新型旋流器在磨矿分级回路中的应用.pdf

5 6 有色金属 选矿部分2 0 1 1 年第4 期 D o I 1 0 ．3 9 6 9 ，j ．i s s n ．1 6 7 l 一9 4 9 2 ．2 0 l1 ．0 4 ．1 4 新型旋流器在磨矿分级回路中的应用 刘恒柏，周於成，朱江 湖北三鑫金铜股份有限公司，湖北黄石4 3 5l o o ．摘 要新型旋流器依靠调控进料颗粒空间预排列和调整分级空间大小两项新技术，使颗粒在进料腔体内实现了从外 到内、由粗至细的排列，增大了粗、细颗粒分别进入底流和溢流的几率，有效提高了分级效率，并在分级区内减小了紊流 程度，降低r 能量消耗。在江西铜业集团两个选矿厂的丁业应用表明，同等丁况条件下，相比进口旋流器，获得分级溢流 产品一7 4 斗m 含量提高2 ％一3 ％、分级质效率提高5 ％的生产指标。在湖北三鑫金铜选矿厂的工业应用中验证了其优良的分 级性能。 关键词预排列；分级空间；旋流器 中图分类号1 D 4 5 4文献标识码B文章编号1 6 7 l 一9 4 9 2 2 0 1 1 0 4 5 6 0 2 A p p l i c a t i o no fAN e wH y d r o c y c l o n ei nG r i n d i n g 柚dC l a S s i f y i n gC i r c l l i t 删H e 叼6 反，z 日0 【厂№h e 叼，Z Ⅲ7 ．m n 叼 ㈣反S n 眦讥G D z d ＆C o p p e rC D ．L 磁，日】崛n 驴m 胁{ 4 3 5 j D D ，呖z ，l 面 A b s t r a c t B ym e a n so ft w o n e wt e c h n o l o 西e so fr e g u l a t i n ga n dc o n t m l l i n gt h ed i m e n s i o n a l p r e a l 培n m e n to ft h ef e e d i n gg r a i na n da d j u s t i n gt h ec l a s s i f i c a t i o ns p a c es i z e ， t h eg r a i n si nt h ef e e d i n gc a v i t yo f t h en e wk i n do fh v d r o c y c l o n ea r ep u ti ns e q u e n c ef 如mt h eo u t s i d et oi n s i d ea n df 而mt h ec o a r s et ot h ef i n e g r a i n s ．P m b a b i l i t i e so ft h ec o a r s ea n d6 n e 擘耳a i n si nt I l e u n d e d l o wa n do v e m o wr e s p e c t i v e l y a r e 翔陀a t l y i m p r o v e da n dt h ec l a s s i 6 c a t i o ne m c i e n c va r eI e m a r k a b l ye n h a n c e d ． I na d d i t i o n ， t h et u r b u l e n tn o wi nt h e c l a s s i f i c a t i o nr e g i o ni sd i m i n i s h e da n dt h ee n e r 霉Ⅳ c o n s u m p t i o ni sI e d u c e d ． I ti ss h o r w ni nt h ei n d u s t I i a l a p p l i c a t i o n sa tt w om i n e r a lp m c e s s i n gp l a n t si nJ i a n 铲iC o p p e rG r o u pt h a t 7 4 斗mc o n t e n ti nt h eo V e d l o wa r e i n c r e a s e db v2 ％～3 ％a n dt h ec l a s s i f i c a t i o ne m c i e n c yi si n c r e a s e db y5 ％u n d e rt h es a m eo p e r a t i o nc o n d i t i o n s c o m p 面n gw i t ht h ei m p o r t e d h v d r o c y c l o n e s ．T h ee x c e U e n tc l a s s i 6 c a t i o np e I f ．0 瑚a n c e so ft h i sh y d I D c y c l o n ea r e v e r i f i e di ni n d u s t r i a la p p l i c a t i o n si nH u b e i ’sS a n x i nG o l d C o p p e rM i n e r a JP m c e s s i n gP l a n t ． 1 【e yw o r d s p r e - a l i g n m e n t ；c l a s s i f i c a t i o ns p a c e ；h y i I r o c y c l o n e 1问题的提出 磨矿分级作业是矿物加工过程中的重要工艺环 节，茬整个选矿厂生产过程中占有举足轻重的地 位，旋流器作为主要分级设备，其分级效率的高低 将直接影响球磨机的磨矿效率、磨矿系统的能耗、 分级出矿浆的质量以及后续精矿产品的品位和回收 率。在典型的闭路磨矿分级系统中，由于传统旋流 器分级效率偏低，将对整个磨矿工艺带来了以下几 方面影响 1 球磨机利用系数低； 2 沉砂夹 细易过磨，影响有用矿物的回收率； 3 循环负 收稿日期2 0 l l 一0 1 一l l 作者简介刘恒柏 1 9 7 1 一 男，湖北黄石人，高级工程师。 荷偏大，导致进料浓度高，系统能耗大，且泵、管 道、旋流器的磨损加剧。 如何有效提高旋流器分级效率是解决这些长期 制约选矿厂经济技术指标问题的关键。威海市海 王旋流器有限公司开发的一种新型旋流器，在江西 铜业集团两个选矿厂的工业应用表明，同等工况 条件下，相比进口旋流器，获得分级溢流产品 一7 4 斗m 含量提高2 ％。3 ％、分级质效率提高5 ％ 的生产指标，并具有分级能耗低的优点。在湖北 三鑫金铜选矿厂的工业化应用中验证了其优良的 分级性能。 万方数据 2 0 1 1 年第4 期刘恒柏等新型旋流器在磨矿分级回路中的应用 5 7 2 旋流器设计 2 ．1 进料体结构 为了提高旋流器的分级性能，人们把研究重点 集中在进料口形式和柱锥结构形式两方面。先后推 出了切线形、渐开线形、弧线型、螺旋线形、同心 圆形以及多管对称等进料形式，所有这些设计，其 进料颗粒在进料管断面上基本上属于均匀分布，没 有考虑将物料颗粒在进料管中进行预分级，即没有 调控进料颗粒空间预排列。然而，最新的研究表 明，如果颗粒在进入旋流器本体之前，能够依靠预 沉降作用被甩到靠近旋流器本体外壁一侧，则颗粒 进入旋流器后的分离效率将会得到提高，海王旋流 器有限公司的技术人员根据以上理论重新设计了旋 流器的进料体结构，实现了进料颗粒预先排列的效 果。图1 展示出颗粒在新型进料体结构和传统结构 断面上的排列效果。 l a b 图1新型进料体结构与传统结构断面上的颗粒排 列效果 F i g ． 1N e wf e e d i n gs Ⅱu c t u r ea n dg r a i na I T a n g I I l e n t o ns e c t i o no ft 1 - a d i t i o n a 】s t n l c n l r e 2 ．2 柱段结构 旋流器的柱段是一个有益于固相颗粒分离的有 效分级空间，分级空间的大小对于分级效果和分级 能耗影响很大。海王旋流器有限公司的技术人员通 过C F D 模拟研究分级空间大小与切向速度之间的 关系发现，当柱段高度较小时，在溢流管外围的环 形空间，切向速度沿径向的变化不大，而在锥体部 分，在溢流管外置的竖直断面上，切向速度明显增 大；而当柱段高度逐渐增加后，断面上的切向速度 逐渐变弱。 研究表明，增大分级空间可延长流体在分级机 内的停留时间，提高分离效率和减小分离粒度，但 同时也增加了能量消耗。因此，通过分离效率和能 量消耗之间的关系我们找到了二个适合分级的最佳 柱段高度。 2 ．3 锥体角度 对于旋流器锥体角度的设计，大量的工业化应 用数据表明，适合一段闭路磨矿分级旋流器的最佳 锥角一般是2 0 0 ，对于细粒级分级的旋流器的锥体 角度一般都采用1 0 0 或者多角度的组合锥，而用于 高岭土等超细粒级分级的旋流器锥体角度会更小。 3 现场性能比较 采用两项新技术开发的旋流器对比传统旋流 器，在分级效率和能量消耗方面有了较大的提高， 在选矿厂的磨矿分级作业中得到了应用，主要优势 体现在溢流产品粒级组成、磨矿效率、有用矿物回 收率以及使用寿命等方面指标的改善。 堡 咖 托 b 皿器 妪 图2 应用于选矿厂的D 6 1 0 旋流器对比指标 F i g ．2 I n d e xc o m p a r i s o no fD 6 1 0h y d r o c y c l o n e a p p l i e di nm i n e r a lp r o c e s s i n gp l a n t 4 结论 1 磨矿分级作业中，旋流器的作用在于提高磨 机的生产率，并得到粒级组成更加合理的溢流产品。 2 新型旋流器采用调控进料颗粒空间预排列 和调整分级空间大小两项技术，在分级效率、分级 能耗、组成磨矿分级系统的磨机磨矿效率、磨矿功 耗等指标，较进口旋流器得到了明显的提高。 3 现场的生产数据显示，该旋流器较进口旋流 下转第5 5 页 万方数据 2 0 1 1 年第4 期杨丽君等超声波对浮选柱选钼过程中细粒尾矿再选的试验研究5 5 6 0 ．o o 堡 咖4 0 ．0 0 如 2 0 ．0 0 3 83 8 2 52 5 粒级，仙m 口有超声一无超声 图7 有无超声作用精矿粒度分析 F i g ．7G r a d i n ga n a l y s i so fc o n c e n t r a t ew i t h ，w i t h o u t u l t r a s o u n d 由图5 、图6 可以看出原矿与尾矿的各粒级粒 度变化微小，而图7 的精矿与其相比却有了明显改 变。有超声作用时精矿中 3 8 斗m 矿物要比原矿高 2 0 ．2 2 ％，而一2 5 仙m 则减少了1 9 ．2 9 ％。对于无超声 作用下也有这种趋势，但是变化幅度明显小于有超 声作用时。即无超声作用时精矿中 3 8 斗m 矿物比 原矿仅高了2 ．7 3 ％，一2 5 m 则只减少了6 ．8 7 ％。 一3 8 2 5 斗m 粒级矿物，超声波有无均影响不大。 据此可知超声波作用增强了大粒矿物的可浮性，具 有明显的去泥效果。 3 结论 由本研究可以得出以下结论 1 通过正交分析可以得出一组影响钼选矿效 率的超声波因素最佳序列浮选段 中段 、强度 1 ．4A 、时间 1 0m i n 、频率 4 0k H z ，同时 由各因素的方差分析可知这一序列对选矿效率的影 响并不十分显著。 2 超声波作用对精矿中钼的平均品位没有影 响，而精矿中硫的品位明显上升，说明超声波增强 了硫化物的可浮性。 3 超声波作用后的精矿 3 8 斗m 矿粒量明显增 加，同时一2 5 “m 矿粒量明显减少，且与无超声条 件对比效果显著，说明超声具有较好的去泥效果。 研究发现超声波对硫化矿石的影响显著，本次 试验所选的辉钼矿即属于硫化矿，然而由于矿石中 还含有黄铁矿、黄铜矿等其它硫化矿物，使得浮选 过程不仅辉钼矿得到了上浮，其它硫化矿物也随之 浮出，使得钼的品位并没有因超声波的加载而发生 明显变化。通过上述结论可知超声波技术可用于对 硫化物矿物浮选过程的进一步研究与开发。 参考文献 [ 1 ] 胡熙庚．有色金属硫化矿选矿[ M ] ．北京冶金工业出版 社．1 9 8 7 1 3 6 一1 4 1 ． [ 2 ] 冯若．超声手册[ M ] ．南京南京大学出版社，1 9 9 9 5 5 0 ． [ 3 ] 康文泽，胡军．物理调节法对矿物浮选的影响[ J ] ．洁 净煤技术，2 0 0 4 ，1 0 4 2 l 一2 3 ． [ 4 ] 陈经华，孙传尧．超声波清洗对方铅矿、闪锌矿和黄铁 矿可浮性的影响[ J ] ．矿冶，2 0 0 5 ，1 4 4 1 3 一1 6 ． [ 5 ] s 幽kG ，0 z k a n ，H a l i tz ，K u ”m c u ．I n v e s t i g a t i o n o f m e c h a I l i s mo fu l t m s o u n donc o a l n o t a t i o n[ J ] ． I n t ．J ． M i n e r ．P m c e s s ，2 0 0 6 ，8 l 2 0 1 2 0 3 ． 【6J 灿凶c hC ， F e n gD ．E c to f u l t r a s o n i cp r e c o n d i t i o n i n g o fp u l po nt } I en o 乞a t i o n0 fs u l p h i d eo r e s [ J ] ．M i n e r a I s E n g i n e e r i n g ，1 9 9 9 ，1 2 6 7 0 6 ． [ 7 ]Q iB c ， A l d r i c hc ．E 任b c to fu l t r a s o n i ct r e a t m e n to n z i n cr e Ⅲo v a l舶Ⅲ h y d r o x i d ep r e c i p i t a t e sb y d i s s o l V e d a i rn o t a t i o n [ J ] ．M i I l e r a l sE n g i I l e e 血g ，2 0 0 2 ，1 5 1 1 0 9 1 】11 、 仓 仓 介 仓 仓 仓 仓 仓 岔 命 命 岔 岔 岔 金 岔 命 命 仓 仓 个 仓 仓 岔 岔 令 岔 命 命 命 仓 命 岔 信 上接第5 7 页 器可实现分级溢流产品一7 4 斗m 含量提高2 ％～3 ％， 分级质效率提高5 ％。 4 磨矿分级系统的任务是把尽可能多的颗粒 数量磨至符合工艺要求的所需粒度，而产生的相关 费用最低，采用高效低耗的分级新设备更符合现 场提出的运行可靠性、设备兼容性、电耗低等方面 的生产要求。因此，该产品具有广泛的推广空间和 市场价值，能为矿山企业带来理想的经济和社会 效益。 参考文献 [ 1 ] 褚良银，陈文梅．旋转流分离理论[ M ] ．北京冶金工业 出版社，2 0 0 2 ． [ 2 ] 刘培坤．水力旋流器浓缩性能试验研究[ J ] I 矿业快报， 2 0 0 0 1 1 4 _ 1 5 ． [ 3 ] 袁运洪．国外选矿中水力旋流器的应用实践[ J ] ．金属矿山． 1 9 8 4 9 4 5 _ 4 9 ． [ 4 ] 刘培坤．一种新型水力旋流器在工业实践中的应用[ J ] ． 金属矿山，2 0 0 4 z 3 2 2 3 2 4 ． 万方数据