粗颗粒矿物在矿浆相中的悬浮特征.pdf

8 8 有色金属 选矿部分2 0 1 8 年第5 期 d o i 1 0 ．3 9 6 9 ／j ．i s s n ．1 6 7 1 9 4 9 2 ．2 0 1 8 ．0 5 ．0 1 7 粗颗粒矿物在矿浆相中的悬浮特征 史帅星1 一，孙传尧1 ”，沈政昌1 ，张跃军1 1 ．北京矿冶研究总院矿物加工科学与技术国家重点实验室，北京1 0 0 1 6 0 ； 2 ．北京科技大学土木与资源工程学院，北京1 0 0 0 8 3 摘要浮选过程中颗粒的悬浮是气泡与颗粒碰撞和黏附的基础条件粗颗粒矿物由于尺寸较大，在矿浆相中 的悬浮特征有别于常规粒级和细粒级矿物为了分析粗颗粒在浮选机矿浆相中的悬浮影响因素，以层析度函数为分 析手段，选取金矿、钛铁矿、黄铜矿三种浮选系统中的四种规格浮选机中的粗颗粒为研究对象，研究了三种矿物在单槽 浮选机内、沿作业分布、随浮选机规格变化等情况下的悬浮特征。结果表明在单体浮选机竖直截面内，粗颗粒矿物在 叶轮上方悬浮效果比其它粒级差，随着高度的增加重量层析度迅速减小；沿作业分布的三台同规格浮选机内的粗颗粒 矿物悬浮特征棚近；而浮选机的规格大小对粗颗粒的悬浮特征影响不敏感，给矿粒级分布和矿物的比重对粗颗粒的悬 浮特征影响强烈一在同一浮选机槽体，固相颗粒重量分布层析度与金属量分布层析度两者变化并不一致，粗颗粒分选 环境尤其明显，这为粗颗粒浮选机的设计提供了新的思路。 关键词粗颗粒；矿浆相；层析度；悬浮特征 中图分类号T r 4 5 6文献标志码A文章编号1 6 7 l _ 9 4 9 2 2 0 1 8 0 5 J D 0 8 8 - 0 8 C o a r s eP a r t i c l e sS u s p e n s i o nC h a r a c t e r i s t i ci nF l o t a t i o nC e n s S H | S h u n t x 瀛g 。2 ，S U NC h u n f 哆n o 卜2 ，s H E Nz h e n g c h n n g t ．z H A N GY u 白u n 。 ，．S ￡n 把‰y 如6 0 r o ￡o ∥矽M i 鹏r o fP r o c 哪i 昭J s c 搪眦e Ⅱn d 死c 危n o f o 彰， B e b i n gG e n e r 1 lR e s e a r c hl n 5 t i t u t e M i n i n ga n dM e t n t h 玎g y ，B e 码i n glo O 16 0 ，C h t n n ； 2 ．S c o o fQ 厂C i ∥甜。凡d 尺e s o M ，℃eE n g i n e e r 西z g ， ／n i 口e ，s i f ’Q 厂5 c i e n c e 。n d 死c 凡。厶 g ，’B e 巧打垮，日e ∥西t g ，D D D 8 3 ，C i 凡n A b s t r a c t S o l i ds u s p e n s i o ni st h ek e yf ‘a c t o rf o rb u b b l e ．p a r t i c l ec o l l i s i o na n da d h e s i o n ． C o a r s ep a r t i c l e s s u s p e n s i o nb e h a V e ss e g r e g a t i o np h e n o m e n o ni nan o t a t i o nc e U ， w h i c hi sd i f f b r e n tf } o mn o m l a ls i z ep a r t i c l e s ．I n o r d e rt ou n d e r s t a n dt h es u s p e n s i o nc h a r a c t e r i s t i co fs 0 1 i dp a r t i c l e si nt h es l u n y ，ac a m p a i g ni st a k e ni nf b u rs i z e s n o t a t i o nc e l l sp r o c e s s i n gg o l d ，i l m e n i t ea n dc h a l c o p y r i t e ．T h er e s u l t ss h o wc o a r s ep a r t i c l e sa r es u s p e n d e dw o r s ea n d w o r s ei nt h ev e r t i c a l p r o n l e i n s i n g l en o t a t i o nc e l l f r o mt h eb o t t o mt ot h et o pa n dt h es o l i dw e i g h tf ●a c t i o n s e g r e g a t i o nd e g r e ed e c r e a s ew i t hh e i g h ta b o v et h ei m p e l l e r ． A n dt h es u s p e n s i o nc h a r a c t e r i s t i ci sa l m o s ts a m ei n d i f f 宅r e n tn o t a t i o nc e l l sd o w nt h es l u I T yn o wa n dt h es i z eo fn o t a t i o nc e l li si n s e n s i t i v et os u s p e n s i o ne f f b c t ．b u t p a r t i c l e sd i s t r i b u t i o na n dm i n e r a ld e n s i t vh a v eas t r o n gi n n u e n c eo ni t ． I ti sa l s of b u n dt h a tt h es o l i dw e i g h tf } a c t i o n s e g r e g a t i o nd e g r e ei sn o Ie x a c t l ys a m ew i t ht h em e t a lf r a c t i o ns e g r e g a t i o nd e g r e e ， e s p e c i a l l y i nc o a r s ep a r t i c l e s m i n e r a l sf l o t a t i o np r o c e s s ，w h i c hp r o v i d e san e wi d e af b rt h ed e s i g nn o t a t i o nc e l lf b rc o a r s ep a r t i c l e ． K e yw o r d s c o a r s ep a r t i c l e ；s l u n yp h a s e ；s e g r e g a t i o nd e g r e e ；s o l i ds u s p e n s i o n 浮选的核心过程是在物理化学和水动力学适宜 的条件下气泡一颗粒的碰撞、黏附和目的矿物颗粒的 捕收。一般情况下固相颗粒在矿浆相内的充分悬浮 是浮选行为高效完成的保证。许多学者对颗粒悬浮 开展了广泛的研究_ 4 | 。以荧光剂表征真实颗粒． 采用R T D 的方法研究浮选槽的搅拌混合情况5 。 悬浮行为由流体循环流和紊流流动产生。悬浮效果 与物料性质、叶轮直径、叶轮转速、槽体结构和充气 量都有密切关系。在一定叶轮转速情况下，颗粒尺 寸、颗粒密度和充气量对颗粒悬浮效果有强烈影响， 矿浆浓度影响较弱，而液体黏度影响可以忽略[ 6 ] 。 文献‘“”。提出浮选槽内的水动力学特征搅拌数雷诺 基金项目国家自然科学基金资助项目 5 1 6 7 4 0 3 4 收稿日期2 0 1 8 _ 0 5 旬3 修回日期2 0 1 8 ．0 8 一1 6 作者简介史帅星 1 9 7 7 一 ．男，河南汝州人，博士研究生，研究员，主要从事选矿设备研发与工程转化方面的] 作 万方数据 2 0 1 8 年第5 期 史帅星等粗颗粒矿物在矿浆相中的悬浮特征 8 9 数是判定流体流动性质的无量纲数，它是惯性力和 黏滞力之比。实现浮选机关键部件几何相似后，要 实现固体物料的相似悬浮。在不同规格的浮选槽 中，流体在相应点的速度的绝对值和方向应相似。 沈政昌。1 到以悬浮准数D 2 M R D 为浮选机叶轮直 径、Ⅳ为叶轮转速、R 为浮选机界面等效直径 为基 础，找到了悬浮准数与随浮选机规格变大的关系即 悬浮准数与槽体容积呈幂函数关系。沈政昌4 。列 在硫化矿工业浮选流程中选取浮选槽竖直方向上取 样点的矿浆浓度分布和粒度分布数据分析了1 3 0 、 1 6 0 、2 0 0 、3 2 0m 3 单个充气式浮选机槽体的悬浮情 况，但没有对 0 ．1m m 以上的粗颗粒进行专门的研 究。以小规格的粗颗粒浮选机矿物为研究对象，分 析了十0 ．1 5m n 粒级的沿浮选机槽深的重量分布情 况81 。通过分析距离矿浆泡沫层界面下1 0c m 处 矿浆相中的粒度和金属量的分布，找到了悬浮效果 与夹带的基本关系瑚。。 为了系统分析粗颗粒悬浮特征，本文采用层析 度函数对不同矿物比重，不同给矿浓度、不同规格和 同一作业内不同位置浮选槽矿浆相内的颗粒悬浮特 征进行研究，并以粗颗粒矿物为研究重点，目的是厘 清粗颗粒与常规粒级悬浮特征不同，提出粗颗粒浮 选机新的设计原则。 1 层析度函数表征颗粒悬浮 在浮选槽中沿着其竖直方向固相颗粒的大小分 布和浓度分布有个渐变的过程。在矿浆相中任何取 样位置颗粒的悬浮情况可以表示与水的比值。给定 粒级分布范围内的固液比可以按下式计算 m X ∞c 2 而矿玎 表1 T a b l e1 式中∞i 一悬浮参数，与颗粒大小和浓度有关； m 。一某一粒级颗粒的重量分布，％；X 一取样位置 的固相颗粒重量浓度，％。 这里的悬浮仅关注矿浆中固相颗粒在水中的悬 浮情况，而没有考虑气泡上黏附的颗粒。但给矿中 包含的颗粒部分悬浮在水中，另一部分黏附在气泡 上。为了便于分析，以下的过程假定取样中不包含 气泡上黏附的颗粒。依据以上假定，采用给矿中颗 粒重量分布作为基准值分析悬浮情况，固体颗粒重 量分布层析度函数定义为 ，．I P c F 。。 等 2 ∞。 式中P 和F 分别代表取样区域矿浆和给矿。 同时为了进一步分析目的矿物和非目的矿物颗粒 悬浮情况的差异，将不同粒级的金属量分布与重量分 布层析度函数结合，得到的金属量层析度函数定义为 ⅡP ．∞P c F M 。 专{ 3 口i ’∞￡ 式中口。是矿物J 在所有粒级中的金属量 分布，％。 2 试验和测试 论文数据从铜矿、金矿和钛铁矿等多个选矿厂 中的4 种规格工业型充气机械搅拌浮选机 容积分 别为1 、1 3 0 、2 0 0 和2 4m 3 测试得到。其中前三种 规格浮选机都选取粗选作业第一台浮选机，2 4m 3 浮 选机选取钛铁矿选矿厂粗扫选作业中的三台进行取 样，取样时浮选机都在正常的生产条件下。为了有 较好的对比性，选取的四种浮选机的悬浮准数基本 相同，但充气速率随矿物和作业的不同差别较大。 测试条件如表1 所示。 测试条件和位置 T e s tc o n d i t i o n sa n ds a m p l i n gn o t a t i o nc e l l s i nd i f ．f e r e n tn o ws h e e t 取样方法采用虹吸方法，橡胶软管一端插入浮 选机取样点，另一端与取样桶连接。虹吸管方法测 试进行需要具有一定的高差，将虹吸管插入浮选机 中不同的深度后在管内充满水，然后自由排放，通过 压差将该深度位置的矿浆引出。排放的过程中提升 管子人口的高度到达测试点位置，开始取样。测试 如图1 所示。 万方数据 ．9 0 ．有色金属 选矿部分2 0 1 8 年第5 期 竿匕[ 师 取f 取样商 图l矿浆悬浮能力测试方法示意图 F i g ．1 M e f h d fs l u l ’r ys u s p e n s i o nt e s t i l l g 表2 T a b l e2 为了能充分分析粗颗粒在整个浮选机槽体内竖 直方向的分布特征，叶轮上方和下方都设有取样点。 取样点位置标记为叶轮上端面平面为竖直方向的 “0 ”点，高于叶轮上端面为正值，低于叶轮上端面为 负值。取样点到浮选机叶轮的上端面的距离，依据 浮选机的规格的不同而有所差异。取样点在槽体截 面的径向位置在叶轮和槽壁的中间线区域。竖直位 置的分布见表2 。 给矿数据从给矿管出口取样。矿浆样和给矿样 取出后会进行浓度、粒度分布和品位化验。 取样点的分布特征 D i s t 曲u t i o no fs a m p l i n gl o c a f i o ni nf o u rs i z en o t a t i o nc e l l s 3 矿浆相中颗粒悬浮特征分析 3 ．1 颗粒在1m 3 浮选机中悬浮特征 1 m 3 浮选机磨矿分级回路作为闪速浮选机使 用。其给矿细度一7 4 斗m1 0 ％，给矿浓度6 6 ％， 表3 T a b l e3 1 4 7 斗m 的粗粒级含量大。在正常的操作条件下， 充气速率较小约为0 ．4 - n ／m i n 。无论是给矿浓度还 是粒级，在4 个测试条件中都是最大的。测量结果 见表3 和表4 。 1m 3 浮选机内固体颗粒重量分布层析度 S e g r e g a t i o nd e g r e eo fs o l i dw e i g h tf ．r a c t i o ni n 1m 3n o t a t i o nc e l l 项目群位彰嘤7 _ 百1 石万凳等1 石广F 产率／％C F 。产率／％C F 。产率／％C F 。 产率／％C F 。产率／％C F 。。 0 ．4 1 51 4 ．4 0 2 3 ．8 90 ．0 7 21 26 60 ．1 6 4 6 3 ．4 9O ．2 9 l 取样矿浆 ；i ，；磊慧嚣未；詈≥誓 著； 1 3 ．7 2O ．2 5 7 7 ．3 60 ．5 9 31 3 ．0 l0 ．3 7 2 1 2 ．9 5O ．2 5 97 ．7 70 ．6 6 89 ．2 30 ．2 8 2 0 ．5 7 5 6 2 ．5 04 0 ．2 61 ．0 3 33 8 ．“0 ．7 4 41 2 ．0 0 0 ．3 5 82 ．3 30 ．2 9 86 ．7 7O ．3 0 8 给矿 7 2 ．0 02 5 ．2 6 3 3 ．6 72 1 ．7 45 ．0 61 4 ．2 6 注在取样位置O ．4 1 5m 处，没有 1 4 7 斗m 粒级颗粒存在 表4 1m 3 浮选内金属量层析度测试结果 T a b l e4 S e g r e g a t i o nd e g r e eo fm e t a lf r a c t i o ni n1 m 3n o t a t i o nc e l 】 粒级／u ” 。。 取样位置／浓度／ 2 4 62 4 6 1 4 7 1 4 7 7 47 4 3 73 7 ⋯ ％徽卵m 麒凹m 麒吼。羰％。淼％。 分布／％ ““ 分布／％ “⋯ 分布／％ “。”‘ 分布／％ “’“ 分布／％ M 0 ．4 1 51 4 ．4 0 5 ．1 4O ．0 91 ．1 0O ．叭8 取样矿浆 j i ，；瑟笔嚣 ；雾争Z呈茇；等未酱；筹；篓掺瑟呈；嚣 注在取样位置O ．4 1 5m 处， 1 4 7 m 粒级颗粒金属量太小，可以忽略不计 万方数据 2 0 1 8 年第5 期史帅星等粗颗粒矿物在矿浆相中的悬浮特征 9 l 从表3 可以看出，各个粒级的重量分布离析度 粗细粒级的变化差别较大。在叶轮约o ．0 8 5m 以上 区域 7 4 m 的颗粒数量较少，一7 4 斗m 在浮选机 整个竖直区域内都有分布，但在0 ．4m 处的固相颗 粒含量减少幅度较大。而 2 4 6 “m 粒级颗粒的在 叶轮上方0 ．0 8 5m 到槽体底部区域的重量层析度较 小， 2 4 6 “m 颗粒在叶轮下方一0 ．5 7 5m 处的 C F 。 1 ．0 3 3 ，与给矿相近。从表4 可以看出，整个 竖直区域 2 4 6 斗m 粒级的金属量层析度高于其他 粒级，C F 村i ≥1 ．3 ，说明气泡将该粒级颗粒黏附并输 送到叶轮上方区域，但继续向上输送的过程中发生了 脱落而重新进入矿浆中。值得注意点是，除 2 4 6u m 粒级颗粒的重量层析度曲线和金属量层析度曲线凸 凹相反外，一2 4 6 m 以下的四种粒级的重量层析度 曲线与金属量层析度曲线的趋势相似。 3 ．2 颗粒在2 4m 3 浮选机中悬浮特征及其沿粗选 作业的分布 2 4m 3 浮选机用在选钛流程使用，选择在粗选I 第l 槽浮选机、粗选Ⅱ第1 槽浮选机和粗选Ⅱ第5 槽浮选机取样，取样区域从叶轮下方到溢流堰整个 区域，取样点的分布见表2 ，叶轮下方两个取样点、 叶轮上方有5 个取样点。钛铁矿密度较大，约为 4 ．6 异／c m 3 ，给矿细度一7 4 斗m4 5 ％。该部分采用层 析度函数不仅测试了单机的悬浮特征，而且对比研 究了沿作业分布的悬浮特征的变化。粗选I 第一槽 浮选机的测试结果见图2 和图3 。 图2 粗选I 第一槽浮选机不同取样位置 固相颗粒重量层析度分布 F i g ．2S e g r e g a t i o nd e g r e eo fs 0 1 i dw e i g h t f r a c t i o ni nd i f k r e n ts a m p l i n gl o c a t i o n si n6 r s t n o t a t i o nc e Ui nR o u g h e rI 从图2 和3 可以看出最粗的粒级 1 5 4 斗m 与 一1 0 0 斗m 以下的粒级的在浮选槽整个的区域内的 变化相似。而次粗粒级一1 5 4 1 0 0p m 在矿浆中距 ．S 取样点到叶轮平而的距离，” 图3 粗选I 第一槽浮选机不同取样位置 固相颗粒金属量层析度分布 F 培．3S e g r e g a t i o nd e g r e eo fs o l i dm e t a lf r a c t i o n i nd i f f 色r e n ts a m p l i n gl o c a t i o n si nf i r s t n o t a t i o nc e l li nR o u g h e rI 离叶轮上方0 ．8m 处的层析度值c F 。。≥1 ，c F 胁≥1 ， 在叶轮下方区域值最大。对于c F 。。值来说而距离 叶轮上方0 ．5m 处出现了明显的转折，一3 7 斗m 细 粒级在0 ．5m 上的区域的悬浮效果好，这一点与 1 0 0 斗m 的粗粒级表现完全刚好相反。可以看到 所有的粒级在距离叶轮1m 向上的区域悬浮效果开 始变差，但是lm 以上的区域悬浮特征近似不变。 对于密度4 ．6g ／c m 3 钛铁矿颗粒虽然悬浮准数 D 2 Ⅳ／尺≥3 0 ，充气量≤1 ．O ，其悬浮上限距离溢流堰 较远，气泡黏附的粗颗粒矿物在叶轮上方1m 处多 数脱落到达叶轮附近，粗粒级的回收率不会太好。 沿作业由于目的矿物浮出愈来愈多，矿浆的金属 量分布愈来愈小，为了更好的对比数据，采用取样点 的重量浓度分布和固相颗粒重量分布层析度进行比 较，三种浮选机的测试数据全部与给矿矿浆中的基础 数据进行对比。测试结果和对比的结果见图4 ～9 。 入 4 “一_ ．一一{ iU m - r 一一4 { iU m ／＼篡 。 一⋯l H un 1 一l 讪1 f X I “n 1 J＼j ”x 一 l S 4u n l 瓞．1 弋3 0 _ 图4 粗选Ⅱ第一槽浮选机不同取样位置 固相颗粒重量分布层析度 F i g ．4S e g r e g a t i o nd e g r e eo fs o l i dw e i g h t f t a c t i o ni nd i f k r e n ts a m p l i n gl o c a t i o n s i nf i r s tn o t a t i o nc e Ui nR o u g h e r Ⅱ 万方数据 9 2 有色金属 选矿部分2 0 1 8 年第5 期 r 一一一”m r 一4 3 m L 一⋯} i 4 m 一l 甜 I ⋯ 取 到⋯轮’㈨，f | 删，‘j m 图5 粗选Ⅱ第五槽浮选机不同取样位置 固相颗粒重量层析度分布 F i g ．5S e g r e g a t i o nd e g r e eo fs o l i dw e i g h t f r a c t i o ni nd i f f e r e n ts a m p l i n gl o c a t i o n s i nn f t hn o t a t i o nc e Ui nR o u g h e r Ⅱ 粗选l 第一槽 一粗选n 第一惜 心“ ’ 粗选n 第五槽 1 r ’一 ’ 。＼一 4 l l 2 1 』l 取样点到叶轮平面的距离／n 1 图6 三种浮选机不同取样位置重量浓度分布 F 嘻6 D i s t r i b u t i o n fw e i g h tc o n c e n l r a t i o n i n “舱r e n ts a n l I l i n gl o c a t i o n si n t h r e e 1 i f f e r e l l Is t a g en o t a t i o nc e l l s 图7 三种浮选机 1 5 4 岬重量 含量层析度对比分布 F i g ．7S e g r e g a t i o nd e g r e eo f l5 4 m s 0 1 i dw e i g h tf ．r a c t i o ni nd i f f ．e r e n ts a m p l i n g l o c a t i o n si nt h r e ed i f f e r e n ts t a g en o t a t i o nc e l l s 从上面图2 ～4 可以看出，沿作业取样的三个浮 选机在叶轮上方0 ．5m 向上的竖直区域内所有的粒 级的悬浮特征相似。从粒级对比来看，一1 4 5 1 0 0 岬 粒级都与其他粒级有所不同，悬浮状况都比其它粒 级要好。而在叶轮上方1m 以上的区域所有的粒级 图8 三种浮选机一1 5 4 1 0 0 岬固相 含量层析度对比分布 F i g ．8S e g r e g a t i o nd e g r e eo f 一1 5 4 1 0 0 斗m s o l i dw e i g h tf r a c t i o ni nd i f f e r e n ts a m p l i n g l o c a t i o n si nt h r e ed i f f e r e n ts t a g en o t a t i o nc e l l s 的层析度值较小，悬浮情况差。 而从图6 可以看出，三种浮选槽内的同样深度取 样点的浓度基本相同，浓度沿竖直区域的高度的变化 趋势一致，粗选Ⅱ第五槽由与已经有较多的目的矿物 的浮出，其浓度值比另外的两种浮选机略低。从重量 浓度浓度对比来看，三种浮选机都存在着强烈的分层 现象。图7 对三种浮选机中的 1 5 4 斗m 粒级重量分 布层析度值进行对比分析，从图中可以看出粗选I 第 一槽浮选机和粗选Ⅱ第五槽的悬浮相似，两者与粗选Ⅱ 第一槽差别较大。而取粒级较粗的一1 4 5 1 0 0 岬 粒级为研究对象，从图8 可以看出，沿作业分布三种 浮选机在槽内竖直方向上的不同深度悬浮情况吻合 较好，两种粗粒级在叶轮平面区域的C F 。 1 5 4 岬 0 ．6 ，而凹。。 一1 4 5 1 0 0 “m 1 ．5 ，两者相差 一倍，说明同样密度下的悬浮情况，悬浮情况与粒径 相比不存在正比关系。叶轮上方0 ．5m 是悬浮情况 的分界点，高于该平面，所有粒级分层都加剧。 3 ．3 颗粒在1 3 0m 3 浮选机中悬浮特征 1 3 0m 3 浮选机在铜粗扫选作业使用，矿石种类 斑岩型黄铜矿。取样浮选机在粗选作业第一台，其 给矿细度一7 4 “m5 5 ％，给矿浓度3 3 ％，矿石密度 为2 ．8g ／c m 3 。在正常的操作条件下，充气速率约为 1 ．1m ／m i n 。测量结果见图9 和图1 0 。 从图9 和图1 0 可以看出，在叶轮下方区域 1 2 5 斗m 粒级C F 。，。值最大约为0 ．9 ，从金属量角度 分析C F M 。层析度值也是最大约为2 ．0 ，说明在该区 域的固相和金属量含量都是最大的，该粗粒级悬浮 效果最差。在叶轮平面以上区域一1 2 5 7 4 “m 粒 级无论是固相颗粒层析度值还是金属量层析度值都 是所有粒级中最大的。 万方数据 2 0 1 8 年第5 期 史帅星等粗颗粒矿物在矿浆相中的悬浮特征 9 3 墨 -●广_一{iu n l ’●一一1 2 5 i 4u m 卜 l jun 1 2、／_ _ 1 、 巷 冀 5 2 取样点到叶轮平而的距离，n 图91 3 0m 3 浮选机不同取样位置 固相颗粒重量层析度分布 F i g ．9 D i s t 曲u t i o no fw e i g h tc o n c e n t r a t i o ni n d i 珏- e r e n ts a m p l i n gl o c a t i o n si n13 0m 3n o t a t i o nc e l l ‘- 州 2H．●一一i 437p n l i h ； ＼／＼、 1 卜‘．弋．、。、．I 暮 n { }卜。、◆◆ ～_ ／飞 图1 0 1 3 0m 3 浮选机不同取样位置 固相颗粒金属量层析度分布 F i g ．1 0S e g r e g a t i o nd e g r e eo fs o l i dm e t a lf ．r a c t i o n i n d i f f e r e n ts a m p l i n gl o c a t i o n si n13 0m 3n o t a t i o nc e l l 3 ．4 颗粒在2 ∞m 3 浮选机中悬浮特征 2 0 0m 3 浮选机在粗扫选作业使用，矿石种类斑 岩型黄铜矿。取样浮选机在粗选作业第一台，其给 矿细度一7 4 斗m6 0 ％，给矿浓度3 5 ％，矿石密度为 2 ．8g ／c m 3 。在正常的操作条件下，充气速率较小约 为1 ．6 ∥m i n 。测量结果见图1 1 和图1 2 。 从图1 l 和图1 2 可以看出，所有粒级在浮选机 槽体整个竖直区域内悬浮情况分布曲线相似，叶轮 平面上下区域没有明显差别， 1 2 5 m 重量分布层 析度略小。从金属量角度分析 1 2 5 “m 粒级C F M 层析度值也是最大，悬浮效果是良好的，判端应该为 气泡在该区域脱落较多重新进入了矿浆区域。 3 ．5 粗颗粒悬浮特征随浮选机尺寸的变化 以上分析了颗粒尤其粗颗粒在容积为1 、2 4 、 酱l l n } 裂 一3 』p n l 鬟4 } 一 4 3 7 p m 歪 n 。}怒 岬 一1一I 5l ll l jS 22 ．S 取样点到叶轮平面的距离，m 图1 12 0 0m 3 浮选机不同取样位置 固相颗粒重量层析度分布 F i g ．1l D i s t 舶u t i o no fw e i g h tc o n c e n t r a t i o ni n d i “b r e n ts a m p l i n gl o c a t i o n si n2 0 0m 3n o t a t i o nc e U 2l 2 二粼 I 入 2 ＼，警 一 r 4 2 5522 5 3 取样点到叶轮平面的距离，⋯ 图1 2 2 0 0n 1 ’浮选机不同取样位置 固相颗粒金属量层析度分布 F i g ．1 2S e g r e g a t i o nd e g r e eo fs o l i dm e t a lf r a c t i o ni n d i f 亿r e n ts a m p l i n gl o c a t i o n si n2 0 0m 3n o t a t i o nc e U 1 3 0 和2 0 0m 3 浮选槽竖直平面的悬浮情况。虽然每 个规格浮选机搅拌相关的的悬浮数都接近，但颗粒 的密度相差较大，无法直接对比。为了便于对比分 析，将密度的影响简单转化为体积浓度和颗粒的名 义直径。重量浓度与密度的比值即为体积浓度。对 照结果见表5 。 表5 不同密度矿重量浓度和体积浓度对照值 T a b l e5 C o m p a r i s o nv a l u e so fw e i g h tc o n c e n t r a t i o n a n dv o l u m ec o n c e n t r a t i o no fd i f k r e n t o r ed e n s i t v 矿石密度／重量浓度体积浓度矿浆密度／典型矿物 g c m 一3 c 。／％c l ／％ g c m 一3 种类 2 ．63 01 4 ．21 ．2 3辉钼矿 2 ．83 01 3 ．3 1 ．2 4 黄铜矿 3 ．43 01 1 ．2 1 ．2 7 铂金矿 4 ．63 08 ．51 ．3 l黄铁矿 4 ．66 02 4 ．61 ．8 8 钛铁矿 4 ．33 09 ．11 ．3 0 铜炉渣 4 ．37 03 5 ．22 ．1 6 铜炉渣 万方数据 9 4 有色金属 选矿部分 2 0 1 8 年第5 期 名义尺寸d 。需要根据矿物的密度、圆度系数、 厚度系数形重新定义粗颗粒矿物的。 d 盘 4 式中d 。一名义直径，m m ；d 一测量直径，m m ； p 6 一基础矿物颗粒密度，26 0 0 ～28 0 0k g ／m 3 ；凤一 目的矿物颗粒密度，k g ／m 3 ；R ，一圆度系数，球形颗 表6 T a b l e6 粒为1 ； 。一厚度系数，最大厚度和最小厚度的比 值，球形颗粒为1 。 颗粒名义直径采用式 4 进行的计算 假定R l ， ， 1 ，p 。 28 0 0k g ／m 3 ，那么测试结果中粒度的 名义尺寸计算如下表6 。 根据矿石密度确定的颗粒名义尺寸 N o m i n a ls i z eo fp a n i c l ei na c c o r d a n c em i n e r a ld e n s i t y 堑互童鏖 g 竺鱼墨塾壁盔型 些竺 3 ．14 l 5 2 8 2 1 1 l1 3 81 6 31 7 l2 7 2 4 ．66 l7 71 2 21 6 4 2 0 52 4 2253“4 2 ．83 74 77 4 1 0 01 2 51 4 71 5 42 4 6 2 ．83 7 4 7 7 4 1 0 0 1 2 5 1 4 71 5 42 4 6 从表6 中可以看出，1 3 0m 3 和2 0 0m 3 两种浮选 机测试结果中以 1 2 5 斗m 作为粗颗粒基础尺寸，与 1m 3 浮选机测试结果中的O ．1m m 粒级颗粒相当， 与2 4m 3 浮选机测试结果中7 4 斗m 相当。因为1m 3 浮选机测试结果中没有对1 0 0 斗m 单独分析，考虑 数据的充分性，也采用7 4 斗m 作为粗粒级下限尺 寸。以基础密度2 ．8g ／c m 3 ， 1 2 5 斗m 的粗粒级作 为分析对象，其他密度粒级以颗粒名义直径基准。 以测试结果中固体颗粒重量分布层析度值作为基本 数据。浮选机规格尺寸差别很大。为了方便分析， 以取样点到叶轮平面的距离与该浮选机溢流堰的高 度的比值作为分析的依据，计算公式如下 z k 儿。 5 式中t 一取样点到叶轮平面的距离与该浮选 机溢流堰的高度的比值；L 。一取样点到叶轮平平面 距离，m ；己。一不同规格浮选机溢流堰高度，m 。 四种规格的浮选机体积浓度分析结果见图1 3 。 以名义直径 1 2 5 斗m 粗颗粒作为基础粒级，分析结 果见图1 4 。 体积浓度反映所有粒级悬浮特征的宏观情况。 从图1 3 可以看出，1m 3 和2 4m 3 浮选机的体积浓度 变化最大，这与两种浮选机给矿体积浓度过大，粒度 过粗有关。在比值5 0 ％以上区域2 4 、1 3 0 和2 0 0m 3 三种规格浮选机体积浓度分布趋势相似。四种规格 的浮选机从这个角度分析，体积浓度的悬浮均匀与 浮选机的规格关系不大，颗粒大小影响较大。 从图1 4 中可以看出，对于 1 2 5 恤m 粗颗粒，四 种规格的浮选机从槽底到溢流堰竖直截面层析度值 Im 俘选机 2 4 m 俘选H L l 翔I n l ‘浮选“ L 2 ⋯一浮选机 ＼ ●p 、．盈z d 、．L _ ．瓤 J j l J ●r - ■ I I l } 。一一f 己o j l J “} I H 一3 I { H 一I l ll X ll { l H l 3 l lf H I S I l H li l I H 取样点距叶轮平t 斫距离与溢流堰高度比值，％ 图1 3四种规格浮选机不同取样 位置体积浓度分布 F i g ．13 D i 吼T i b u t i o no fw e i g h tc o n c e n t r a 【t i o n i nd i f f ．e r e n ts a m p “n gl o c a t i o n s i nf b u rs i z en o t a t i o nc e l l s 从大到小逐渐降低，悬浮情况愈来愈差，这点趋势相 同。但随着浮选机的规格变大，大规格浮选机悬浮 效果表现优于小规格的浮选机，说明该系列浮选机 在搅拌强度相同的情况下，粗颗粒的悬浮情况受给 矿粒度和比重影响较大。 4结论 1 层析度能够很好的反映浮选机槽体内颗粒 的悬浮情况，文中不仅采用固相颗粒重量分布层 析度而且也采用金属量层析度，两者可以互相 验证。 2 单个浮选机所有粗粒级矿物从槽底到溢流 堰竖直截面内悬浮情况都逐渐变差。但次粗粒级的 万方数据 2 0 1 8 年第5 期 史帅星等粗颗粒矿物在矿浆相中的悬浮特征．9 5 ． Im 俘选机一一烈m ’浮选