我国浮选机的发展与现状

我国浮选机的发展与现状随着选厂规摸日益扩大，原料性质日趋复杂，促使国内外加强了对浮选机的研究，自60年代至今，新型浮选机不断出现。在过去的三十年中，浮选机发展研究的重点主要在以下几个方面。（1）研制新的叶轮-定子系统，简化浮选机的机构和建立一种适合矿物选别要求的矿浆运动路线。（2）改进槽体机构及矿浆循环方式，提高浮选机对不同粒级矿物的适用性。（3）浮选槽的大型化。如KYF浮选机、JJF浮选机等。目前机械式浮选机（充气机械搅拌式和机械搅拌式）比较流行，应用广泛，其中充气机械搅拌式浮选机占多数，其次是机械搅拌式浮选机，虽然无搅拌式浮选机历史也较悠久，并具有一些特点，近年来日益得到重视，但发展较慢，应用较少。下面介绍几种代表我国研究水平的浮选机。XCF浮选机XCF型吸浆式充气机械搅拌浮选机，不仅具有一般充气机械搅拌式浮选机的优点，而且能自吸给矿和中矿，该机结构见图3，叶轮定子系统见图4。从图3、图4中可看到：叶轮由上叶片、下叶片和大隔离盘组成。上叶片为辐射直叶片，下叶片为后倾某一角度的多边形叶片，隔离盘直径大于或等于叶片外圆直径。上叶片主要从槽外吸入矿浆并与盖板一起组成吸浆区，下叶片负责循环矿浆和分散空气称为充气区，隔离盘将充气区和吸浆区分开，它的设计直接影响着浮选机的吸浆能力，空气分配器安装在叶轮充气区中。盖板是一种具有特殊结构参数的重要零件，它与叶轮上叶片组成吸浆区。盖板封闭上叶片，使上叶片中心区形成负压，同时还起到吸浆区与槽内部区的隔离作用，有效地防止充入的空气被导入到吸浆区，使吸浆得到实现。连接管的作用在于定位中心筒和盖板，连接管上设计有一排气装置，及时将浮选机运转过程中产生的大量气体排出，防止连接管内空气及压力不断增加，使上叶片中心区负压不断减小，最终无法吸入给矿和中矿。该机工作原理为：当叶轮旋转时，叶轮上叶片抽吸给矿及中矿，槽内矿桨从四周经槽底由叶轮下端吸入到叶轮下叶片间，与此同时，由鼓风机给入的低压空气通过分配器进入叶轮下叶片间，矿浆和空气在叶轮下叶片间进行充分混合后，从叶轮下叶片周边排出，排出的矿浆空气混合物与上叶片排出的矿浆一起，由安装在叶轮周围的定子稳流定向后进入到槽内主体矿浆中，矿化气泡上升到槽子表面形成泡沫层，槽内矿浆一部分返回叶轮下叶片进行循环，另一部分通过槽壁上的流通孔进入下槽再选别。XCF型浮选机在有色矿和化工行业的十多个选厂得到了应用，均产生了明显的经济效益和社会效益。在银山铅锌矿的应用表明：XCF-8型浮选机与原6A浮选机相比，铅回收率提高0.67%，锌回收率提高1.94%，功耗降低23.1%，2#油节省22%，占地面积节省40%，易损件寿命延长１倍以上，在金堆城钼业公司的应用表明：XCF-24型浮选机和原7A浮选机相比，钼回收率提高1%，节电39.89%，2#油、煤油、黄药分别节省46.27%、36.86%和28.22%，易损件费用降低30%。在黄曼岭磷矿应用表明：药剂消耗平均降低20%以上，功耗节省21%，在精矿品位提高的情况下，回收率提高1.17%，易损件寿命有大幅度提高。KYF型浮选机KYF型浮选机是在充分分析研究大量浮选机的基础上，经过大量的小型实验室试验和工业实践由北京矿冶研究总院研制成功的。浮选机结构见图5，叶轮结构见图6。该机的独特之处是采用了单壁后倾叶片倒锥台状叶轮和多孔圆筒型气体分配器和较小的悬空式定子。工作原理是，当叶轮旋转时，槽内矿浆从四周经槽底由叶轮下端吸入叶轮叶片间，与此同时，由鼓风机给入的低压空气，经风道、空气调节阀，空心主轴进入叶轮腔的空气分配器中，通过分配器周边的孔进入叶轮叶片间，矿浆与空气在叶轮叶片间进行充分混合后，由叶轮上半部周边排出，排出的矿流方向向斜上方，由安装在叶轮四周斜上方的定子稳定和定向后，进入到整个槽子中。矿化气泡上升到槽子表面形成泡沫，经泡沫括板括到泡沫槽中，矿浆再返回叶轮区进行再循。KYF型浮选机已在数十个矿山使用，均取得了满意的效果。在牟定铜矿，KYF-16浮选机与仿丹佛D-R型浮选机(美国)相比，铜回收率提高0.97%，精矿品位提高0.26%，节电4.297％,易磨损件消耗量节省76.78%。KYF-38浮选机在德兴铜矿试验表明：在粗选作业容积减少的条件下，粗选作业回收率提高1.67%，全系统回收率提高1.18%，节电51.4%。与同容积的OK浮选机(芬兰)相比节电20%，设备重量轻15%左右。JJF浮选机JJF浮选机是由北京矿冶研究总院参考美国威姆科浮选机的原理，通过大量实验室试验和工业试验而研究成功的。JJF浮选机采用深型叶轮，形状为星形，叶片为辐射状，定子为圆筒形，其上均布长孔作为矿浆通道。定子遮盖叶轮高度仅三分之二，定子外增加了表面均布小孔的锥形分散罩，起稳定液面的作用。JJF浮选机的叶轮机构如图13，浮选机结构见图14。为能自吸气，叶轮下部又增设导流管和假底，以便在槽内产生矿浆的下部大循环，有助于槽子下部矿粒的循环，防止沉槽。该机的特点是：叶轮高度大，叶片面积大，安装深度浅，既能保证自吸足够的空气，又有较强的搅拌力，叶轮直径小，周速低，叶轮与定子间隙大，因此叶轮与定子寿命长，但结构较复杂，气泡上升距离短，减少了在上升过程中气泡与有用矿物碰撞的机会。JJF浮选机得到了广泛的应用，目前约有各种规格的JJF浮选机1500台正服务于各种浮选厂，并取得了满意的技术经济指标。白银公司三冶炼厂铅锌选矿车间的铜、铅、锌、硫混合浮选，给矿粒度-200目占62%，与6A浮选机相比，粗精矿作业回收率高3.25%，节电20%，占地面积节省36%。在云锡大屯选厂硫化矿车间，在混合粗扫选作业中，给矿粒度为-200目60%，JJF浮选机与6A浮选机相比，粗精泡沫中少夹杂锡0.055%，锡的作业损失率降低4.38%，粗精铜品位提高0.017%，回收率提高3.11%，粗精硫品位提高5.53%，回收率提高12.13%，电耗降低1.5～26％，叶轮与定子寿命延长2.5～3倍。GF型浮选机GF型浮选机适用于选别有色、黑色、贵金属和非金属矿物的中、小型规模企业，该机处理的物料粒度范围为0.074mm占45%~90%，矿浆浓度45%。GF型浮选机主要由叶轮、定子、主轴、中心筒、槽体、吸浆管、轴承体、电机等组成，结构简图见图15。该机的工作原理为：当叶轮旋转时，叶轮上叶片中心区形成负压，在此负压作用下，抽吸空气、给矿和中矿，空气和矿浆同时进入上叶片间，与此同时下叶片从槽底抽吸矿浆，进入下叶片间，在叶片中部上下两股矿浆流合并，继续向叶轮周边流动，矿浆-空气混合物离开叶轮后流经盖板，并由盖板上的折角叶片稳流和定向,而后进入槽内主体矿浆中，矿化气泡上升到表面形成泡沫层，槽内矿浆一部分返回叶轮下叶片进行再循环，另一部分进入下一槽进行再选别或排走。该机的特点为：自吸空气，自吸空气量可达1.2m3/m2.min。自吸矿浆，能从机外自吸给矿和泡沫中矿，浮选机作业间可平面配置。槽内矿浆循环好，由于独特的叶轮-定子结构，进入叶轮的循环矿浆来自叶轮下方，槽底部矿浆循环好，无粗砂停留，槽内矿浆上下粒度分布均匀。液面平稳，因叶轮直径小，周速低，使矿浆离开叶轮的速度低，同时又配以折角叶片定子，使离开定子的矿浆呈径向，槽内矿浆无旋转现象，分选区和液面相当平稳，无翻花。分选效率高，该机槽内无稳流板，叶轮又从下部吸入矿浆，槽底部无粗砂沉积，槽内矿粒悬浮状态好，离开定子的矿浆又呈径向，气泡能均匀地分布于槽内矿浆中，分选区和矿液面平稳，为选别创造了良好条件，有利于提高粗粒和细粒矿物的回收率。功耗低，因叶轮直径小，周速低，因此降低了运转功耗，比同规格的XJK浮选机节省功耗15%~20%，同时又能吸入足量的空气和矿浆。易损件寿命长，特别是叶轮、定子的寿命比XJK浮选机延长一倍以上。SF、BF浮选机SF浮选机是近年设计的自吸气机械搅拌式浮选机，结构如图16。它的主要特点是保持了A型浮选机的自吸空气和矿浆的优点，不需阶梯配置，中矿返回不需泡沫泵。但与A型浮选机相比，吸气量大，叶轮周速低，叶轮与盖板间隙大，磨损轻。采用该类型浮选机可方便流程布置，对流程复杂，选别段数多的中小选厂尤为合适。SF浮选机的叶轮为后倾式双叶片叶轮，由上、下叶片和轮盘组成。上叶片的作用，一是吸入空气，二是吸入矿浆。下叶片的作用主要是借助于叶轮旋转的离心力抽吸其下部的矿浆向四周抛出，该部分矿浆的比重比上叶片抛出的气液混合物比重大，其离心力和速度亦大对气液混合物具有带动加速作用，从而加大了上叶轮腔的真空度，起到辅助吸气作用。另外，叶轮旋转，矿浆通过下叶轮腔向四周甩出的同时，其下部矿浆由四周向中心补充，形成在叶轮之下的矿浆循环。大容积的SF型浮选机，设置了导流管和假底，矿浆通过假底之下的通道和导流管由下向上循环，在导流管和假底之下的通道内，矿浆流速大，足以使粗粒矿物悬浮而不沉淀。SF浮选机已被广泛应用于各种选矿厂，到目前为止已推广应用3500台左右，在桓仁铜锌矿用SF替代6A浮选机的试验中，吸气量提高50%，叶轮周速降低9.1%，单容功耗节省11.6%，铜、锌混合精矿金属回收率分别提高1.27%和1.26%，且品位均有所提高。BF浮选机是SF浮选机的新型改进型，比SF浮选机增加了吸气量并降低了能耗。CLF型粗粒浮选机对硫化矿而言，工业生产中最佳浮选粒度一般在10μm－100μm，超过这个范围，粒级回收率将会下降，为解决这个问题，近年研制成功了CLF型粗粒浮选机，扩大了浮选的粒度范围，把硫化矿入选粒度提高到了0.5mm，在不降低中、细粒级回收率的基础上，显著提高了＋0.15mm和＋0.45mm粒级的回收率。该机的结构见图17，叶轮结构见图18。CLF型浮选机叶轮采用了高比转数后倾叶片叶轮，下叶片形状设计成与矿浆通过叶轮叶片间的流线相一致，具有搅拌力弱，矿浆循环量大，功耗低，与槽体和格子板一起能充分保证粗粒矿物的悬浮及空气分散。活动式格子板的缝隙为33-35mm，安装在距槽底1/3槽深处，格子板使粗粒矿物的矿化气泡上升距离短，使粗粒矿物处在浅槽浮选状态下，并且减少了槽内上部区矿浆的紊流，建立了一个稳定的分离区和泡沫层。循环通道能促使槽内矿浆大面积循环，保证了固体颗粒处于良好的悬浮状态并使矿浆多次通过叶轮搅拌区，增加了可浮矿物与新鲜空气的接触机会，同时保证叶轮区矿浆中的固体含量和粒度大幅度降低，并有利于细粒浮选。该机工作原理为：当浮选机叶轮旋转时，来自鼓风机的低压空气通过分配器周边的孔进入叶轮叶片间，与此同时假底下面矿浆由叶轮下部被吸入到叶轮叶片间,矿浆和空气在叶轮叶片间充分混合后，从叶轮上半部周边排出，排出的矿浆空气混合物由定子稳流后，穿过格子板，进入槽内上部区。此时浮选机内部区矿浆中含有大量气泡，而外侧循环通道内矿浆中不含气泡（或含有极少量气泡），于是内外矿浆就形成压差，在此压差及叶轮抽吸力作用下，内部区矿浆和气泡在设定的流速下一起上升通过格子板，将粗颗粒矿物带到格子板上方，形成粗颗粒矿物悬浮层，而矿化气泡和含有较细矿粒的矿浆则继续上升，矿化气泡升到液面形成泡沫层，含有较细矿粒的矿浆则越过隔板经循环通道，进入叶轮区加入再循环。CLF型粗颗粒浮选机在大厂矿务局长坡锡矿工业试验表明：在给矿粒度为0.7mm情况下，0.15mm以上粒级目的矿物回收率比6A浮选机高5%-16%；0.15mm以下粒级目的矿物回收率比6A浮选机略高，比6A浮选机节电12.4%，叶轮和定子寿命可延长３倍以上。在大冶有色金属公司提高白钨矿回收率的应用研究表明：采用CLF型粗粒浮选机，把细磨流程改为粗磨流程，减少了有用矿物的过粉碎，在铜回收率提高1.67%，硫回收率提高0.571%的情况下，白钨矿回收率由5%提高到27.7%，松醇油和黄药用量分别降低42.11%和7.14%，每处理１吨矿石可节电１kWh。YX型预选浮选机YX型预选浮选机是专门用于磨矿分级回路中的单槽浮选设备，在磨矿分级回路中处理螺旋分级机或旋流器返砂，提前获得部分已单体解离的粗粒有价矿物或有价连生体，直接获得最终精矿或粗精矿，该机的结构简图见图18。叶轮、定子下部装有矿浆循环筒，其作用主要是促进叶轮下部矿浆