特大型320m3浮选机在某铜钼矿的应用实践.pdf

8 0 有色金属 选矿部分2 0 1 4 年第4 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 4 ．0 4 ．0 1 9 特大型3 2 0m 3 浮选机在某铜钼矿的应用实践 刘子龙1 一，杨洪英1 1 ．东北大学材料与冶金学院，沈阳1 1 0 8 1 9 ；2 ．中国黄金集团内蒙古铜业有限公司， 内蒙古满洲里0 2 1 4 0 0 摘要特大型3 2 0 一浮选机在工业生产上首次实现规模化应用，经过一年多运行，设备运转连续稳定，浮选技术指 标优越，浮选作业成本得到降低。在铜原矿品位0 ．3 4 8 ％的情况下，获得铜精矿品位2 1 ．5 0 ％、铜回收率8 6 ．3 0 ％的技术指标． 与同期1 6 0m 3 浮选机生产铜精矿品位提高0 ．7 1 ％，铜回收率提高0 ．6 8 ％，年多回收锕金属量2 9 4 ．6 6t 。为企业创利润14 7 3 ．3 万元。大型高效化设备在生产实践中起到的提高技术指标、降低生产作业成本，提高企业市场竞争力作用愈加明显。 关键词特大型浮选机；矿浆；充气；液位；技术指标 中图分类号T D 4 5 6文献标志码A文章编号1 6 7 1 - 9 4 9 2 2 0 1 4 0 4 - 0 0 8 0 - - 0 4 A p p l i c a t i o nP r a c t i c eo f3 2 0m 3L a r g e - S c a l eF l o t a t i o nM a c h i n ei naC o p p e r - M o l y b d e n u mM l n e L 1 - UZ i l o n 9 1 ’牙，Y A N GH o n g y i n 9 1 1 ．S c h o o lo fM a t e r i a la n dM e t a l l u r g y ，N o r t h e a s t e r nU n i v e r s i t y ，S h e n y a n gI J D 8 1 9 ， C h i n a ；2 ．C h i n aG o l dG r o u pI n n e rM o n g o l i aC o p p e rC o ．，L t d ．，M a n z h o u l iI n n e r M o n g o l i a0 2 1 4 0 0 ，C h i n a A b s t r a c t S c a l ea p p l i c a t i o no f3 2 0m 3s u p e rl a r g e s c a l ef l o t a t i o nm a c h i n ew a gf i r s t l yr e a l i z e di n i n d u s t r i a l p r o d u c t i o n ，a f t e ro n ey e a ro fo p e r a t i o n ，t h ef l o t a t i o ne q u i p m e n t sI x i n sc o n t i n u o u s l y a n ds t a b l y ， a n dt h ef l o t a t i o nt e c h n i c a li n d i c a t o r si s g o o da n do p e r a t i n gc o s th a sb e e nr e d u c e d ．’r I 坨c o p p e rc o n c e n 仃a t e g r a d i n g21 ．5 0 ％C uw a so b t m n e dw i t hc o p p e rr e c o v e r yo f8 6 ．3 0 ％w h e nt h eo r ec o n t a i n sO ．3 4 8 ％C u ．a n d c o m p a r e dw i t ht h e c o n c e n t r a t ep r o d u c e db y16 0m 3f l o t a t i o nm a c h i n ea tt h e 明, i n ep e r i o d ，t h eg r a d ea n d r e c o v e r yo fc o p p e rc o n c e n t r a t ew a si m p r o v e db y0 ．71 ％a n d0 ．6 8 ％r e s p e c t i v e l y ，a n dm o r et h a n2 9 4 ．6 6t o f c o p p e rm e t a lW a sr e c y c l e da n d1 4 ．7 3 3m i l l i o ny u a np r o f i tf o rt h ee n t e r p r i s eW a Se a r n e dp e ry e a r ．r 1 1 1 el a r g e s c a l ee q u i p m e n t sa p p l i e di nt h ep r o d u c t i o np r a c t i c eh a v eo b v i o u sa d v a n t a g e so fi m p r o v i n gt h ef l o t a t i o ni n d i c a t o r s a n dd e c r e a s i n gt h eo p e r a t i n gc o s t ．a n d 出ec o m p e t i t i v ep o w e ro ft h ee n t e r p r i s eh a sb e e ne n h a n c e d ． K e yw o r d s s u p e rl a r g e - s c a l ef l o t a t i o nm a c h i n e ；p u l p ；a e r a t i o n ；p u l pl e v e l ；t e c h n i c a li n d i c a t o r s 世界上有色金属矿物的回收约有9 0 ％采用浮选 法，作为实现矿物浮选的关键性设备浮选设备 发挥着极其重要的作用[ 。大型浮选设备可显著提 高选矿处理能力和技术指标，降低能耗，获得更高 的经济效益，增强企业的竞争能力[ 2 ] 。近几年随着 配套选矿大型设备的发展，一些低品位、效益不佳 的矿山得以通过利用新技术运用大型高效智能化 选矿设备实现矿山的规模生产，并取得了显著的经 济效益。 某大型有色金属矿山针对矿石品位低的实际特 点，发挥大型选矿设备的技术优势，依靠规模生产实 现经济效益，扩建时率先选用世界上最大的3 2 0m 3 特大型浮选机。矿山扩建设计处理能力为单系列 3 50 0 0t ／d ，使用3 2 0m 3 充气机械搅拌式浮选机 1 6 台，其中粗选4 台、扫选1 2 台。扩建项目于 2 0 1 2 年7 月投产，经过一年多运行，设备运转连 续稳定，大型高效化设备在生产实践中起到的作用 愈加明显。 1 生产工艺及设备情况 1 ．1 日处理3 5O ∞t ／d 生产流程 生产流程采用粗碎S A B C 碎磨工艺混合浮 选混合精矿分离浮选尾矿膏体排放技术。使用 国内自主研发和制造的直径1 1m x 5 ．4m 半自磨 基金项目国家高技术研究发展计划项目 2 0 1 2 A A 0 6 1 5 0 2 收稿日期2 0 1 4 - o 卜1 0 修回日期2 0 1 4 - 0 5 2 7 作者简介刘子龙 1 9 7 2 一 ，男，辽宁凤城人，博士研究生，教授级高工。 万方数据 2 0 1 4 年第4 期刘子龙等特大型3 2 0m ，浮选机在某铜钼矿的应用实践 8 1 机、直径7 ．9m x l 3 ．6m 球磨机，D G M B 4 5 0 ／8 隔膜 泵，3 2 0m 3 浮选机等大型选矿设备，成为国内当 时拥有最大生产能力的单系列浮选系统。 1 ．2 大型浮选机工作原理 浮选机型号为X C FI I ／K Y FI I 一3 2 0 咖8 ．6 0 6 ．4 0 ，主轴安装功率2 8 0k W 6 9 0 V ，属充气搅 拌式浮选机。特大型浮选机的独特之处是采用了单 壁后倾叶片倒锥台状叶轮、多孔圆筒形气体分配器 和较小的悬空式定子。设备简图见图l 。 内泡沫槽 外泡沫槽 中空轴 定子 叶轮 图13 2 0m 3 特大型浮选机结构简图 F i g ．1 S t r u c t u r ed i a g r a mo f3 2 0I n 3l a r g e - s c a l e f l o t a t i o nm a c h i n e 浮选机工作原理是电机带动转动轴使叶轮旋 转，矿浆在叶轮旋转形成负压的情况下，向叶轮和 定子之间运动，与离心式鼓风机给入的经过多孑L 圆 筒形空气分配器均匀弥散的空气进行充分矿化，经 定子稳流后上升，在上升过程中逐渐形成的有用矿 物泡沫迅速形成稳定泡沫层，通过上部泡沫槽进人 下一道作业，余下矿浆则通过槽间壁上的流通孔流 向下一槽进行再选别，直到最终成为尾矿[ 3 ] 。 2 特大型浮选机主要特点 3 2 0m 3 特大型浮选机槽体深度达6 ．4 0m ，机 械搅拌装置主要起搅拌矿浆和分散气泡的作用，所 需空气由风机提供，其主要特点表现为 1 矿浆充气和气泡矿化效果好。由鼓风机来 的空气通过风管直接进入位于浮选机顶部的进风 口，在进风口处安装一个控制风量的调节阀。空气 直接进入中空轴，避免3 2 0m 3 浮选机中部进风通 道给风造成的轴承发热问题，确保浮选机内矿浆充 气不受设备运转影响得以充分矿化。良好的充气量 使矿粒在整个浮选槽内有效悬浮和气泡均匀分布， 避免液面的过分扰动[ 4 】，有利于形成高质量的泡沫 层，提高浮选两项技术指标。 2 设备节能降耗。浮选机工作之前由鼓风机 通入空气直接给到叶轮和定子之间，中空轴旋转 后，设备可以在低转速情况下使空气经机械搅拌的 带动与固体颗粒形成稳定悬浮状态的矿浆流进入分 选区内选别，定子采用低阻尼直悬形式，便于将矿 浆流由轴向变为径向，降低了矿浆循环阻力和动力 消耗[ 5 ] 。外部充气及新型定子结构使浮选机功耗降 低，磨损减轻，延长使用寿命。 3 液位自动控制效率高。浮选机内的矿浆液 位高度采用矿浆液位计检测，输出的液位信号 4 ～ 2 0m A 送给液位控制器，由液位控制器控制气动 调节阀，实现矿浆液位的自动控制。尾矿箱和中间 箱装有控制矿浆流量的锥阀，用气动执行器自动控 制锥形阀门，用于矿浆全量调节，气动执行器由液 位控制器控制。 4 有利于提高选别效果。深槽结构可给矿化 矿浆流提供平稳的泡沫区和较长的分离区C 6 ] ，使低 压空气在浮选机底部的固、液、气三相强紊流混合 区充分弥散，产生的气泡在此被高效利用，由于在 气泡和矿浆之间存在着较大的速度差，细粒与气泡 接触的机会多，细粒有用矿物得到高效浮出。矿浆 流把粗重颗粒运输到叶轮下部，增加与气泡接触碰 撞机会，强化粗重颗粒的悬浮条件，增加粗重颗粒 矿化浮选机会。深槽使矿物颗粒、选矿药剂与气泡 在本区具有较高的接触碰撞几率和黏附几率，有利 于提高选别效果。 5 设备操作管理方便。可带负荷启动；先进 的矿浆液面控制系统；减少短路循环；备件磨损 轻，维护保养费用低；结构简单，维修容易；能量 消耗少；空气分散好；药剂消耗少；节省投资等 优点。 ．不足之处在于，特大型浮选机作业间需阶梯配 置E T ] ，无自吸气和自吸矿浆能力，需设置专门低 压风机送风，中矿返回需设渣浆泵扬送。不利于复 杂流程的配置，仅适用于大型浮选厂的粗、扫选 作业。 3 浮选机过程自动化应用 浮选过程中，人选物料流量、浓度、细度、药 剂的添加量、中矿返回量、浮选槽的液位以及空气 的流量是影响精矿品位和浮选回收率的关键因素。 浮选的工艺流程比较长，每段浮选的时间也较长， 万方数据 8 2 有色金属 选矿部分2 0 1 4 年第4 期 由此造成了过程的长时间滞后。正是由于这些特 点，选矿回路的控制问题较为复杂。现场混合浮选 段主要涉及到以下几个自动控制系统。 3 ．1 入选矿浆流量、浓度、细度监测 入选物料的合格与否对整个选别至关重要，该 系统主要通过电磁流量计和粒度分析仪进行在线数 据监测，并为岗位操作人员提供可靠数据。实际由 磨矿系统通过调整半自磨给矿量、磨矿浓度、旋流 器开启组数、给矿浓度、压力等来调节此项指标。 3 ．2 浮选机液位控制 浮选机矿浆液位自动控制是浮选作业最便捷有 效的控制手段，根据人选浓度、泡沫刮出量是否带 矿浆、泡沫品位、充气量等参数来调节控制矿浆液 位，可使浮选作业矿浆的产率、品位、回收率相对 稳定在工艺要求的范围内。控制系统主要包括液位 测量装置 含浮球桶和激光液位计 、智能控制器、 执行器和阀门装置。 液位测量采用红外线液位计，通过接收板反射 来测量。智能控制器包可以实现现场控制，远程 手伯动控制。采用双气动执行机构进行液位控制， 气动阀门执行机构是由双作用气缸和定位器连接组 成的可调直行程执行机构[ s | ，可带手操机构，以 压缩空气为动力，接受控制器输出的控制信号，连 续调节排矿阀门的开度，控制矿浆流量大小，从而 保持液面稳定。锥形阀具有极佳耐用性，良好的流 量曲线，适于液位的精确控制。 3 ．3 浮选槽充气量控制 特大型浮选机针对进气方式进行了改造，由以 往通过轴承体上的进风口充气改为从主轴上部给 气，利用旋转接头进行连接，此种充气方式避免了 因空气热流导致润滑油熔化变质、频繁损坏轴承现 象的发生，大大延长了设备使用寿命。控制系统包 括空气流量计、智能控制器、电动阀门装置等。智 能控制器可现场操作，也可与上位计算机通讯，实 现远程自动控制。 4 特大型浮选机生产应用实践 该大型矿山主要是低品位硫化矿浮选，应用特 大型浮选机进行低速充气浮选有利于提高设备运转 率及获得稳定的选别效果。现场使用自动加药系 统，自动加药系统包括智能控制器、药剂泵、流量 计、操作站、现场控制箱等。 4 ．1 确定现场浮选操作技术参数 结合一年来生产数据，特大型浮选机适应矿石 氧化率变化能力强，总结出适宜的浮选操作技术参 数。磨矿细度- 0 ．0 7 4n l l n 占6 0 0 7 0 ，矿浆p H9 ．0 - - 9 ．5 ， 浮选浓度粗选3 5 ％一4 2 ％、扫选3 0 ％- 3 5 ％、精选 2 0 ％- 3 0 ％。 浮选机开车运转正常后，严格按照工艺标准控 制液位，形成一定厚度的矿化泡沫层，稳定矿浆通 过量，保证粗选、扫选作业液位值呈梯度设定且刮 出相适宜的溢出泡沫量。粗选浮选机对矿化泡沫的 正常刮量是确保浮选两项技术指标的关键，粗选尽 量采用较浓的矿浆浓度，刮量以3 ．5m 循环泡沫搅 拌槽液位2 ．0 3 ．0m 为标准。关注磨矿处理矿量和 磨矿浓度的波动，有预见性保持浮选系统矿浆的稳 定性，确保有用矿物及时、高效进入循环泡沫箱。 充气量对空气分散度、功耗、气泡直径影响较 大，选择合理的充气量不但可以提高选别指标， 还可以节能降耗[ 9 1 。现场充气量要求在0 ．8 一1 ．3 m 3 ／ m 2 m i n 。叶轮临界转速是一个评估固体悬浮 效果的重要标准[ 1 0 】。经过放槽检查，确定现场合 适叶轮转速为1 0 8r ／r a i n ，此时，浮选机液位面波 动不大，平稳，底部无矿砂沉降死区。 4 ．2 技术指标对比 2 0 1 3 全年扩建的二厂3 50 0 0t ／系列 一个系 列 应用3 2 0m 3 特大型浮选机生产技术指标与同 期一厂两个1 50 0 0t ，j 暴列应用1 6 0m 3 大型浮选机 生产技术指标对比见表1 。 表1浮选机生产技术指标对比 T a b l e1P r o d u c t i o ni n d e x e sc o m p a r i s o no ff l o t a t i o nm a c h i n e s 厂别处理矿量，t 铜原矿品位，％铜精矿品位肠铜回收率，％ 一厂 1 22 6 3 2 9 6o ．3 5 32 0 ．7 9 8 5 ．6 2 2 0 1 3 年浮选技术指标在铜原矿品位0 ．3 4 8 ％ 时，铜浮选回收率为8 6 ．3 0 ％。由表1 可知，应用 3 2 0m 3 特大型浮选机在铜原矿品位为0 ．3 4 8 ％低于 同期一厂0 ．3 5 3 ％的情况下，精矿品位提高0 ．7 1 ％， 铜回收率提高0 ．6 8 ％，年多回收铜金属量2 9 4 ．6 6t ， 按照5 万元，t 计，可为企业多创利润14 7 3 ．3 万元。 4 ．3 经济指标对比 浮选车间经济指标对比见表2 。 二厂扩建项目浮选作业成本为3 ．9 3 面 t 原 矿 ，占选矿总成本的1 3 ．0 1 ％。由于2 0 1 2 年一厂 完成磨矿产能优化，2 0 1 3 年其生产能力从1 50 0 0 删提高到185 0 0t ／d ，这样一厂浮选成本得到大幅 下降。二厂是第一年进入生产稳定运行时期，在随 万方数据 2 0 1 4 年第4 期刘子龙等特大型3 2 0 m 3 浮选机在某铜钼矿的应用实践韶 处理矿量h 材料费， 元r - 动力费， 元t - - 人工费， 元t - 1 维修费， 元t - 1 车间成本小计， 元r 1 1 22 6 32 9 6 1 ．7 7 1 儡 0 ．2 4 0 ．2 5 3 ．9 4 一厂产能优化已达单系列1 85 0 0f f d 二厂用生石灰。石灰较一厂多O ．0 5 元，t 一厂产能优化。电费降O ．1 3 面 二厂一个系列，人员少 一厂两个系列，设备多 后的优化产能过程中，成本优势会逐步显现。 5 结论 1 特大型3 2 0m 3 浮选机在某大型铜钼矿工业 生产运行一年多，取得很好的应用效果。在原矿品 位为0 ．3 4 8 ％的情况下，获得铜精矿品位2 1 ．5 0 ％、 铜回收率8 6 ．3 0 ％的技术指标。与同期1 6 0m 3 浮选 机生产指标对比，铜精矿品位提高0 ．7 1 ％，铜回收 率提高0 ．6 8 ％，年多回收铜金属量2 9 4 ．6 6t ，为企 业多创利润l4 7 3 3 万元。浮选作业成本为3 ．9 3 元，t ， 比同期优化产能后1 6 0m 3 浮选机的浮选作业成本下 降O ．0 1 元，t ，为企业创造很好的经济效益奠定基础。 2 特大型3 2 0m 3 浮选机运行可靠，自动化控 制灵活，操作便捷，尽管需要配套专门的送风设 备，但矿浆液面稳定程度高，易形成稳定的矿化泡 沫层，抗生产波动性强，影响浮选指标因素少，浮 选工艺平衡性能佳，浮选技术指标理想，设备运转 率高，在今后选矿厂大型化及扩能改造方面应用前 景广阔。 参考文献 [ 1 ] 王资．浮游选矿技术[ M ] ．北京冶金工业出版社， 2 0 0 9 8 6 ． [ 2 ] 史帅星，罗时军，杨丽君，等．2 0 0m 3 超大型充气机械搅拌 式浮选机工业试验研究[ J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 0 9 3 3 4 3 7 ． [ 3 ] 孙长泉，孙成林．选矿厂工艺设备安装与维修[ M ] ．北 京冶金工业出版社，2 0 1 0 2 3 0 ． [ 4 ] 杨丽君，陈东，沈政昌．3 2 0m ，充气机械搅拌式浮选机 研究[ J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 1 1 2 3 5 3 9 ． [ 5 ] 张建一，李晓峰，杨丽君，等．3 2 0m 3 充气机械搅拌式浮 选机工业试验研究[ J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 1 l z 1 1 8 1 1 8 3 ． [ 6 ] 郝一乐，牛桂强。刘海龙，等．大型浮选机在黄金矿山的 应用与发展[ C ] ／／2 0 1 2 年全国选矿前沿技术大会论文集． 北京冶金工业出版社，2 0 1 2 2 9 2 2 9 7 ． [ 7 ] 张建一．B G R I M M 浮选机的历史与发展[ C ] ／a 0 1 2 年全 国选矿前沿技术大会论文集．北京冶金工业出版社， 2 0 1 2 1 8 3 1 8 8 ． [ 8 ] 李映根，周俊武，徐宁．K Y F 一2 0 0 型浮选机液位自动控 制系统的研究与应用[ J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 0 9 4 3 2 3 6 ． [ 9 ] 刘子龙．大型1 6 0m 3 浮选机在某铜钼矿的应用实践[ J 1 ． 中国矿业，2 0 1 2 7 6 0 - 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