 社，1 9 9 3 ．1 0 3 ～1 0 9 1 8M i l l e rJ D ，V a nC a m pM C ．F i n ec o a lf l o t a t i o ni nac e n t r i f u g a lf i e l dw i t ha na i r - s p a r g e d h y d r o c y c l o n e ． M i n i n gE n g i n e e r i n g ，1 9 8 2 1 1 1 5 7 5 ～1 5 8 0 1 9M i l l e rJ D ．P r i n c i p i e so fs w i r l