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论浮选流程的设计 北京 有色冶金 设计研究 总院插 松荣 提要本文根据浮选动力学 论 对浮选时间的概念， 浮选时间 的计算厦分遗效率与品证 柏关哥 i 进行了分析 以殒使浮选流程的设计更符合实际． 目前，浮选流程 ，特别是新矿 体浮选流 程设计，通常是依据小型试验、半工业试验 或生产数据，再参考类似选厂的生产情况调 整 后 ， 即作为设计流程 由于矿石性质千差万 别 ，往 往设 计的流程与实际情况 出入较大。 为 了使浮选 流程 的设 计 即使在小型试验的基 础 上也能够较切 合实 际，本文 拟从浮选动力 学的角度对浮选流程的设计谈几点看法。 一 、浮选 时间与停留时间 浮选 时间与停 留时间是 两个严格不 同的 概念 浮选时间是指有用矿豺粒子与药剂发 生作用 成为 可浮粒子开始到浮出 成为 精矿而给入下一作业段 所经过的 时间。因 茼是矿物粒群与药荆发生作用而浮出成为精 矿所需的 时间。实际上， 由于矿物颗粒不 可 能是均 匀的 ，其浮选时阔差异很大 ，为 了使 整个有用矿物的粒群都能更好地分选，遥常 使用的浮选时间均是摺有甩矿物粒子不均 匀 粒群的浮选时 间。 、 停 留时间则是指矿粒 进入选别作业开始 到离开该作业的时间，l也可称为通过时间。 浮选时间与停留时间有着本质的不同。 浮选 时间具有质的 意义 ，而停 留时间只有量 的意义。矿物粒 子的浮选时 问由于加药地 点 的不 同，搅拌 时间 的长 短不 同，及 整个 粒群 与药剂作用的均匀程度不同，无 法 精 确 计 算，起始 点可在进入浮选瞄路之前，也可在 浮选 回路 中逋过一 段时间之后。而矿物粒子 的停留时间则只是矿物粒子通过浮选回路的 一 42 一 时间， l可以精 确计算。 二、浮选 时间的计算 根据 化学反应动力学模型 ，浮选过 程舯 分选速率模塑可写成 崇 k ‘ e 。 一 8 1 式 中 分选速率， ￡ 一 反应 时间 I ， e --t ∞时的理论回收率J k 一速率常数I n 反应级数 。 现代的浮选工艺已充分证明均匀粒群的 浮选过程的时坶延伸是一阶亩数，因此， ’ 式 1 中n1 ，则 苦_ k 8 一 e ． 2 积分式 2 一 l n ￡l e 一kt c 3 式 3 写成 。 8 J 一 ￡ c e ～“ 4 式 4 两 边同 除以e I e I O 则 1 一 c e 一 “ 5 当t 0时， 8 0。则c 1 则 1 一 c e ‘ 6 ￡ ￡I 1 一 e 一 ‘ 7 式 7 B 是矿 物在 浮选 过程 中的 同 收 率 方程。 有 色矿 山一 l 9 9 O ． 6 维普资讯 对矿物分选过程，当浮出矿物 I 与抑制 矿物 Ⅱ的可浮性差异最大， ． 即其回收率差异 最大 时，分 选效果 最好， 因此有 △￡ l 一 I 8 O 一 给矿重量 ， O 。 一精矿重量l 一 给矿品位， B 一精矿品位， k。 ￡ e ． k t 当分离效率时 ，则有 “ d t k l‘ 。 9 等 [ “I ￡ I e ‘ l t o a t Q 1口 B L 解 式 固 ] m， 最 即 d t盟 d t 则t 为最 佳浮选 时问 。 ’ 将式 7 写 成 ． 又因为在浮选过程 中有用矿物含 量变化 1 1 Ⅲ， d Q 。 6 1 7 由式 1 1 即可得到矿物 I 、 Ⅱ的￡ 及k ， 代入 1 O 式 ，即可得到t 。 分选品盟与浮选时间 瑚 关系 从式 1 可以 许算|出最佳浮选时间， 丽分选矿物的品位也是浮选时间的函数，由 此可l ； l 认为，与壕佳浮选时 间t 相 对 应，应 有一最佳分离效率。选矿采用的综合分离效 率主要有两有类 “ ，第一类以汉考克 公 式 为代表 [ 式 1 2 ]，第二类以弗来敏一斯梯 芬登式为代表 式 1 8 。 ． 1 C t ％ 1 2 a 一 邝 ⋯ ⋯ 1 3 对式 1 2 f l 0 偏数分君发现，式 1 2 具有极值点，丽式 1 3 则没有，认为式 1 2 存在有与最佳浮选时间t 相对应的最 佳 分 离 效率。因此，将式 1 2 写成分选过程变量方 程， 则 ‘ 二 ． 。 一⋯ ． ． ． E ⋯ 式巾E ～综合分离效率} 有 色矿 山 1 9 9 0 ． 6 式 中 一瞬 时精 矿品位。 微分式 1 得 6 ， d Q Q 。 却坤d Q 1 8 式 1 8 写为 Q 1 9 式 1 9 两 边 同 乘 以 { ， 得 口 ， 訾 Q 普 B 鲁 2 D 即Q。 一 百d O 2 一 B 鲁 2 1 将 式 2 1 ， 代入式 1 6 中 ，得 ‘ ， 鲁 一 p 鲁 2 2 由式 2 2 得 aB 2 3 即 当 B ， a 时 ， 有 号 手 o ， 此 时 分 选 效率撮佳。 由此可知，在分选作业中 。当该作 业泡 沐产品的 品位与该作业给矿 品位相等时 。其 分离效 率最 大 。而此时的时 问即为最佳浮选 一 48 -- 维普资讯 时间，此时『H J 理论上 fj 武 1 0 计算的时间应 相等 。 四、计算举例 某铅锌 矿 为优先浮选流 程，表 1 为小 型铅粗 选回路的试验结果 。 将 表1 中数据代入式 1 2 中计 算．所 得 数据见表2 。表l 、表2 的结果见 图1 。 铅租选 回路试 验结 果 表 1 时间‘ 分 品位 单样 6 5 ． 7 I 口8 3 7 ． I 4 4 ． 4 3 4 E 量计 8 5 ． 7 T 4 3 ． 5 I 3 ． 7 q a 4 ． 3 2 3 I制 回 收 率 7 0 ． 8 0 0 ． 8 4 I 9 3 ． 5 5 9 4 8 8 口 5们 精矿产率 菇 4 ． 6 e 口 ． 0 4 l 1 0 ． 7 2 I 1 ． 9 7 I 2 ． g { 主铅粗选回路选品位为4 - 3 3 ． 分囊效率计算结果 袭2 图l铅 的浮选性 能与浮选时 间之 问的关系 一 44 一 由图1 町知，根据式 2 3 的结 果．最 佳 浮选时 间约 为1 5 ． 5 分 钟。 同时 ，根据 图 l中 回收率 曲线 ，取最 大 回收率e ， 9 6 ，代 入式 1 1 中，作 曲线 见图2 。 同理 ，由表 1 计算 出脉石 的品位及 回收 率 ， 见 表 3。根 据表 3数据 ， 取 ￡ a1 0 0 ， 代入式 1 1 中。作曲线见 图 2。 圉2 铅豹浮遣逮率特 性 由 图 2 计 算 得，k 一0 ． 2 6 1 ， k口 一 0 ．0 0 3 6 。从 图2 中可 知，t ； 0时， E ， b 及e 口 均不等于零 ，而应 是T l t 3 ． 5 ， T口 t -I- 4 ． 0 时，才有e ， b 0及 e 口 0。因 此， 对式 7 应为 ￡ e1 1一e ～ ” ] 2 4 同理 有 l n kI ￡f 1 一 l n kI f I I k1 01k1 01 一 ‘ I 2 5 脉石品位与目收率囊8 拄 铅粗选回瞎原矿中脒石曹量为9 5 ． 将k - b 、k 口 ，et h ，e I 口 、0 口 、0 口 h 的 数 值代入式 2 5 计算得k 1 3 ． 1 分。 有 色矿 山一1 9 如 ． 6 维普资讯 因此，对于该铅锌矿石，铅粗选回路的 浮选时间应为1 5 分钟左右为宜 。 五、小型试验与工业生 产的浮选时间关系 由于小型试验条件的限制，其所得结果 与工业生产必定存在 定 差 异。从L o r n e x 矿的数据 表4 “ 可以看 到 这 一 点。同 时，从图 3“ 可 以看 出，刮泡 的连续 性 越 强．浮选结果则越好。因此，实验室小型试 验的结果不可船完全满足工业生产的要求。 有人对浮选时间的F 值 F 为小型试 验 与 工 业生产的浮选时间之比进行了 研 究 “ ， 通过对c u 、P b 、z n ，S b 、Mo 等有色金属的 粗选以及混合浮选的时间比例测定值表明， F 值 广泛分布在0 ． 9 2 ． 6 2 之 间。其 中大 部分 在1 ． 7 5 以下。平均值 1 ． 5 4 ，见表 5 。 另外。在 日本实涮了5 例，其F 值都 接 近 于1 ．觅袁 6 o t t ‘ 丹 勘髓泡 阁■对殍遍麓鹰曲糕■ l 一2 0 秒 2 一∞袖 I 3 3 0 秒 从表 5中看出，即使是相同的矿样，其 F 值也存在着很大差异。 薄盎 时阃与F 位 裹4 粗选 分 扫选 舟 合计 分 小型试艘 ‘ 8 1 2 半工业 试验 一 _ 最 大 I d 实际操作 8． 7 I 1 ． I 1 9 ． 8 F 2． 1 8 1 30 1． 6 5 F 为实际操作与小型试验的浮选时间之 比． 因此 ，把实 验室的结果应用于 流程设计 时 ．要将浮选 时间适 当放 大 ，而更精 确的浮 选时间，则应在生产之后根据 浮选 动力 学的 理论调整后得到 。 浑盎时闻的F 位 裹5 序 号 _辱遗作业 F I Cu牲造 1 ． 1 2 Cu堪进 2 O T 3 P 旺选 2 4 Z n粗选 1 ． 7 5 0 Zn 粗选 0． 9 6 Zu 牲选 e 2 7 Cu、Zn、S五 谒 台浮 选 I ． 2 B Cu ， Pb 混 合浮遗 ， ‘t ． 1 8 Cu Mo渭 台浮选 。t ． 6 5 1 O Mo 粗 选 2 6 2 六、 结语 浮选动力学 的理 论 已经被现代选矿工艺 l 。 l 的应用和发展所证实，但它还没有被完躲地 用来进行选矿工l艺的设计和牛产。目前 ，关 薄进时问厦F位 囊8 选 厂 名 称 浮 选 r作 业 小 型 试 验 时 同 实 际 时 同l F 使 用 浮 选 机 槽 教 x 系 列 舟 丰 羽 P b 粗 选 l2 f 1 ,2 48 ‘瓦 曼 桴 选 机 1 0 3 48 。瓦 曼 浮 选 机 l0 2 4 8 阿基泰尔 浮选 l 2 2 机 丰 羽 Zn 粗 选 9 9 7 I J l 1 ． 2 I l 6 B ． 瓦 曼 1旱选 机 1 0 1 驿迦内 C u P a 蔼遗 1 5 日 立 Cu． Zn、 Sb 漏选 6 日 立 Cn 粗 遗 8 4 8 阿 基豪尔 浮选 1 4xI 机 有 岛矿 山一 1 9 9 O ． 6 下转第 1 1 页 一 4 5 维普资讯 艺品和非线性光学材料 用朱 砂的要求 。 2 电化法生产 朱砂， 由于医药部 门 还需 临床疗效观察， 目前不能 考 虑 进 入 市 场。 3无机生 长法 ，这是 专门生长朱砂 晶 体的方 法，本法是将 Hg S 加助剂 ，蒸 气， 通过Hg C I z 稀溶液相反应得到 r Hg 。 S 。 C I ， 一 般经过 l 0 天就 可长出5 ram琥珀 状的朱砂 晶 体 ，获 悉国外 已生 长出2 1 ． 8 g 的辰砂单晶体 ， 颜色绚丽 ，对 发展 高档 朱砂工艺品晶体，是 一 个可靠的货 源。 3 ． 发挥 我国朱砂 资源优势、合 理开发利 用 朱砂资源 我国朱砂盛产 于黔 东、桂北 和川 东，晶 体 鲜艳，饮 誉国 内外，诸如大英博 物馆、美 国 国家博物馆 ，挪威 的奥斯 陆博物馆以及 不 少国际友人 都以获褥_块Y y 3 ． 橘体朱砂为 荣 但是球秽资源是不 能再 E 糖 _开采一点 就少一羼，必顼合理利用，可虽 在 皋 砂 的 产、供、销中，由于管理 鼢 越制失调， 存在严重婚盲目性和菲 活动，袭现在无照 经营朱砂，超越工商部门核定朐经营范围， 个体户，专业户囤积朱砂，投机倒把}追求 短 期行为，用朱砂炼汞 f竞 争 激 烈、定 价 低，严 重影响 国营企业的经 济效益 ， 应加强 管理，并对各型 朱砂 的工 艺，市场 ，新产 品 开发进行 探索，努力提高2 ． 5 ram朱砂在 总量 中的比重及金属 回收率 ，以有效 地开发我 国 原生 朱砂资源。 4 ． 正确认识朱砂 的药 用效 果 有人认 为汞 和朱砂都是剧毒物，产生 了 对汞 及汞化 物的恐惧心理。殊不知朱砂则不 然，性安定，不 溶于水 ，无毒， 自古以来朱 砂 以安神补 心著称 ，现 代科学表 明，朱 砂与 硒元素共生 ，而硒 可 以促进机 体 的 免 疫 能 力，动物注射有机硒 亿台物 二 谷胱 肽硒 ， 一 天之 内肿瘤 细胞 的死 亡率 可达8 4 9 9 。 再从朱砂的理化特性分析 ，朱砂分解温度和 分解量间的关系是 ，当温度 为 2 2 5 ℃ 时，朱 砂分解量仅 0 ． 1 5 ，而 人 体 正 常 温 度 才 3 ℃，故朱砂进入人体后 ，只会 促进 捎除病 毒，而 不会 中毒。因此在我 国现 药典 中 药1 8 5 种成赢和复方制剂 中，使用朱 砂 配 方 者3 7 种， 占2 0 ， 使 用朱砂帕 比_倒在0 ． 4 8 5 N 2 3 ． 8 l 之 间。 参 考文献 路 上接第4 5 页 于 浮选动力 学的研究 ，国内外都 比较重 视起 来 ，但对 浮选 流程 的结 构及浮选 时 间 的 确 定 ，尚有不同的看法，有人 ” 认为浮 选 回 路的撮佳配 置是 粗选时间 与精选时 间相 等， 也有人“ 认为F 值至少应为 2 ，对重矿石可 _ 达到5 ，有人 认为 浮选机在条件许 可下串 联 越多越好，但 使用 单槽 浮选机作为一个作 业 的实僻也已出现” 。因此，选矿工 作 者 应当 合具体情况 遥甩选矿趣语，作出台 强 的 选择 同时．浮选 动力学的理论 也有 持 于试验和生产的进一步补充和完善。 ， 参考文献 I 】矿石 可连性研究 冶童工业出版社、I 9 8 【 年6 只 有 色矿 山一 1 9 9 0 ． 6 [ 2 “ 提高 湖南郴 县桥 口铅锌矿 银选矿 回收 辅 的 研 宽”优阳矿冶研衰所．【 9 8 8 年明 [ 3 饭 岛 浮选 时间的 比例研 究 国内外 选 矿 快 矿 No． 1 6 ． 1 9 8 9 [ 4 ]毛钷凡 等 “ 马尔可夫 链随 机浮选 模 型厦 盘 用” 有色盒属 选矿部分N o ． 5 、【 9 8 9 [ 5 ] D N． Sut o r l a n d ” As L ad y ，o13 ．t he Opt i n一 { z at i o n of t he arr ang ement of fl o t at i o n Ci r eIf i t } ．I ． n t ．／ ． 1d i n - e r ． Pr o c e s s ． ，N0． T ． 1 95 L [ 6 J ． E n e s s e t。 Th e a p P I i ℃ a t l o h o f s i d e nce，l i me di s t ri 乇ut i cnB t o f l o t at i o n 4 t nd mi xi ng c i r c u i t s ”CI M Bu l l e t i n一 Ng v em be r l 9 8 8 [ ]Tj mo Ni i t t i “ Re c e n t t r e n d s i n f l o【 i r i o n c i r cu i t s d e s i g n” Fl o t a t i on o f s u l Ph ； 一 do s M i ner ml s 维普资讯