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2 0 0 7 年第4 期有色金属 选矿部分 2 9 冶炼炉渣专用浮选机在贵溪冶炼厂的应用 何庆浪 江西铜业集团公司贵溪冶炼厂，江西贵溪3 3 5 4 2 4 摘要介绍炉渣专用浮选设备4 0 m 3 浮选机的结构特点、工作原理，并对其进行系统的性能测试。运行情况和 测试结果表明，4 0 m 3 炉渣专用浮选机具有控制系统配置合理、泡沫层稳定、空气分散度高等特点，性能优于一般浮选 机，可以满足冶炼炉渣的浮选要求。 关键词浮选机；炉渣；充气量；冶炼渣选矿 中图分类号T D 4 5 6文献标识码A文章编号1 6 7 1 9 4 9 2 2 0 0 7 0 4 0 0 2 9 0 3 江西铜业集团公司是我国最大的铜采矿、选矿、 冶炼、加工联合企业，贵溪冶炼厂为其下属的二级企 业，现已形成4 0 万池阴极铜产量。冶炼能力的扩 大，冶炼渣的排出量也相应增加，为了提高企业的经 济效益，降低弃渣含铜品位，贵溪冶炼厂渣选工程于 2 0 0 5 年1 1 月建成投产，采用浮选法处理电炉渣和 转炉渣，在渣浮选法铜精矿品位平均为2 6 ％的情况 下，每年能从弃渣中回收5 0 0 0 余t 金属铜。贵溪冶 炼厂渣选工程的浮选设备采用北京矿冶研究总院针 对冶炼炉渣特点研制、专门用于冶炼炉渣的4 0 m 3 和 8 m 3 浮选机，本文主要介绍4 0 m 3 浮选机在贵溪冶炼 厂渣选车间的应用情况。 1原矿性质 原矿物料由电炉渣和转炉渣按4 - 1 的比例混合 而成。密度约3 ．7 5 ，渣中主要矿物为磁铁矿、铁橄榄 石及玻璃相。其中渣中还赋存着铜的硫化矿物辉锕 矿、蓝辉铜矿、金属铜和少量的氧化铜。 表l混合渣主要化学成分分析结果 T a b1 T h ea n a l y t i c a lr e s u l to fm a i nc h e m i c a l e l e m e n t si nm i x e ds l a g 垡兰盛坌生些兰呈生 Q 垒 璺鱼塑竺鲤 含量／％ 2 ．7 20 ．8 31 ．0 63 8 ．4 20 ．7 22 9 ．7 43 ．9 21 ．8 00 ．9 3 表2混合渣铜的物相分析结果 T a b2T h ea n a l y t i c a lr e s u l t o fc o p p e rp h a s ei n m i x e ds l a g 相别金属铜斑铜矿辉铜矿磁铁矿包裹铜硅酸盐包裹铜合计 铜含量％1 ．3 3 0 ．4 6 0 ．5 1 0 ．2 50 ．1 72 ．7 2 占有率伤4 8 ．9 01 6 ．9 11 8 ．7 59 ．1 96 ．2 31 0 0 ．0 2 工艺流程 收稿日期2 0 0 7 - 0 1 2 9 作者简介何庆浪 1 9 6 9 一 ，男，江西赣州人，渣选车间工程师。 混合渣回收铜选矿碎磨工艺流程为一段粗碎、 半自磨、一段球磨，选别工艺流程为两次粗选、两次 扫选、三次精选，工艺生产流程见图1 。 原矿 铜精矿 图1 生产工艺流程 F i g 1T h et e c h n i c a lf l o w s h e e to fp r o d u c t i o n 3 铜冶炼炉渣的特点 炉渣密度大。一般在3 ．7 5 左右，且在炉渣中混 有少量单体铜金属，其密度更高，因此在炉渣浮选过 程中，常规浮选机经常发生沉槽现象。 入选浓度高。一般在5 0 ％～6 0 ％左右，而常规的 浮选浓度一般在3 0 ％～4 0 ％。 万方数据 3 0 有色金属 选矿部分2 0 0 7 年第4 期 金属粒度嵌布呈粗细分布多，中间粒级少。因 此，粗磨后必须要首先进行快速浮选，以便尽早回收 部分已单体解离的矿物，之后进行细磨，达到一4 8 1 山m 占9 0 ％。9 5 ％，才能保证单体解离，浮选粒度又较常 规浮选的要细。 4 专用浮选机的特．点．e L _ r - - 作原理 专用浮选机主要由叶轮、定子、阻流栅板、主轴、 轴承体、空气调节阀和槽体等组成，浮选机的流体动 力学区域一般可分为强紊流 三相 混合区、运输区、 分离区和泡沫区四个区域。 强紊流 三相 混合区该区是浮选机中非常重 要的区域，气泡的分散、药剂的扩散、矿粒与气泡的 碰撞和附着等过程大部分均发生于此区。在浮选机 中，气泡能最大限度地充满该区，提高该区容积的有 效利用系数，使矿物颗粒与气泡在本区具有较高的 碰撞概率和黏附概率。由于在气泡和矿浆之间存在 着较大的速度差，细粒与气泡接触的可能性较大，因 而细粒基本上能够浮出。对于大密度颗粒，矿浆流可 把它们运输到阻流栅板上部，改善大密度颗粒的悬浮 条件，增加了大密度颗粒与气泡的接触和碰撞概率。 运输区该区中，捕集了大量矿物颗粒的气泡由 这里上升到分离区，经过阻流栅板后使大密度矿物 的矿化气泡上升距离短，处在相对浅槽的浮选状态 下，并且减少了上部区域矿浆的紊流，建立了一个稳 定的分离区和泡沫层。 分离区本区矿浆流相对稳定，脉石颗粒与矿化 气泡可进行充分分离，同时可减少已附着的大密度 矿物的脱落，达到在保证回收率的同时提高精矿质 量的要求。 泡沫区使矿物进一步得到富集，保证泡沫层中 的矿物不致脱落，泡沫能顺利地流人泡沫槽内。 专用浮选机的工作原理为，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孑L 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，穿过阻流栅板，进人槽内上部 区。此时浮选机内部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 通过阻流栅板，将大密度矿物带到阻流栅板上方，形 成大密度矿物悬浮层，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。 专用浮选机可实现矿浆液位、充气量的自动控 制。该系统由矿浆液位计、液位控制器、气动调节阀 来实现矿浆的液位自动控制。由空气流量计、控制器 及调节阀来实现充气量的自动控制。 5 专用浮选机的动力学陛能测试 为考证4 0 m 3 专用浮选机在生产现场实际效果， 贵溪冶炼厂渣选车间和北京矿冶研究总院相关技术 人员开展了浮选机动力学试验，结果见表3 、表4 。 表34 0 m 3 浮选机矿浆动力学试验结果 T a b3T h er e s u l to fk i n e t i ct e s ti np u l po f4 0 m 3 f l o t a t i o nm a c h i n e 浮选机作业扫选三一1 扫选二一1 粗选二一1 粗选一 充气量／ m 3 ．m - 2 m i n 。 1 ．0 31 ．1 91 ．5 21 ．6 4 空气分散度5 ．8 36 ．2 54 ．5 83 ．51 电机功g ／k W4 5 ．5 5 1 ．55 14 5 空气保有量，％ 1 2 ．4 01 5 ．2 01 7 ．1 31 6 ．3 5 表44 0 m 3 浮选机清水动力学试验结果 T a b4T h er e s u l t o fk i n e t i ct e s ti nr i n s i n go f4 0 m 3 f l o t a t i o nm a c h i n e 奎 堡丛生垡型1 2垒鱼 坚 垒 空气分散度 4 ．6 75 ．6 13 ．6 12 ．7 2 图34 0 m 3 浮选机空气保有量与充气量的关系 F i g3 T h er e l a t i o n o fa i rr e t a i n sa n da i ri n j e c t i o n i n4 0 m 3f l o t a t i o nm a c h i n e 从表3 、图4 中可以看出，在本次试验测量范围 内，随着充气量的增大，空气分散度先增大后减小。 4 0 m 3 浮选机的最大充气量为1 - 8 m 3 ／m 2 m i n 左右，带 矿时其充气量高达1 ．6 4m 3 ／m 2 m i n 时，且空气分散 度为3 ．5 1 ，证明该系列浮选机的充气量大，空气分散 均匀，充气性能优于一般浮选机，可以满足冶炼炉渣 的浮选要求。 万方数据 2 0 0 7 年第4 期何庆浪冶炼炉渣专用浮选机在贵溪冶炼厂的应用 为考察矿浆悬浮能力，测定了浮选机内不同深 度的矿粒分布情况及浓度。由于4 0 m 3 浮选机阻流栅 板距溢流堰为2 ．1 5 m ，在阻流栅板下取一点，阻流栅 板上取一点，以测量是否在格子板上形成悬浮层。因 此4 0 m 3 浮选机在距溢流堰下方0 ．5 、1 ．0 、1 ．5 、2 ．0 、 2 ．4 m 深处5 个矿浆层面采样，并进行水析及品位分 析，分析结果见表5 。 表54 0 m 3 浮选机矿浆悬浮能力试验结果 T a b5T h et e s tr e s u l to fp u l ps u s p e n da b i l i t yi n 4 0 m 3f l o t a t i o nm a c h i n e 深度浓度 粒级／岫 ，，。靳金属分鳟金属分齄百金属分鳍百金属分 ⋯ ⋯分数布率分数布率分数布率分数布率 0 ．55 4 ．0 12 ．54 ．2 6 2 1 2 9 ，6 361 9 。2 27 0 ．54 6 ．8 8 1 ．05 2 ．7 35 ．58 ．5 82 03 2 ．2 98 ．51 5 ．7 06 64 3 ．4 3 1 ．55 9 ．0 668 ．0 42 5 ．53 7 ．9 96 ．51 1 ．9 66 24 2 ．0 2 2 ．O7 5 ．8 97 ．51 1 ．8 32 4 ．53 5 ．6 68 ．Ol O ．6 76 0 ．04 1 ．8 4 2 ．47 0 _ 3 91 7 ．52 5 ．9 81 92 2 ．1 81 31 9 ．0 55 0 ．53 2 ．8 0 从表5 可以看出，金属多数分布在一7 4 4 8 斗m 和一3 8 p , m 两个粒级，达7 0 ％以上，4 0 m 3 浮选机中， 这两个粒级在深度0 ．5 m 和2 ．4 m 的含量较少，在 1 ．0 、1 ．5 、2 ．0 m 处的含量较多。而对于一般浮选机而 言，从槽底往上，粗、中粒级的含量大都呈直线下降 趋势，这证明了在浮选机格子板上部形成了悬浮层， 有利于密度大、浓度高的矿物浮选。从槽内不同深度 的浓度也反映出了这一点。 6生产实践 冶炼渣专用浮选机自2 0 0 5 年1 1 月投人生产以 来能形成稳定的泡沫层，粗选作业泡沫层可达 4 0 0 m m ，基本无翻花现象出现，重负荷启动容易。 由于渣选为新投产项目，没有可以对比的工业 指标，混合渣浮选闭路验证试验指标与2 0 0 6 年1 。 1 0 月实际生产指标对比见表6 。对比结果表明生产 B 表6 闭路验证试验指标与2 0 0 6 年1 。1 0 月实际生产 指标对比 T a b6 ’1 1 1 ec o m p a r eo fp r a c t i c a l p r o d u c t i o ni n d e x o fl ～1 0i n2 0 0 6 诵t ht h ei n d e xo fc l o s e d - c i r c u i t 生产指标2 ．4 82 4 ．7 40 ．4 38 3 ，9 3 试验指标 2 ．7 62 1 ．7 1O ．5 08 3 ．7 9 差值一O ．2 8 3 ．0 l一0 ．0 7 0 ．1 4 优于闭路验证试验指标。 7 结语 1 ．动力学试验表明，在本次试验测量范围内， 随着充气量的增大，空气分散度和空气保有量均先 增大后减小。在各个充气量和浓度水平下，所测得的 浮选机功耗差别不大，均低于额定功耗，最大充气量 达到1 ．8 m 3 ／m 2 m i n ，空气分散度高，该系列浮选机设 计合理，充气性能优于一般浮选机，可以满足冶炼炉 渣的浮选要求。 2 ．4 0 m 3 冶炼渣专用浮选机于2 0 0 5 年1 1 月投 产应用，至今设备运行平稳，浮选机搅拌力强，在浮 选机中上部形成了悬浮层，泡沫层稳定，没有翻花现 象、沉槽现象，液位和充气量自动控制系统工作正 常，控制精度满足工艺要求，提高了冶炼炉渣的技术 指标，各粒级浮选指标均比较理想。 3 ．整个控制系统配置合理，工作稳定，操作简 单，可根据浮选工艺要求自动调节浮选机出泡量，控 制精矿产率，使浮选作业始终满足工艺要求。 参考文献 [ 1 ] 北京矿冶研究总院，江西铜业集团公司．冶炼炉渣选 别专用浮选设备生产试验及应用报告[ R ] ．2 0 0 6 ． [ 2 ] 魏明安．铜转炉渣选矿回收技术研究J R ] ．矿冶，2 0 0 4 ， 3 3 9 4 1 ． [ 3 ] 北京矿冶研究总院．贵溪冶炼厂铜冶炼炉渣选矿补充 验证试验研究报告[ R ] ．2 0 0 6 ． T H EA P P L I C A T I O NO FS P E C I A LF L O T A T I O NM A C H I N EF O RS L A GI NG U ⅨI S M E L T E R 丑ZQ i n g l a n g 一1 G u i x iS m e l t e ro fJ i a n g x iC o p p e rC o r p o r a t i o n ，G u i x iJ i a n g x i3 3 5 4 2 4 ，C h i n a A B S T R A C T I nt h i s p a p e r ，t h ef r a m ec h a r a c t e ra n dw o r k i n gt h e o r yo f4 0 m 3s p e c i a lf l o t a t i o nm a c h i n ef o rs l a g i s i n t r o d u c e d ，a n dt h es y s t e m i cp e r f o r m a n c et e s ti sc a r r i e do u t ．T h eo p e r a t i o na n dt e s tr e s u l ts h o w t h e r ea r e g o o dc o n f i g u r ei nc o n t r o ls y s t e m ，s t a b l ef r o t ha n dw e l ld i s p e r s ei n4 0 m 3s p e c i a lf l o t a t i o nm a c h i n ef o rs l a g ， a n di t i sb e t t e rt h a nn o r m a lf l o t a t i o nc e l l ，f i tf o rt h ef l o t a t i o no fs l a g ． K E YW O R D S f l o t a t i o nm a c h i n e ；s l a g ；a i ri n j e c t i o na m o u n t ；b e n e f i c i a t i o no fs l a g 万方数据