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浮选机在铝土矿正浮选中的应用 1 0 . 3 9 6 9 / j . i s s n . 1 6 7 1 - 9 4 9 2 . 2 0 1 2 . 0 3 . 0 1 4 周宏喜张跃军谭 明冯天然韩登峰杨文旺武涛 北 京 矿 冶 研 究 总 院 ， 北 京 1 0 0 0 7 0 摘要我国铝土矿主要为- 水硬铝石型，具有高铝、高硅、低铝硅比的特点，而且铝土矿正浮选工艺要求选别充 气量小，具有泡沫量大、泡沫不易破碎以及难输送等特点。本文介绍了正浮选对浮选设备的设计要求，并论述了铝土矿 正浮选所用浮选机的结构特点。国内某铝土矿选厂的生产应用表明，该浮选机组完全能够满足铝土矿正浮选的工艺要求， 浮选机充气量达到设计要求， 空气分散均匀， 设备运行可靠， 矿浆液面平稳。 此外， 针对铝土矿浮选的特点而开发的液 位自动控制系统能够精确控制浮选机的液位，确保浮选机运行期间选矿指标良好。 浮选机； 铝土矿； 正浮选 T D 4 5 6A 1 6 7 1 - 9 4 9 2 2 0 1 2 0 3 - 0 0 0 5 4 - 0 4 A p p l i c a t i o n o f F l o t a t i o n C e l l s i n B a u x i t e O r e s D i r e c t F l o t a t i o n Z H O U H o n g x iZ H A N G Y u e j u nT A N M i n gF E N G T i a n r a nH A N D e n g f e n g Y A N G W e n w a n gW U Tao 2 0 1 2 - 0 1 - 0 4 周宏喜 1 9 8 5 - , 男，河南信阳人， 硕士， 助理工程师。 万方数据 2 0 1 2 年第3 期周宏喜等浮选机在铝土矿正浮选中的应用 5 5 制了针对铝土矿浮选工艺特点的B F L 型铝土矿选 矿正浮选用浮选机。此外，又经过多年努力开发了 专门适合于铝土矿选别的浮选机联合机组，解决了 低铝硅比铝土矿分选存在的设备选型技术难题，并 获得了成功的应用，为国内铝土矿选厂带来巨大的 经济效益。 1 铝土矿正浮选对浮选机的设计要求 针对我国铝土矿高铝、高硅、低铁、铝硅比低 的特点，铝土矿正浮选用浮选机应具有以下特点 1 充气量要能任意调节。铝土矿浮选需要的 充气量一般为0 小田．3m 3 ，m - r a i n 左右； 2 浮选机槽内搅拌力不能太强也不能太弱。 搅拌力太强会影响气泡矿化，搅拌力太弱会影响矿 浆和气泡的分散，因此，铝土矿正浮选用浮选机搅 拌力要适中； 3 矿浆液面要平稳。由于铝土矿浮选矿粒的 粒度较细，不稳的分离区矿浆会导致已经吸附的矿 粒脱落，影响选矿指标； 4 铝土矿浮选中，泡沫量较大，尤其是矿浆 中含有大量的微泡，因此要求浮选机槽内产生的流 体动力学能满足浮选机内大量微细气泡的浮选动力 学要求； 5 铝土矿浮选泡沫细小且黏度大，泡沫槽内 的泡沫不易破碎，而且泡沫量大，流程循环量大， 泡沫输送困难，因此一定要采用吸浆能力足够大的 浮选机，这样才能使流程畅通； 6 液位控制系统必须具有较高的精确度，充 分保证浮选机内液位在合理的范围内波动，迅速实 现自动化控制。 铝土矿正浮选用浮选机除有上述要求外，还应 具有普通浮选机的一些特点，如结构简单、易损件 寿命长、容易启动、功耗低、操作方便、容易维修等。 2 铝土矿正浮选用浮选机的设计 本文针对我国铝土矿的特点以及正浮选对浮选 机选别的要求，对浮选机进行特殊的设计。改型后 的浮选机组更加适合于铝土矿选别。该浮选机组具 有以下特点 1 特殊设计的充气量调节装置不仅能够满足 铝土矿浮选要求充气量较小且易于调节，还解决了 因铝土矿泡沫量大，且泡沫容易上爬，影响浮选设 备正常运转的难题； 2 采用“U ”形深槽槽体，不仅避免矿砂堆 积，而且有利于粗重矿粒向槽中心移动，以便返回 叶轮区再循环，减少矿浆短路现象； 3 对槽体进行加深设计，有利于形成稳定的、 较厚的泡沫层，有利于选矿工艺指标的提高； 4 对叶轮与盖板的结构参数进行调整，提高 了空气分散度，同时使浮选机的吸浆能力大大提 高，进而提高了对大量黏性泡沫的输送能力，这有 利于提高分选指标 5 采用高精度的浮球一激光液位测量装置和特 殊设计的泡沫隔离装置，使得液面稳定更加迅速， 波动更小，为铝土矿的正浮选提供很好的环境。 3 铝土矿正浮选用浮选机的应用 铝土矿正浮选用浮选机组自研制开发以来，在 国内外多家铝土矿选厂成功应用，为矿山企业创造 巨大的经济效益。本文主要介绍该浮选机在国内某 选厂铝土矿正浮选中的应用情况。 3 ．1 矿石性质 该生产矿样主要是外购，粉磨之前进行了充分 的混合，矿样中主要化学成分见表1 ，主要矿物组 成见表2 ，根据化学成分和矿物组成特点，可知该 矿石属于典型的一水硬铝石型铝土矿。一水硬铝石 晶体形态较复杂，多呈粒状、鳞片状、部分为板片 状或隐晶质，品罄粒度一般介于0 ．0 0 5 。0 ．0 3m m ， 具有典型的高铝、高硅、．低铝硅比的特点，而且该 矿石嵌布粒度较细，要求细磨才能单体解离，这增 加了浮选难度。 从表2 可以看出该矿主要有用矿物是一水硬铝 石，还有少量的一水软铝石，其它矿物有锐钛矿、 金红石、板钛矿、针铁矿、水针铁矿、赤铁矿等； 脉石矿物有高岭石、叶蜡石、伊利石、绿泥石等， 此外还有微量的蒙脱石、水白云母、锆石、电气 石、石英等。 表1原矿多元素分析结果 T a b l e1 A n a l y s i sr e s u l t so fm u l t i - - e l e m e n to fm r 卜o f - m i n eo r e，％ 型垄 些 塑 生 竺竺鲤墨塑 坐 竺叁垒塑1 6 1 ．6 2t 1 ．2 16 ．3 7 3 ．2 4 0 ．3 9 0 ．1 501 40 ．2 2 0 ．2 70 ．5 41 58 55 ．5 0 表2 原矿矿物组成 T a b l e2M i n e r a lc o m p o s i t i o na n dc o n t e n to fm n o f - m i n eore，％ 竖堡量 鱼基鉴互堡型互丝塾亘垒堑鱼壅丛笙查坚鱼基宣 6 3 ．9 09 ．5 03 ．0 72 ．5 2 0 ．7 46 ．6 63 ．4 31 0 ．1 8 5 5 万方数据 5 6 有色金属 选矿部分2 0 1 2 年第3 期 3 ．2 选厂工艺流程及其特点 选厂浮选设备全部采用水平配置，整个作业流 程既简单又节省泡沫泵。不仅大大节约选厂的能 耗，而且减少了选厂的基建投资，同时水平配置又 给浮选操作工人的工作带来便利，还减少了设备的 管理和维护成本。选矿厂工艺流程见图l 。 原矿 磺簸锕U 一7 4 t r l l 36 5 ％ 分l 级 ■ | 号 _ J 圆筒筛l 弱加 一F 2 2 ‘气杂质 强I 磁／ 分级 B J 2 1 3 分散剂 ，B J 4 2 2 捕收剂 。六偏l 4 , 4 一 ．5 m 雨蒸蔫萧 芯I 孑”抄卫 自 | I l ／l ”％ ％二l c F l 自；n 自l ／矿尸2 b 2 妒鼠n 酯∥畦 尾矿 图1 选矿厂工艺流程 F i g ．1 F l o w s h e e to fp l a n t 3 ．3 运行效果评价 3 ．3 ．1 浮选机动力学性能测试 由于浮选机带矿运行后，铝土矿的泡沫层较 厚，不方便测量。因此主要考察浮选机在清水试车 期间的充气量情况，测量结果表明，铝土矿正浮选 用浮选机组能够满足铝土矿浮选的充气量要求，空 气分散度好，平均值为3 ．3 5 ，分散均匀。动力学测 量结果见表3 。 表3 浮选机动力学测量结果 T a b l e3R e s u l t so fd y n a m i ct e s t 正浮选用浮选机慧 粗选K Y F 高 铲K Y F 篙 精二K Y F 篙平均值 G F G F 【G F G F 平均充气量“一一m i 。 0 ．2 5 0 ．2 10 ．2 0o ，1 90 ．1 80 ．1 80 ．1 50 ．1 9 4 空气分散度 3 ．5 33 ．4 43 ．4 2 33 53 ．2 8 3 ．4 72 ．9 43 ．3 5 3 ．3 ．2 浮选机功率测定 能耗是浮选机性能考核的一个重要指标，尤其 是在国家大力推行节能减排政策期问。节能减排指 标考核力度更大。选厂浮选机电流的测定结果表 明，所有浮选机的电机电流基本上为额定电流的 7 5 ％～8 0 ％．而且由于选厂采用水平配置，省去泡 沫泵，节能效果尤为明显。 3 ．3 ．3 矿浆悬浮能力测定 为考察矿浆悬浮能力，测定了粗选1 浮选机内 不同深度处矿浆粒度的分布状态，即在距溢流堰下 方1 ．0 、1 ．5 、2 ．0 、2 ．5 、3 ．0I l l 深处五个矿浆层进行 取样分析。分析结果见表4 ，从表4 可以看出槽体 内5 个层面的矿浆浓度都在3 0 ％左右，而且各个层 面一7 4 m 矿物的产率都在9 2 ％左右，说明铝土矿 矿浆在其专用浮选机槽体内总体上分布均匀，没有 明显的颗粒分层现象，说明该浮选机运转后悬浮矿 浆能力好，符合设计要求，能够为铝土矿的正浮选 提供有利的浮选环境。 表4槽内不同深度处矿浆粒度分析结果 T a b l e4T h ep a r t i c l es i z ed i s t r i b u t i o no fd i f f e r e n t d e p t hp u l pi nt h ec e l l ，％ 3 ．3 ．4 选矿生产工艺指标 铝土矿正浮选用浮选机组自工业化投产以来， 设备运行可靠，矿浆液面平稳。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 翻花和沉槽现象。选矿厂工艺指标见图2 。 蓬 氇 疃 乏 丑 垲 翠 l35 791 I 取样次数 图2 原矿和精矿指标对比分析 F i g ．2C o m p a r i s o na n a l y s i sb e t w e e nr u n o f - m i n e a n dc o n c e n t r a t e 卜j 啄矿品位；2 - 精矿品位；蝴矿铝硅比；4 精矿铝硅比；下同 2 0 1 2 年第3 期 万方数据 [ 1 ] 沈政昌. 大型充气机械搅拌式浮选机研究[ D ] . 北京 北 京科技大学，2 0 0 7 [ 2 ] 沈政昌. 浮选机发展历史及发展趋势[ J ] . 有色金属（选 矿部分），2 0 1 1 （增刊）3 4 - 4 6 . [ 3 ] 董干国， 刘桂芝. B F - L 型浮选机的研制[ J ] . 稀有金属， 2 0 0 6 ，3 0 1 1 5 - 1 1 8 . [ 4 ] 刘之能， 曹亮， 张跃军， 等. K Y F 磷矿用浮选机研制[ J ] . 有色金属（选矿部分），2 0 1 1 增刊 2 2 0 - 2 2 2 . [ 5 ] L U S h i j i e , S H E N Z h e n g c h a n g , S H I S h u a i x i n g . F o r e i g n a n d D o m e s t i c D e v e l o p m e n t o f F l o t a t i o n E q u i p m e n t f o r P h o s p h a t e R o c k s P r o c e s s i n g [ C ] . 第六届世界选磷大会论 文集, [ 出版地不详] ，2 0 1 1 ，3 . 万方数据