转速对高速斜盘分级机分级效率的影响.pdf

8 2 有色金属 选矿部分2 0 1 7 年第3 期 d o i 1 0 ．3 9 6 9 ／j ．i s s n ．1 6 7 1 - 9 4 9 2 ．2 0 1 7 ．0 3 ．0 1 7 转速对高速斜盘分级机分级效率的影响 张玉胜，刘小凯，高尚，于栋 迈安德集团有限公司，江苏扬州2 2 5 1 0 0 摘要重点介绍高速斜盘分级机在中国黄金集团中原矿业有限公司进行的分级试验，并对高速斜盘分级机的分级原 理进行阐述，试验过程中通过调节转速，考察了高速斜盘分级机各产品的产率及粒度变化，分析了转速对高速斜盘分级机内 部离心力场以及分级效果的影响，测定不同转速下底流产品及溢流产品的品位变化。试验结果表明，转速对高速斜盘分级机 分级效率有显著影响，提高转速，分级效率升高，但转速过高，分级效率会降低；高速斜盘分级机的分级粒径低至1 0I x m 以下， 细粒级矿物1 0 耻m 分级具有可行性；高速斜盘分级机在分级过程中兼具有脱泥的特点，可以实现连续作业，解决了当前泥质 矿物影响浮选指标的技术难题。 关键词高速斜盘分级机；分级原理；转速；分级效率 中图分类号T D 4 5 4 ；T D 9 2 1 ．5文献标志码A文章编号1 6 7 1 - 9 4 9 2 2 0 1 7 0 3 - 0 0 8 2 - 0 4 E f f e c to fS p e e do nE f f i c i e n c yo fH i g h - s p e e dI n c l i n e dP l a t eC l a s s i f i e r Z H A N GY u s h e n g ，L I UX i a o k a i ，G A OS h a n g ，Y UD o n g M y a n d eG r o u pC o ．，L t d ．，Y a n g z h o uJ i a n g s u2 2 5 1 0 0 ，C h i n a A b s t r a c t T h i sp a p e rf o c u s e so nc l a s s i f i c a t i o nt e s to fh i g h s p e e di n c l i n e dp l a t ec l a s s i f i e ri nz h o n g y u a nm i n i n g C O ，L T Do fc h i n ag o l dg r o u p ，a n de x p o u n d st h ec l a s s i f i c a t i o np r i n c i p l e ．B ya d j u s t i n gs p e e di nt h ep r o c e s so ft e s t ， t h ec h a n g eo fp r o d u c t i v i t ya n dg r a i ns i z eo fh i g h - s p e e di n c l i n e dp l a t ec l a s s i f i e rp r o d u c t sw a se x a m i n e d ，t h ee f f e c t o f s p e e do nt h ec e n t r i f u g a lf o r c ef i e l d o fh i g h s p e e di n c l i n e dp l a t ec l a s s i f i e ra n de f f i c i e n c yw a sa n a l y z e d ，t h eg r a d e c h a n g eo fo v e r f l o wa n du n d e r f l o wi nd i f f e r e n ts p e e dw a sm e a s u r e d ．E x p e r i m e n t a lr e s u l t ss h o wt h a tt h es p e e dh a sa s i g n i f i c a n ti m p a c to ng r a d i n ge f f i c i e n c yo fh i g h s p e e di n c l i n e dp l a t ec l a s s i f i e r ，i n c r e a s e ds p e e dw i l li m p r o v et h e g r a d i n ge f f i c i e n c yi nac e r t a i ne x t e n t ，b u tt o oh i g hs p e e dw i l lr e d u c et h eg r a d i n ge f f i c i e n c y ；a n dt h eh i g h s p e e d i n c l i n e dp l a t ec l a s s i f i e rc a nb eu s e di nt h ec l a s s i f i c a t i o no ff i n es i z em i n e r a l sb e l o w1 0t x m ，h i g h s p e e di n c l i n e dp l a t e c l a s s i f i e rh a st h ec h a r a c t e r i s t i co fd e s l i m i n gi nt h ep r o c e s so fc l a s s i f i c a t i o n ，c a na c h i e v ec o n t i n u o u so p e r a t i o n ，a n d c a ns o l v et h ec u r r e n tt e c h n i c a lp r o b l e m so ft h ei n f l u e n c eo nf l o t a t i o ni n d e xf r o ma r g i l l a c e o u sm i n e r a l s ． K e yw o r d s h i g h s p e e di n c l i n e dp l a t ec l a s s i f i e r ；c l a s s i f i c a t i o np r i n c i p l e ；s p e e d ；c l a s s i f i c a t i o ne f f i c i e n c y 2 0 世纪9 0 年代，随着国家对细粒复杂难选矿产 资源综合开发与利用战略的实施，越来越多的贫、 细、杂矿石的综合利用给选矿工作者带来了极大的 挑战。处理这类矿石过程中大多需要细磨以达到单 体解离的目的，因此分级成为了选矿工艺中极为重 要的一个准备作业⋯，分级的好坏不但影响磨机的 生产能力，而且直接影响选别作业的精矿品位、回收 率等经济指标心] ，这就对分级技术与设备提出了更 高的要求。 高速斜盘分级机是一种新型离心力分级设 备旧1 ，在高速旋转的离心力场中实现微细颗粒的分 基金项目国家公益性行业专项项目 2 0 1 5 1 1 0 7 1 收稿日期2 0 1 6 - 1 0 1 0修回日期2 0 1 7 - 0 3 - 2 4 作者简介张玉胜 1 9 8 2 ． 男，江苏扬州人，工程师。 级，给选矿工艺的设计带来了技术性的革命，可以有 效实现1 0 m 粒级的分级。4o ，使易泥化矿物经磨矿、 浮选作业后资源有效利用成为可能。 高速斜盘分级机运行过程中矿物颗粒经进料管 进入内置斜板的转鼓组件内部，利用高速旋转产生 的离心力，细颗粒通过转鼓上部的溢流口排出，粗颗 粒经转鼓组件最大直径处安装的喷嘴排出，实现了 连续作业下的微细颗粒高效分级，减少甚至消除 一1 0 斗m 粒级颗粒矿物进入浮选作业，解决了细泥影 响浮选指标的难题。 转速决定了高速斜盘分级机内部离心力场的大 万方数据 2 0 1 7 年第3 期张玉胜等转速对高速斜盘分级机分级效率的影响 8 3 小，而分级效率和粒度组成是衡量高速斜盘分级机 分级性能的重要指标‘5 】，所以本文以分级效率和粒 度组成来衡量转速对高速斜盘分级机分级效率的影 响，结合数据分析转速对高速斜盘分级机分级效率 的影响规律。 1 试验样品及主要设备 试验在河南省三门峡卢氏县中国黄金集团中原 矿业有限公司进行，试验矿石为钨钼矿，矿石密度为 2 ．9g ／c m 3 ，其中钼的主要物相为辉钼矿，氧化率为 2 9 ．1 8 ％，钨的主要物相是钨钼钙矿及少量的白钨 矿。脉石矿物主要是白云石、石英、蛇纹石、滑石、磁 铁矿、方解石、辉石和绿泥石等。滑石、蛇纹石、绿泥 石是影响钼矿浮选的主要脉石矿物，滑石嵌布粒度 较细，而蛇纹石、绿泥石易泥化。 矿石中辉钼矿、白钨矿嵌布粒度均较细，矿石经 过细磨解离后，矿浆中泥质矿物含量高，直接浮选， 浮选粗精矿品位低，浮选成本高。所以考虑对磨矿 后矿浆进行脱泥，以减小泥质矿物、滑石等对浮选的 影响。 脱泥流程为旋流器 高速盘式分级机，旋流器 溢流作为高速盘式分级机的人料，旋流器溢流粒度 小于3 8 斗m ，本试验入料的粒度分析见表1 。 表1试验样品粒度分析 T a b l e1T h eP a n i c l es i z ea n a l y s i so ft e s ts a m p l e ，％ 粒度分析结果可知，试验人料中一1 0 m 产率 高达5 6 ．6 7 ％，而该粒级中钼、钨品位相对较低，所以 分级粒径应在一1 0 “m 左右。试验主要的设备有搅 拌桶、渣浆泵、过滤器、K F J P 4 5 型高速斜盘分级机 试验型 、流量计和P L C 控制系统等。 2 工作原理 高速斜盘分级机工作原理如图1 所示，矿浆从 上部进人高速斜盘分级机转鼓内部，转鼓依靠下部 电机带动转动，转鼓内部有层状叠放的斜盘，斜盘间 距2 6m m 。矿浆经导流管均匀分配经由转鼓底部 到斜盘的外侧，在离心力作用下，根据斯托克斯沉降 定律‘6 1 ，固体颗粒的沉降速度计算公式如下 d 2 p l p 2 g l 趴 式中d 一颗粒直径； P ，一悬浮液中固相密度； p 一悬浮液中液相密度； g 一重力加速度； 弘一悬浮液动力粘度。 而在离心力场中，重力加速度变为离心力加速 度，K F J P 4 5 型高速斜盘分级机的离心加速度高达 5 0 0g ，离心力加快了细粒级颗粒的沉降速度，提高了 分级的速度，增大了设备的处理能力。 底流 入料 图1工作原理图 F i g ．1 T h ec h a no fw o r k i n gp r i n c i p l e 由于颗粒直径的不同，所以粗细颗粒的沉降速 度不同，当颗粒进入斜盘间隙，在离心力、斜向力共 同作用下，粗粒级物料的沉降速度大，最终在斜盘上 表面沉降，沿斜盘表面向转鼓外侧运动，从底流口排 出。细粒级物料的沉降速度小，斜向方向向转鼓轴 运动，最后脱离斜盘间隙，沿轴向向上运动最后经溢 流口排出，这样实现粗细颗粒的分级。 针对单一矿物来说，影响分级粒度的主要因素 是离心加速度，离心加速度计算公式如下 F ∞2 r 2 7 r n ／6 0 2 r 2 式中∞一转鼓角速度； r 一转鼓半径； n 一转鼓转速。 所以转速是影响分级效果的主要因素，因此重 点进行了转速对分级效率影响的试验研究。 3 试验方法 试验流程图如图2 所示，矿样经搅拌桶搅拌制 浆后，用渣浆泵给矿，通过调节变频器来控制给料 量，矿浆流经过滤器除去内部的杂质、异物，高速斜 彳＼＼ 万方数据 8 4 有色金属 选矿部分2 0 1 7 年第3 期 盘分级机进料管段安装有流量计，用以显示进料量， 矿浆经高速斜盘分级机分级后，产品底流和溢流分 别经底流管和溢流管返回搅拌桶，形成循环闭路。 试验过程中高速斜盘分级机参数设置经P L C 控 制柜进行调节，粒度检测样品在底流管和溢流管出 口处取样，样品取出后称取湿重和烘干后重量，从而 测定溢流和底流的浓度。由于样品粒度较细，所以 用激光粒度分析仪M a s e r s i z e r 2 0 0 0 对产品粒度进行 检测分析。 图2 分级试验流程图 F i g ．2 F l o w s h e e to fc l a s s i f i c a t i o nt e s t 4 试验结果与分析 试验给料浓度1 5 ％，图3 为不同转速情况下高 速斜盘分级机底流、溢流产品的产率变化，图4 、图5 是不同转速下，高速斜盘分级机底流、溢流产品中不 同粒级的产率，图6 为转速对高速斜盘分级机分级 效率的影响。 图3 转速对分级产品产率的影响 F i g ．3 E f f e c to ft h es p e e do nt h e p r o d u c t i v i t yo fc l a s s i f i c a t i o np r o d u c t 计算分级效率的方法有几种，本文采用的是目 前常用的方法，具体的公式如下 E [ 1 0 0 d y 卢一d ] ／[ d 1 0 0 一d 卢一y ] 1 0 0 ％ 3 式中O ／，卢，7 分别为该粒级颗粒在给料、溢流、 底流中的含量，以百分数表示。 图4 转速对溢流粒度的影响 F i g ．4 E f f e c to ft h es p e e do nt h e o v e r f l o wp a n i c l es i z e 6 0 5 6 枣5 2 静 较4 8 巅 惫4 4 4 0 3 6 图5转速对底流粒度的影响 F i g ．5 E f f e c to ft h es p e e do n t h eu n d e r f l o wp a r t i c l es i z e 9 0 010 0 011 0 0l2 0 0l3 0 014 0 0l5 0 0 转速／ r m i n I 图6 转速对分级效率的影响 F i g ．6 E f f e c to ft h es p e e do nt h e e f f i c i e n c yo fc l a s s i f i c a t i o n 从图3 到图6 的数据结果可以看出，随着高速 斜盘分级机转速的提高，底流产率增加。这是由于 转速提高使安装在转鼓最大直径处的底流喷嘴的流 体线速度提高，流体流动速度加快；在给料一定的情 况下，物料经分级后先经安装在下部的底流喷嘴排 万方数据 2 0 1 7 年第3 期张玉胜等转速对高速斜盘分级机分级效率的影响 8 5 出，底流流量增加，所以底流产率增加，但底流浓度 会有一定的降低。 转速的提高也在一定程度上提高了分级效率， 在12 0 0r ／m i n 条件下，1 0 斗m 分级效率达到 5 1 ．5 ％，5 斗m 分级效率达4 0 ．3 1 ％，转速继续提高分 级效率有一定的降低，这是因为转速增加直接导致 转鼓内部离心加速度的增加，分级粒径会降低，从图 3 中一5 m 粒级含量的提高可以得出底流中细泥夹 带现象变得严重，导致分级效率的降低。 随着转速的提高，溢流产品的粒度变小，一5 m 含量增加明显，粗颗粒呈缓慢下降趋势，尤其是 1 5 斗m 粒级从7 ．9 5 ％降低至0 ．2 7 ％，保证了回收率；底 流产品中一5 斗m 粒级含量增加是因为转速增加，离 心加速度增加，分级粒径降低，另一方面转速提高， 转鼓内部流场混乱程度加剧，细粒级更容易沉降进 入底流，而底流中粗粒级由于产率的增加，粗粒级含 量略有降低。 对不同转速条件下的底流、溢流产品进行化验 分析，分析结果见表2 。 表2不同转速，分级产品元素分析结果 T a b l e2R e s u l to fe l e m e n ta n a l y s i so fc l a s s i f i c a t i o n p r o d u c ti nd i f f e r e n ts p e e d 从表2 可以得出，转速提高，底流品位先增加后 略降低，与分级效率结果相吻合；而溢流品位呈下降 趋势，主要是细粒级物料含泥多，金属分布率低所 致。在12 0 0r ／m i n 下进行分级试验，底流进入浮选 系统，溢流直接排人尾矿，浮选药剂消耗降低2 0 ％， 处理能力提高1 8 ％，浮选精矿品位提高5 个百分点， 取得了良好的经济指标。 5结论 1 转速对高速斜盘分级机分级效率有显著影 响，增大转速可以提高分级效率，但转速超过12 0 0 r ／m i n ，由于离心力增大，分级粒径降低，分级效率略 有降低；所以要提高高速斜盘分级机的分级效率，要 将转速控制在合适的情况下，以适应工业生产的 需要。 2 高速斜盘分级机的分级粒径低至1 0 m 以 下，1 0I x m 分级效率达到5 1 ．5 ％，解决了微细粒分级 的难题，为当前难选矿物的资源回收利用提供了 可能。 3 高速斜盘分级机的分级过程中兼具有脱泥 的特点，可以实现连续作业，工业机最大处理能力可 达到2 0 0m 3 ／h ，解决了当前泥质矿物影响浮选指标 的技术难题。 参考文献 [ 1 ] 万小金，杜建明．选矿物料分级技术与设备的研究进展 [ J ] ．云南冶金，2 0 1 1 ，4 0 6 1 3 1 7 ． [ 2 ] 魏建民，白学勇．关于磨矿分级一些问题的探讨[ J ] ．现代 矿业，2 0 1 4 ，8 8 2 0 4 - 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