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浮选机

浮选机是浮游选矿机的简称,指完成浮选过程的机械设备。在浮选机中,经加入药剂处理后的矿浆,通过搅拌充气,使其中某些矿粒选择性地固着于气泡之上;浮至矿浆表面被刮出形成泡沫产品,其余部分则保留在矿浆中,以达到分离矿物的目的。浮选机的结构形式很多,目前最常用的是机械搅拌式浮选机。[1]
基本原理
浮选机由电动机三角带传动带动叶轮旋转,产生离心作用形成负压,一方面吸入充足的空气与矿浆混合,一方面搅拌矿浆与药物混合,同时细化泡沫,使矿物粘合泡沫之上,浮到矿浆面再形成矿化泡沫。调节闸板高度,控制液面,使有用泡沫被刮板刮出。 煤泥和药剂充分混合后给入浮选机的第一室的槽底下,叶轮旋转后,在轮腔中形成负压,使得槽底下和槽中的矿浆分别由叶轮的下吸口和上吸口进入混合区,也使得空气沿导气套筒进入混合区,矿浆、空气和药剂在这里混合。 在叶轮离心力的作用下,混合后的矿浆进入矿化区,空气形成气泡并被粉碎,与煤粒充分接触,形成矿化气泡,在定子和紊流板的作用下,均匀地分布于槽体截面,并且向上移动进入分离区,富集形成泡沫层,由刮泡机构排出,形成精煤泡沫。 分选转环慢速旋转,当分选室进入浮场区时,此时入选物料经矿浆分配器分别给到6个分选点,弱磁性矿粒被吸在齿板上并随分选环转动。非磁性矿粒在重力与矿浆流的作用下经过齿板的缝隙,排入分选环下部的尾矿槽中。分选室转至中矿清洗位置时,少量清洗水给入,将夹杂的脉石,连生体及矿泥洗入尾矿槽中(该机未设置中矿槽),以达到提高精矿质量的目的。当分选室转到磁场很弱的位置时(精矿冲洗区),喷入压力水,将吸在齿板上的弱磁性矿粒冲入精矿槽中。随后分选室转到另一个极性相反的磁场区,分选环每转一周,其中每个分选室如此反复6次。
适用范围
浮选机主要用于选别铜、锌、铅、镍、金等有色金属,也可以用于黑色金属和非金属的粗选和精选。 槽底上面未被矿化的煤粒会通过循环孔和上吸口再一次混合、矿化和分离。槽底下未被叶轮吸入的部分矿浆,通过埋没在矿浆中的中矿箱进入第二室的槽底下,完成第一室的全部过程后,进入第三室,浮选机如此周而复始,矿浆通过最后一室后进入尾矿箱排出最终尾矿。是一种选矿生产线不可少的重要设备。
浮选机分类
机械搅拌式浮选机矿浆的充气和搅拌都是由叶轮和定制组成的机械搅拌装置完成的,属于外气自吸式浮选机,这些是浮选机,一般是上部气体吸入式,即在浮选槽下部的机械搅拌装置附近吸入空气。根据机械搅拌装置的型式,可将这类浮选机分为不同的型号,如XJ型、XJQ型、GF型、SF型、棒形等。这类浮选机的优点是:可以自吸空气和矿浆,中矿返回时易实现自流,辅助设备少,设备配置整齐,操作维护简单等;缺点是充气量较小,电耗量高,磨损较大等。

浮选机充气搅拌式浮选机

充气搅拌式浮选机它既装有机械搅拌装置,有利用外部特色的风机强制吹入空气,但是机械搅拌装置一般只起到搅拌矿浆和分布气流的作用,空气主要靠外部风机压入矿浆,充气与搅拌是分开的。因此,这类浮选机及一般机械搅拌式浮选机相比有下述特点: 一、充气量可根据需要增减并易于调节保持恒定,因而有利于提高浮选机的处理能力和选别指标; 二、叶轮不起吸气作用,故转速低,功率消耗少,磨损小,且脆性矿物不易产生泥化现象; 三、由于处理能力大,槽子浅等原因,单位处理量的电耗较低。其缺点是需要外加一套压气系统,中间产品返回时要用砂泵扬送。这类浮选机有CHF-X型、XJC型、BS-C型、KYF型、BS-K型、LCH-X型、CLF型等。

浮选机充气式浮选机

充气式浮选机,其特点是没有机械搅拌器,也没有传动部件,由专门设置的压风机提供充气用的空气。浮选柱即属于此类型的浮选机,其优点是结构简单,容易制造,缺点是没有搅拌器使浮选效果受到一定影响,充气器容易结钙,不利于空气弥散。我国在20世纪70年代前后曾研制并应用了几种浮选柱等,但由于存在较多缺点而基本淘汰。近年,随着国外浮选柱技术的重新兴起和成功应用,我国又研制了几种浮选柱,正在推广运营工业生产。
浮选发展历史
早在我国明朝年间,浮选就被应用于医药和冶金行业。在医药方面,利用矿物表面的天然疏水性来净化朱砂、滑石等矿质药物,使矿物细粉飘浮于水面,而与下沉的脉石分开。据明朝李时珍《本草纲目》等古代医药著作中记载:代赭石和云母等(即赤铁矿) 的加工过程为:“凡使研细,以蜡水重重飞过,水面上有赤色如薄云者去之”;又如雄黄的加工“雄黄以甘草、紫背天葵、地胆、碧棱花等细削入坩埚中煮三伏时,滤出,捣如粉,水飞澄去黑者,晒干再研用”;再如云母的加工过程是“每一斤用小地胆草、紫背天葵、生甘草、地黄汁各一镒,于瓷埚中安置,下天池水二镒煮七日夜,以水猛投其中搅之。浮如蜗涎者即去之,如此三度淘尽”。冶金方面,在金银淘洗加工过程中,利用金粉的天然疏水性及亲油性,将鹅毛粘上油去刮取浮在水面的金粉,使其与尘土等亲水性的杂质分离。据《天工开物》一书记载的一种回收金银的过程为:“凡金箔黏物,他日敝弃之时,刮削火化,其金仍藏灰内,滴清油数点,伴落聚底,淘洗入炉,毫厘无差”。在古希腊和欧洲也有用油和沥青收集矿物的证据。18世纪人们已知道气体黏附固体粒子上升至水面的现象。19世纪时人们就曾用气化(煮沸矿浆)或加酸与碳酸盐矿物反应产生的气泡浮选石墨。当时,没有专门的浮选设备。

浮选机近代浮选

19 世纪末期,由于对金属的需求量不断增加,能用重选处理的粗粒铅、锌、铜硫化矿的资源逐渐减少,为了选别细粒矿石,浮选作为一种选矿方法被明确提出。1903 年埃尔默提出的混合油浮选法,该法被认为是现代浮选的起点,随后,浮选工艺取得了快速的发展,浮选设备的研制工作也紧锣密鼓地展开,1909 年Goover T 制造了用于泡沫浮选的第一台多槽叶轮搅拌装置,1913 年John Callow 发明的充气式浮选机, Robert Towne 和FrederickFlinn 发明的充气式浮选柱。1914 年Callow G 获得从槽子多孔假底喷入空气的浮选设备专利。1915年Durrel 制造出喷射式浮选机的样机。20 世纪20 年代,为了满足当时蓬勃发展的电力行业用铜的需求,国外制造商开发出各类型机械搅拌式浮选机和充气式机械搅拌浮选机。从1930 年开始,随着市场对铜金属的需求一落千丈,新型浮选机研制一度停滞。到1945 年二战结束时,虽然充气式浮选机还在使用,但机械搅拌式浮选机已经成为当时运用最广泛的浮选机类型。当时,一个大型选矿厂要采用数百台2 m3 左右的浮选槽,建设、管理和运行成本很高。如1942 年时美国的莫伦西选矿厂是当时最大的选矿厂,处理能力为40.8 kt/d,该厂采用432 台1.7 m3 的Fagergren 浮选机。直到1960 年,铜金属的价格才再次攀升,经济萧条和战争带来的阴影渐渐散去,浮选设备开始朝着大型化的方向发展,几年后,第一台大型机械搅拌式浮选机在Bougainville 岛的成功运用,宣告了浮选机大型化的开始。20 世纪70 年代以来,除了机械搅拌式浮选机外,充气式浮选机和浮选柱等设备也在结构、材料上不断创新,逐渐被市场所认可,获得大规模工业应用。 我国在浮选设备研究方面,起步较晚,直到20 世纪50 年代中期,才开始仿造原苏联米哈诺布尔型浮选机,由于当时工业条件限制,到20 世纪70年代才开始自主研发,到80 年代初成功研发了JJF型机械搅拌式浮选机,随后相继研发了充气机械搅拌式浮选机、粗颗粒浮选机、闪速浮选机等数十种浮选机,可满足不同选矿厂生产要求。 1980 年以来,随着世界经济及国内经济的持续迅速增长,浮选理论研究和浮选设备技术的不断进步,以及近年来矿石性质的不断恶化,国内外浮选设备在大型、多样化和自动化等研究方面取得显著的进步。 1) 大型化。20 世纪60 年代,第一台大型机械搅拌式浮选机在Bougainville 岛的成功运用,到20 世纪90 年代浮选机单槽容积从16 m3 提高到160 m3,增大了10 倍,比20 世纪30 年代浮选机槽容增大了100 倍。目前最大浮选机单槽容积已达到350 m3。 2) 多样化。根据不同的工艺要求,开发了多样化的浮选设备,既能满足金属的选别,也能满足非金属及污水处理等的选别,既有适用粗选、扫选、精选等各作业的浮选机,也有可用于磨矿回路中的闪速浮选机,既能选别常规粒级矿物,又能满足选别粗粒级矿物的要求。 3) 自动化。随着浮选机容积的增大和自动控制技术不断革新,为了满足选矿生产过程中安全性、产品质量、生产效益、环境保护等要求,浮选过程自动控制程度越来越高。根据浮选设备的发展历史,本文以1960 年浮选机再度繁荣为界,分两个阶段来叙述国内外浮选机的特点。

浮选机Minerals Separation 浮选机

Minerals Separation 公司是最早的浮选设备制造商,1910 年,该公司已成为浮选行业的技术引领者。Minerals Separation 公司生产了3 种浮选机,分别是:基于由1913 年Hebbard 申请的专利的最早的浮选机;1926 年由Wilkinson 和Littleford 申请了专利的Sub-A 型浮选机,该浮选机槽体的设计成为此后浮选机槽体的设计标准;由Taggart 发明的Countercurrent 浮选机,该浮选机设计与丹佛浮选机大致类似,不同之处在于泡沫槽之间由上部敞口的挡板间隔开,这易于矿浆在该点实现对流。顺流矿浆能通过假底上的豁口实现循环。该机器设计基于一个理论,即叶轮的抽水能力比加料速度要大得多。这样的设计至少能够使得一部分过剩的叶轮抽水能力有效地用作让泥浆实现对流的动力。MineralsSeparation 浮选机直到19 世纪60 年代依然应用于各大矿山,如1963 年Bancroft Mines’Konkola选矿厂用于除硫,1966 年在北爱德华州的SilverSummit 选矿厂用于精选。这足以证明该浮选机在当时的优越性。

浮选机Callow 浮选机

Callow 浮选机是由John Callow 发明的一种充气式浮选机。1914 年,第一台Callow 浮选机成功地在Morning 矿山运转,1915 年获得专利。该槽体底部有一个多孔分配器,通过该装置产生压力空气。多孔分配器的材质不受限制,可以是多孔的砖,甚至可以是耶壳纤维席纹布。给矿速度必须足够使固体颗粒在槽体中保持悬浮状态。该机的缺点在于底部多孔分配器容易堵塞,导致Callow 浮选机的操作和维护十分复杂。有趣的是,该专利描述了一个有锥阀的尾矿箱和一个液位控制机构,这与现代浮选机的特点惊人地一致。

浮选机Fahrenwald Denver 浮选机

Denver 设备有限公司于1927 年成立,该公司生产的第一台浮选机是Sub-A 浮选机。该设备是根据1922 年Arthur W Fahrenwald 的专利设计的,因此早期Denver 浮选机又称为Fahrenwald Denver浮选机,后经多次改进,该机的特点在于:1)随着叶轮的旋转,空气通过套在叶轮轴上立管被吸收入叶轮中,与矿浆发生混合后,经四叶定子稳流;2) 通过在立管上的打孔来实现更大的循环量;3) 通过挡板将泡沫区与空气和矿浆的混合区分隔开来。该机设计有三种不同型式的叶轮:圆锥盘形叶轮、退缩盘形叶轮和多翼盘形叶轮,分别适用于处理粗粒高浓度矿浆、通用和粗扫选作业。

浮选机Fagergren WEMCO 浮选机

Fagergren WEMCO 浮选机是一种自吸气机械搅拌式浮选机,于1920 年发明,当时该浮选机的搅拌机构是横向的,该机采用一个转速达200 r/min 的横向旋转机构,通过搅拌机构上叶轮的转动,经供气管道将空气吸入到主轴机构的内部,并迫使它通过横隔板之间的空间,同时矿浆进入进料管,与空气在主轴机构内部相混合,矿化泡沫上浮到槽面并溢流到泡沫槽中。1934 年,该机改为竖直的搅拌结构,采用金属制转子和定子,转子上下两端有环形圆盘,两盘之间的边缘装有垂直的圆棒或圆管,其粗细对浮选机的性能影响较大。定子周围也围以圆棒或圆管。转子上圆盘叶片的弯曲方向应能保证转子旋转时吸入空气,而下圆盘叶片能将矿浆由槽底中心孔吸入转子。空气与矿浆在转子中混合后,经定子圆棒间隙稳流后,使矿化气泡分散到槽体中。该设计也被称为“松鼠笼子”。 该机的特点。1) 由于定子和转子的特殊设计,气泡矿化率高和矿浆循环明显,提高了浮选机的浮选率。相对于其它同样容积的浮选机,Fagergren浮选机浮选速度更高而且处理量更大。2) 能源消耗更低。Fagergren 浮选机的高浮选性能使得处理每吨矿石的能源消耗量更低。浮选机的泡沫槽较浅也使得浮选机耗能更为经济。3) 运行和维修费更少。鉴于其高浮选性能和低能源消耗,Fagergren浮选机的运行和维修费用自然很低。所有的易磨损件都包覆有高质量的防磨损橡胶使得部件的寿命长。4)结构简单,安装方便。Fagergren 浮选机主轴部件可整体吊出。该机的缺点在于操作不稳定,一旦液面增高100 mm,充气量就降低三分之二,短时间内很难稳定。

浮选机Agitair 浮选机

Agitair 浮选机是Lionel Booth 发明的一种充气机械搅拌式浮选机。最初版Agitair 浮选机,该机从槽体底部进气,进气管容易堵塞,操作不便。20 世纪40 年代初,在叶轮机构上添加一根空心轴,改成从浮选机上部进气。与当时其他类型浮选机相比,每个槽体单独进气,单独出泡,槽与槽间相互影响小,能够适应各种不同的矿石、石灰含量大的矿物颗粒或者黏性矿浆,回收率更好而电耗更少。

浮选机米哈诺布尔浮选机

米哈诺贝尔浮选机是前苏联选矿设计研究院设计的,该机结构与Fagergren WEMCO 浮选机相似,随着叶轮的旋转,空气经导管吸入,与矿浆在叶轮与盖板间混合后甩向槽体,进气管下部可安装给矿管和中矿管,矿浆通过循环孔及盖板上的小孔构成内部循环。与Fagergren WEMCO 浮选机,米哈诺布尔浮选机有以下改进:1) 盖板上安装了导向叶片,矿浆甩出更平稳,压头损失小,提高了叶轮吸气量;2) 槽体下部周向安有稳流板,防止矿浆产生涡流。该机的缺点在于:叶轮转速快,叶轮定子磨损大,功耗大;同时随着叶轮定子磨损间隙增大,吸气量下降明显,且由于磨损不均匀,导致矿浆翻花。

浮选机WEMCO 1+1 浮选机

1960 年后,由于WEMCO Fagergren 浮选机市场占有量不断减少,WEMCO 公司对技术进行了改进,于1969 年,成功研制WEMCO 1+1 浮选机,该设备与Fagergren wemco 浮选机相比: 1) 保留了Fagergren Wemco 浮选机的假底、引导空气流进转子的导流管和斜坡;2) 将Fagergren Wemco 浮选机的鼠笼型转子和定子改成叶片型转子,该转子截面为星形而定子具有椭圆形穿孔。转子和定子的结构都是在一个钢结构表面包覆橡胶或类似的材料。在定子之上是一个可选的防护盖,增强浮选机的矿化泡沫流。

浮选机WEMCO Smart CellTM 浮选机

Smart Cell 浮选机是在吸收了WEMCO 1+1 浮选机的基础上改进的一种自吸气式浮选机。随着转子的旋转,周围的空气经立管吸入,通过分配器罩分散成细小的气泡,均匀地分布于整个矿浆中。旋转机构位于槽体的中方部分,减小了转子和分散罩的磨损,而且停车后可以立即启动。转子采用对称式结构,既可以顺时针或反时针运转,也可以上下颠倒运转,使用寿命长。1996 年,WEMCO Smart CellTM 浮选机在铜矿进行测试,随后Kennecott 铜业集团购买该浮选机版权。该浮选机的特征在于有一个容积达125 m3的圆柱形槽体。其主轴机构的设计为典型的1+1 型主轴设计,但是主轴机构底部的导流管道被扩大以增大吸入的矿浆量。2003 年FL Smidth 公司安装了首台257 m3 的Smart CellTM 浮选机。该浮选机的设计是基于流体动力学分析和计算机流体动力学软件(CFD)。自2004 年后,FL Smidth 公司与CAST 研究中心合作,深入对CFD 的研究。基于CFD 模型分析结果,FL Smidth 公司设计了Super CellTM 浮选机,它将大型浮选机的容积范围扩大到300 m3。2009年2 台Super CellTM 在Rio Tinto 的铜矿选矿厂进行测试。

浮选机Tank Cell 型浮选机

由于浮选柱在浮选作业中越来越多使用,Outokumpu 公司模拟浮选柱,并在其中加入机械装置,开发了Tank Cell 型浮选机,于1983 年首次在皮哈萨尔米选矿厂安装使用,规格为OK-60-TC。1995 第一台100 m3 浮选机在智利Escondida 矿的Los Colorados 选矿厂安装使用。1997 年160 m3 浮选机首次应用于智利Chuquicamada 矿。2002年,第一台Tank Cell-200 型浮选机在澳大利亚的Century矿山安装使用。2007 年,研发了当时世界上最大的浮选机,容积为300 m3,在新西兰的Macraes 金矿安装使用。Tank Cell 浮选机是Outokumpu 公司研发的最成功的、应用范围最广的浮选机,目前广泛运用于世界各地选矿厂的粗选、扫选和精选作业。 Tank Cell 型浮选机为充气式机械搅拌浮选机,槽体为圆筒形,空气经空心轴进入叶轮腔,矿浆由槽体下部侧面矿浆流通孔进入槽体,泡沫从槽体上方的溢流堰流出。Tank Cell型浮选机的主要特点是,同时具有浮选柱和机械搅拌式浮选机的特点,既可以使粗粒充分悬浮,又可以获得较高品位的精矿。

浮选机北京矿冶研究总院

北京矿冶研究总院(BGRIMM)自20 世纪60 年代以来,致力于BGRIMM 系列浮选设备技术的研究及推广应用,至今已发展成为一个完善的浮选机体系,目前已有CHF-X、JJF、KYF、SF、XJZ、XCF、LCH-X、CLF、YX 和BF 等十余种型号、近百种规格的浮选机及浮选机联合机组。从充气方式来看,有充气式浮选机和自吸气式浮选机;从选别的矿物来看,既能满足有色金属、黑色金属等金属矿物的需要,又能满足非金属及污水处理等的需要;从处理能力来看,既能满足处理量10 t/d的需求,又能满足100 kt/d 级选矿厂的需求;从选别矿物的粒度来看,既能选别常规粒级矿物,又能选别粗粒级矿物;从适用场合来看,既能用于粗扫选、精选等作业,也能用于磨矿回路中;从浮选机配置上看,既能阶梯配置,也可平面配置,其独创的平面配置方式更适于老厂设备改造。其代表产品为KYF 浮选机、XCF 浮选机及XCF/KYF 联合机组、GF 型浮选机、BF 型浮选机、CLF型浮选机和闪速浮选机。

浮选机KYF 型浮选机

KYF 型浮选机是一种充气机械搅拌式浮选机,是BGRIMM 浮选机大型化的典范,2000 年成功研制单槽容积50 m3 浮选机,在国内外迅速推广使用近千台,2005 年研制成功单槽160 m3 浮选机,在中国黄金集团乌努格吐山铜钼矿34 kt/d 工程中使用;2008 年初成功研制了200 m3 充气机械搅拌式浮选机,并在江西铜业集团公司大山选矿厂90 kt/d 工程中使用。2008 年底,BGRIMM 最新研制成功了的KYF-320 充气机械搅拌式浮选机,该浮选机是目前世界上单槽容积最大的浮选机之一,单台浮选机的铜富集比可达20.62,硫富集比可达71.44,单机功耗160 kW。中铝秘鲁Toromoch 项目最终采用了320 m3 浮选机28 台。 KYF 浮选机的独特之处是采用后倾叶片倒锥台状叶轮和悬空式定子,并在叶轮腔中间设计有多孔圆筒型空气分配器。该机工作原理是,随着叶轮的旋转,鼓风机供给的低压空气,经空心主轴进入空气分配器,通过分配器侧壁的孔进入叶轮叶片间,同时,槽内矿浆从叶轮下端吸入叶轮叶片间,与空气充分混合后,从叶轮上半部排出,经定子稳定后,进入槽中,矿化气泡上升到槽子表面形成泡沫,矿浆则返回叶轮区进行再循环。

浮选机XCF 浮选机及XCF/KYF 联合机组

XCF 浮选机是针对一般充气机械搅拌式浮选机不具备自吸矿浆的能力、必须阶梯配置、中矿需通过泵返回、造成选矿厂流程复杂、基建投资或改造费用高等问题而研制的,该设备不仅具有一般充气式浮选机的优点,而且能自吸矿浆。该机的特点在于:叶轮由上、下叶片和隔离盘组成,上叶片为辐射状叶片,与盖板一起组成吸浆区,其作用是从槽外吸入矿浆;下叶片为后倾叶片,负责循环矿浆和分散空气,是充气区;隔离盘直径大于或等于叶片外圆直径,作用是将充气区和吸浆区分开。 该机工作原理是:随着叶轮的旋转,鼓风机供给的低压空气,经空心主轴进入空气分配器,通过分配器侧壁的孔进入叶轮叶片间,同时叶轮上叶片抽吸外部矿浆进入槽内,而槽内矿桨则从叶轮下端吸入叶轮下叶片间,与空气充分混合后,由安装在叶轮斜上方的定子稳流定向后进入到槽内矿浆中,矿化气泡上升到槽子表面形成泡沫,矿浆则返回叶轮区进行再循环。 XCF 浮选机和KYF 浮选机可形成联合机组,实现平面配置,目前已广泛应用于有色金属、黑色金属和化工等行业,均产生了显著的经济效益和社会效益,以XCF-8 浮选机在银山铅锌矿的应用实践为例,与原6A 浮选机相比,铅回收率提高了0.67% , 锌回收率提高了1.94% , 功耗降低了23.1%,占地面积节省了40%。

浮选机GF 型浮选机

目前,能代表BGRIMM 高效低耗自吸气机械搅拌浮选机的浮选机型号很多,其中GF 浮选机技术性能较为突出。GF 型浮选机具有自吸矿浆和空气,工作原理是:随着叶轮的旋转,在叶轮上叶片中心区形成负压,抽吸空气、给矿和中矿,同时叶轮下叶片从槽内抽吸矿浆,在叶片中部上下两股矿浆流合并,向叶轮周边流动,经盖板稳流和定向后,进入槽内矿浆中,矿化气泡上升到槽子表面形成泡沫,矿浆则返回叶轮区进行再循环。该机的特点为:1) 自吸空气,自吸空气量可达1.2 m3/m2·min;2) 自吸矿浆,能从槽外自吸给矿和泡沫中矿,浮选机作业间可平面配置;3) 叶轮直径小,圆周速率较低,功耗低;4) 易损件寿命长。 GF 型浮选机适用于选别金属和非金属矿物的中、小型规模企业。GF 型浮选机在山东某金矿生产实践表明,当磨矿细度为-74 μm 占75%,原矿金品位为3.07 g/t 时,精矿金品位为43.46 g/t,金的回收率为94.3%。

浮选机BF 型浮选机

BF 型浮选机是北京矿冶研究总院研制的一种高效分选设备,具有平面配置、自吸空气、自吸矿浆、中矿泡沫可自返等特点,不需要配备任何辅助设备。与A 型浮选机相比,具有单容功耗节省15%~25%、吸气量可调、矿浆液面稳定、选别效率高、易损件使用周期长、操作维修管理方便等优点,是一种节能高效的分选设备。BF 型浮选机如图16 所示,主要由电机装置、槽体部件、主轴机构、刮泡装置等部件组成。主轴机构包括大皮带轮、轴承体、中心筒、主轴、吸气管、叶轮、盖板等零部件,主轴机构固定在槽体主梁上。该机的工作原理与GF浮选机相似,可以从槽外自吸矿浆。 鞍钢集团弓长岭矿业公司二选厂采用北京矿冶研究总院研制的BF-20 型浮选机39 台。铁精矿品位由改造前的65.55% 提高到68.89%,铁精矿品位提高了3.34 个百分点,SiO2 含量由过去的8.31%降低到3.90%,降低了4.41 个百分点。

浮选机CLF 型浮选机

CLF 浮选机是一种既能选别常规粒级,又能选别较粗粒级、较大密度、较高浓度的全粒级充气机械搅拌式浮选机,特别适用于选别石英砂、冶炼炉渣等含有粗粒级的有色、黑色、非金属矿物的选别。CLF 型浮选机工作原理为:随着叶轮的旋转,来自鼓风机供给的低压空气经空心主轴、通过分配器进入叶轮叶片间,同时假底下面的矿浆从叶轮下部吸入到叶轮叶片间,与空气充分混合后,从叶轮上半部排出,经定子稳流后,穿过格子板,进入槽内上部区域。此时,浮选机内部含有大量气泡,而外侧循环通道内不含气泡或者含有极少量气泡,形成压差,并在此压差和叶轮抽吸的作用下,内部矿浆和气泡上升通过格子板,将粗颗粒矿物带到格子板上方,形成悬浮层,矿化气泡和含有较细矿粒的矿浆继续上升,矿化气泡升到液面形成泡沫层,而含有较细矿粒的矿浆则经循环通道,回到叶轮区进行再次选别。该机的特点在于:1) 采用了高比转数后倾叶片叶轮,叶片形状与矿浆通过叶轮的流线一致,具有矿浆循环量大、功耗低的特点;2) 格子板使粗粒矿物上升距离短,脱落概率低;3) 循环通道使细粒矿物多次经过叶轮区,增加了碰撞概率,有利于细粒浮选。

浮选机YX 型闪速浮选设备

YX 型闪速浮选机是一种单槽用于磨矿分级回路中的充气式浮选机,用于分选螺旋分级机或旋流器沉砂,提前获得已单体解离的粗粒矿物。该机的特点:1) 叶轮定子下安有矿浆循环筒,用于促进叶轮下矿浆循环和矿粒悬浮,使可浮矿物多次进入叶轮区,增加捕收概率;2) 叶轮上部设有上循环通道,产生上循环,增加搅拌力度和均匀性,同时使药剂与矿粒充分接触;3) 槽体采用锥形底,消除槽内死角,避免堵塞,同时起浓密作用,使尾矿通过下锥体浓密、均匀地排出。 该机在德兴铜矿泗洲选矿厂应用表明,精矿含金8.348 g/t,比选厂总金矿高1.384 g/t,金矿中+74 μm 占68.89%, 远远高于常规浮选精矿的27.79%,底流浓度达70%~75%。

浮选机XJM 浮选机和XJM-S浮选机

XJM 浮选机是一种自吸气式浮选机,该机特点是:1) 采用了三层伞型叶轮,第一层有6块直叶片,其作用是抽吸矿浆和空气,第二层为伞型隔板,与第一层形成吸气室,第三层是中心有开口的伞型板,与第二层隔板之间形成吸浆室,吸入矿浆;2) 定子也呈伞形,安装在叶轮上方,由圆柱面和圆锥面组成,上面分别开有矿浆循环孔,定子锥面下端有呈60°夹角的定子导向片,方向与叶轮旋转方向一致。该机广泛用于煤泥的浮选,但对可浮性差的煤泥,选择性较差,同时对粗粒煤泥浮选效果不佳,尾煤中损失较大。 XJM-S 浮选机在XJM 型浮选机的基础上研制成功的,也是一种自吸气式浮选机。该浮选机与XJM 型浮选机最大的区别在于叶轮从三层变为两层,将XJM 型浮选机的第二层伞型隔板用其他机构代替,并对叶片和叶轮腔的高度进行优化设计。该机的特点在于:1) 叶轮上下循环量可调,可通过定子盖板上的调节装置来改变循环流道的截面,从而调节上循环量,通过更换下吸口的调节板来调节下循环量,可适应不同可浮性煤泥的分选;2) 采用混合入料方式,大部分入料通过吸料管吸入叶轮,其余的物料通过假底周边与槽壁的间隙进入搅拌区;3) 定子为定子盖板和导向叶片的分体式结构,使定子上的吸浆管与叶轮下吸口正对,同时叶轮下吸口伸入吸浆管内一定距离,保证吸入足够的新矿浆。
Tank Cell 型浮选机由于浮选柱在浮选作业中越来越多使用,Outokumpu 公司模拟浮选柱,并在其中加入机械装置,开发了Tank Cell 型浮选机,于1983 年首次在皮哈萨尔米选矿厂安装使用,规格为OK-60-TC。1995 第一台100 m3 浮选机在智利Escondida 矿的Los
(1)应根据矿石的性质(如可选性、入选粒度、密度、品位、矿浆、pH等)选用适当形式的浮选机。在矿石较易选、要求充气量不大的情况下,可选用机械搅拌式浮选机。在入选矿粒较粗时,可选用适合粗粒的KYF型、BS-K型浮选机和CLF型粗粒浮选机等。在矿石易选、入选粒度细、品位较高、矿浆Ph较低时,可选用富矿比较高的浮选柱(尤其适用于精选作业)。 (2)应根据选厂的规模选用相应规格的浮选机。一般来说,大型选厂应选用在大规格浮选机,中、小型厂应选用中等或小规格的浮选机,还应该通过技术经济比较来确定浮选机的规格和数量。 (3)精选作业主要是提高精矿品位,浮选泡沫层应薄一些,以便分离出脉石,不宜采用充其量大的浮选机,故精选作业用的浮选机应与粗、扫选作业用的浮选机有所区别。 (4)必须重视浮选机的制造质量及备品、备件供应情况,对此应具体进行调查了解。
浮选设备发展趋势
浮选设备发展应用100 多年来,浮选技术得到了很大的发展,逐步形成了浮选机多样化、系列化、大型化和自动化,应用领域不断扩展,基本上满足了有色金属、黑色金属、水处理、生物分离及其他方面的应用需求。随着原生矿产资源的贫、细、杂化和选矿工艺的日趋复杂,能耗、生产成本的不断上升,要求浮选设备的研制应在以下方面加强研究。 1) 继续大型化。虽然近年来在浮选设备的大型化取得了长足的进展,目前最大的浮选机单槽容积已达350 m3,而单槽容积大于100 m3 浮选设备近年来已经大量投入工业应用。但是随着经济发展对矿产资源的需求日益增加和矿产条件不断恶化,选矿厂规模扩大的同时选矿的难度进一步加大,因此要在机械搅拌型浮选机和浮选柱成果大型化的基础上,继续推进粗颗粒浮选机、闪速浮选机等其他类型浮选设备的大型化、系列化,使其能够满足不同矿种不同处理量的需要。 2) 针对化。社会发展对矿产资源的需求不断增加,而矿产资源储量有限,同时资源条件的不断恶化,为了提高资源利用率,针对不同矿石的可浮性质,研究针对性的解决方案,如粗粒浮选、高效节能浮选及复合力场细粒和微细粒浮选设备等仍是今后浮选机的研究方向。 3) 自动化。随着微电子技术的发展,浮选设备自动控制技术取得了长足的进步。目前对浮选设备的矿浆液面、充气量、矿浆浓度、药剂添加以及泡沫成像分析等工艺过程控制实现了自动化,但对设备本身的自动化水平还有待提高,如轴承温度、电机温度、基于WEB 的远程监控系统、故障诊断系统、故障报警及预案等。 4) 研究手段多元化。将计算机技术运用到浮选设备的开发研制过程,以降低研制费用和周期。