论文导读：全部改用充气浮选机。原矿性质。前几年由于处理矿量逐年增加。铜回收率：92.57%。回收率，充气浮选机在选矿厂的应用研究与实践。
关键词：充气浮选机，原矿性质，处理矿量，回收率
中国有色集团抚顺红透山矿业有限公司（原红透山铜矿）已具有50年的生产经历，为采、选、冶联合企业。目前，矿山保有地质储量900万吨，选矿各项经济技术指标都达到了历史较好水平，铜回收率：92.57%；锌回收率：73.22%；硫回收率：73.50%。前几年由于处理矿量逐年增加，矿石性质随着开采深度的变化也发生着变化，原浮选设备已不适应选别工艺的要求，导致生产指标下降。通过对充气式浮选机的研究和原浮选设备的对比分析，铜、锌、硫浮选设备全部改用充气机械搅拌式浮选机，提升了设备装备水平，改善了技术作业条件，使三种产品的回收率得到大幅度提高，取得了较好的经济效果。
1 原矿性质
抚顺红透山矿业有限公司为典型的铜、锌多金属硫化矿石，矿床类型为中温热液充填交代矿床，并以充填为主交代为辅。
矿石中主要金属矿物有黄铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿和闪锌矿等，主要脉石矿物有绿泥石、石英、绢云母、透闪石、角闪石、绿帘石和方解石等。
矿石中铜、锌与铁的硫化物致密共生，闪锌矿、黄铜矿沿黄铁矿裂隙充填交结，具有交代溶蚀作用，黄铜矿呈点滴状分布在闪锌矿中，矿石中的黄铜矿、闪锌矿、磁黄铁矿嵌布紧密。黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿、磁黄铁矿均赋存于石英—绢云母片麻岩中。毕业论文，回收率。毕业论文，回收率。黄铁矿、闪锌矿、磁黄铁矿以粗粒为主，黄铜矿以细粒为主，粗粒较少。金属矿物嵌布极不均匀。
2生产工艺流程
抚顺红透山矿业有限公司选矿厂采用的是两段磨矿、优先浮选工艺流程，即两段连续磨矿、优先选铜、铜尾选锌、锌尾选硫的优先浮选工艺。此工艺于1991年7月改造并投入运行后，比较适合选矿厂的选矿生产。经过几次局部改造后，各项技术指标都取得了较好的效果。工艺流程详见图—1
工艺流程图图—1
3 改造前存在的问题
优先选铜浮选工艺的最初设计生产能力1400t/d，为了发挥规模效益，以适应市场经济的发展，选矿厂的处理矿量逐年增加，由优先浮选改造之初的40多万吨／年扩大到60多万吨／年。处理矿量的增加造成浮选设备生产能力不足，导致原有的设备配置与生产作业量不匹配，进而导致选矿工艺条件达不到要求，最终影响选矿生产指标，通过对前几年的指标统计分析（见表—1）可说明浮选时间短和浮选设备生产能力的不足。
历年来主要技术指标统计 表－1
| 年份 |
矿量 |
原矿品位（%） |
|
回收率（%） |
改造情况 |
| （万吨） |
铜 |
锌 |
硫 |
|
铜 |
锌 |
硫 |
| 94 |
48.5 |
1.449 |
2.584 |
21.304 |
|
89.55 |
71.48 |
70.88 |
|
| 95 |
51.93 |
1.491 |
2.466 |
20.432 |
|
90.50 |
72.7 |
71.64 |
增加4台浮选机 |
| 96 |
54.21 |
1.46 |
2.444 |
20.515 |
|
89.6 |
70.58 |
67.45 |
|
| 97 |
56.82 |
1.477 |
2.408 |
20.386 |
|
90.51 |
70.4 |
68.11 |
|
| 98 |
61.77 |
1.466 |
2.532 |
21.911 |
|
90.14 |
71.7 |
69.51 |
|
| 99 |
62.62 |
1.507 |
2.52 |
20.691 |
|
89.94 |
71 |
69.14 |
|
| 2000 |
61.7 |
1.59 |
2.28 |
19.950 |
|
90.26 |
72.4 |
69.09 |
|
| 2001 |
64.7 |
1.529 |
2.55 |
20.937 |
|
91.04 |
72.51 |
70.65 |
|
| 2002 |
64.88 |
1.57 |
2.479 |
20.228 |
|
91.16 |
72.12 |
62.92 |
|
| 2003 |
64.45 |
1.605 |
2.400 |
20.748 |
|
91.41 |
72.33 |
72.7 |
|
| 2004 |
57.8 |
1.659 |
2.324 |
21.206 |
|
91.55 |
71.52 |
71.95 |
|
| 2005 |
53.5 |
1.618 |
2.287 |
20.700 |
|
92.35 |
71.29 |
71.87 |
铜浮选机改造后 |
| 2006 |
55.1 |
1.551 |
2.247 |
19.797 |
|
92.69 |
73.59 |
73.13 |
锌、硫浮选机改造后 |
| 2007 |
58.4 |
1.463 |
2.305 |
20.650 |
|
92.57 |
73.22 |
73.5 |
|
为了解决铜回收率低的问题，在95年进行了一次延长选铜浮选时间的改造，增加四台10m3机械搅拌式浮选机，延长浮选时间10分钟，铜回收率比上年提高1％。2001年以后，由于铜原矿品位的上升，使铜回收率有所提高。
3.1 铜尾产品考查分析
对不同处理矿量条件下铜尾矿镜下考查结果见表－2。
铜尾单体解离测定结果表－2
| 总台时量 （t/h） |
品位 （％） |
单体铜 （％） |
连生体（％） |
合计 （%） |
| 铜一脉 |
铜一锌 |
其它 |
| 74.38 |
0.24 |
35.31 |
32.37 |
20.5 |
11.82 |
100 |
| 54.36 |
0.133 |
23.35 |
59.07 |
11.37 |
6.21 |
100 |
铜尾对比分析表明：给矿量大时，铜尾单体损失增加，充分说明浮选时间不足和浮选机效率低，不能充分回收单体铜，采用高效浮选机和延长浮选时间是回收单体铜的有效途径。
3.2 原机械搅拌式浮选机的缺点
在引用充气式浮选机之前，浮选设备一直使用老式的机械搅拌式浮选机。通过多年的生产实际，发现该浮选机存在很多缺点：1）浮选机底部存在一定的死区，矿浆不循环，根据实测，处理能力降低10%左右，效率较差；2）矿浆循环性能差，矿化程度低；3）液面不稳定，4）充气量小，泡沫层薄；5）能耗较高。因此，原机械搅拌式浮选机已不适应目前的生产工艺，是影响技术指标的主要原因。
4充气式浮选机的结构及特点
北京矿冶研究总院经过多年的研制，生产出了新式充气机械搅拌式浮选机，分别是XCF和KYF两种浮选机。在多家矿山应用后，取得了较好的经济效果。
4.1 结构特点
XCF和KYF浮选机是充气搅拌式浮选机的一种，该浮选机采用“U”型槽体、空心轴充气和悬挂定子，尤其是采用了一种新式叶轮。毕业论文，回收率。这是一种叶片后倾一个角度的锥形叶轮，类似于高比转速的离心泵轮，扬送矿浆量大、压头小、功耗低且结构简单。在叶轮腔中还装置了多孔圆筒形空气分配器，使空气能预先均匀地分散在叶轮叶片的大部分区域，提供了较大的矿浆空气接触界面。
4.2 工作原理
在浮选机工作时，随着叶轮的旋转，槽内矿浆从四周经槽底由叶轮下端吸到叶轮叶片之间，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，从叶轮上半部周边向斜上推出，由安装在叶轮四周斜上方的定子稳定和定向后，分散到整个槽子中。气泡上升到泡沫稳定区，经过富集过程，泡沫由刮板挂出，进入泡沫槽。还有一部分矿浆向叶轮下部流去，再经叶轮搅拌，重新混合成矿化气泡，剩余的矿浆流向下一槽，直到最终成为尾矿。
4.3 设备的优点
①、充气量大，气体弥散均匀；②、能耗低，节能显著，比一般浮选机可节电30%-50%；③、结构简单，易于维修； ④、矿浆循环性能好，药剂消耗少；⑤、叶轮起离心泵作用，使固体在槽内保持悬浮状态；⑥、停车后不放矿亦可以顺利启动；⑦、具有先进的矿浆液面控制系统，便于操作和调节；⑧、U型槽体，减少短路循环。
5 充气式浮选机的应用
通过多次技术论证和分析，将原浮选设备改为XCF和KYF充气机械搅拌式浮选机的改造方案，在技术上是可行的，在经济上是合理的，利用两年的时间，先后对铜浮选设备、锌浮选设备和硫浮选设备进行了更新换代，全部采用了XCF和KYF充气机械搅拌式浮选机。
5.1 铜浮选设备改造方案
将原有18台粗扫选浮选机全部拆除，新安装20台10m3充气浮选机，增加2台，形成每个系列4:3:3配置方案，即更新了设备又延长了浮选时间。
铜浮选改造投入生产后，浮选时间得到延长，强化了选别过程。同时充气式浮选机空气分散好，浮选液面稳定，这些特点有利于技术指标的提高。投产以来运行稳定，同期对比，铜回收率提高1.26%，铜精矿质量也相应提高，统计指标见表－3。毕业论文，回收率。
铜浮选改造前后指标对比 表－3
| 时间 |
处理矿量(万吨) |
铜原矿品位(%) |
铜精矿品位(%) |
铜回收率(%) |
| 2004年11月—2005年9月(改后) |
49.1 |
1.626 |
20.815 |
92.56 |
| 2003年11月—2004年9月(改前) |
55.6 |
1.667 |
20.648 |
91.3 |
1）指标效益
54(万吨)×1.626%×1.26%×2.5万元＝276万元
2）备件费
改造后每年多消耗四套水轮盖板,增加备件费2.4 万元。
3）电费
改造后铜浮选增容119kw，每年增加电费:
119×24时×340天×75%×0.4元/度=29.1万元。
与前期相比，多收铜含量110吨，年多创效益244.5万元，取得显著成绩。毕业论文，回收率。另外，充气式浮选机易损件少，检修方便，维护费用低。
5.2 锌、硫浮选设备改造方案
根据铜浮选设备改造成功方案，对锌、硫浮选设备进行改造。将原有的锌浮选23台浮选机全部拆除，安装充气式浮选机25台形成粗扫选4：2：2配置；硫浮选部分，粗选区不动，扫选11台机械式浮选机更换为12台充气式浮选机，形成粗、扫选每个系列4:2:2配置方案。
锌、硫浮选设备改造投入生产后，取得了与铜浮选相同的效果，同期对比，锌回收率提高2.97%，硫回收率提高1.94%，统计指标见表－4和表－5。另外，易损件磨损小，其费用可节约70%-80%；矿浆循环性能好，药剂消耗少，可降低耗量10%—15%。毕业论文，回收率。
锌浮选改造前后指标对比 表－4
| 时间 |
处理矿量（万吨） |
锌原矿品位(%) |
锌精矿品位(%) |
锌回收率(%) |
| 2005年9月—2006年6月(改后) |
50.49 |
2.261 |
49.256 |
72.39 |
| 2004年9月—2004年6月(改前) |
48.46 |
2.292 |
49.71 |
69.84 |
硫浮选改造前后指标对比 表－5
| 时间 |
处理矿量（万吨） |
锌原矿品位(%) |
锌精矿品位(%) |
锌回收率(%) |
| 2005年9月—2006年6月(改后) |
50.49 |
20.31 |
38.49 |
72.83 |
| 2004年9月—2004年6月(改前) |
48.46 |
20.624 |
38.176 |
70.71 |
效益计算:
锌 504930吨×2.261%×2.55%×2.5万元/吨=727.80万元
硫504930吨×20.310%×2.12%÷35%×120元/吨=74.54万元
总效益: 727.8+74.54=802.34万元，
6 结语
XCF和KYF充气搅拌式浮选机是我国比较先进的一种高效、节能型浮选设备，槽内流体运动状态合理，矿浆悬浮状态好，矿粒分布均匀，泡沫层稳定，矿浆循环性能好，药剂消耗少，矿浆液面自动控制系统工作可靠、调节容易。选矿厂先后利用两年的时间对铜、锌、硫浮选设备进行改造，全部改用充气浮选机，效果非常显著，技术指标大幅度提高，取得了较好的经济效益。
参考文献
[1]北京矿冶研究总院.KYFⅡ型充气机械搅拌式浮选机研究报告[R].1998,6.
[2]北京矿冶研究总院.XCFⅡ型自吸浆充气机械搅拌式浮选机研究报告[R].1998,8.
[3]抚顺红透山铜矿选矿厂.红透山铜矿选矿厂生产工艺考察报告[R]. 2000，6.
[4]抚顺红透山铜矿选矿厂.红透山铜矿选矿厂生产工艺考察报告[R]. 2003，9.
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