KYF-130m3浮选机在泗洲选矿厂的生产应用

吴扣荣

(江西铜业集团公司德兴铜矿，江西 德兴 334224)

江西铜业集团公司德兴铜矿泗洲选矿厂，由于投产时间早、改扩建次数多，存在摊子大、设备规格小、数量多、设备老化、过程控制差、效益低和能耗高等问题，阻碍了德兴铜矿向效益型高新技术企业的全面发展。泗洲选矿厂目前总生产规模为3.8万t/d处理原矿石量，一段浮选共有7个系列110槽JJF-16m3型浮选机，装备及自动控制水平低。引进北京矿冶研究院研制的KYF-130m3浮选机，维持总生产规模不变，在品位和回收率略有提高的前提下，能耗比同类型浮选机有一定降低。

1 矿石性质

泗洲选矿厂处理的矿石主要为斑岩型和千枚岩型两种类型。两种类型矿石中的矿物基本相同，只是含量多少有些差异。金属矿物以黄铁矿、黄铜矿为主，黝铜矿、辉铜矿、斑铜矿、辉钼矿次之，间有少量的方铅矿和闪锌矿。金的独立矿物为自然金,其次为银金矿。非金属矿物以绢云母和石英为主，绿泥石、长石、方解石、云母、白云母次之。原矿矿物组成分析见表1。

表1 原矿矿物组成分析

2 KYF-130m3浮选机结构特点[1]

KYF-130m3浮选机槽体为圆柱形，槽底为平底型，有效几何面积为130m3；每槽内设有两个圆形泡沫槽和一个泡沫锥，泡沫槽采用周边溢流方式，利用矿浆的自然流动方向，加速泡沫的溢流，内泡沫槽兼有推泡作用，缩短了泡沫的输送距离；叶轮采用高比转数后倾叶片，低阻尼直悬式定子，安装在叶轮周围斜上方，由支脚固定在槽底，有利于粗粒与细粒矿物的回收。具体结构见图1。

图1 KYF-130m3浮选机结构图

3 KYF-130m3浮选机工作原理[2]

浮选机的工作原理是：叶轮旋转时，槽内矿浆从四周经槽底由叶轮下端吸入叶轮叶片间，同时，由鼓风机给入的低压空气经风道、空气调节阀、空心主轴进入叶轮腔的空气分配器中，通过分配器周边的孔进入叶轮叶片间，矿浆与空气在叶轮叶片间进行充分混合后，由叶轮上半部周边排出。排出的矿流向斜上方运动，由安装在叶轮四周斜上方的定子稳定和定向后，进入到整个槽子中。矿化气泡上升到浮选槽表面形成泡沫，泡沫流到泡沫槽中，一部分矿浆返回叶轮区进行再循环，另一部分则通过槽间壁上的流通孔进入下槽进行再选别。

KYF-130m3浮选机流体动力学区域如图2所示。

图2 KYF-130m3浮选机流体动力学区域

浮选机充气量采用自动控制方式，使浮选槽内空气量和分散度达到最佳化；浮选槽内矿浆液位由矿浆液位计检测，输出信号(4～20mA)送给液位控制器，通过液位控制器控制启动调节阀，实现矿浆液位自动控制[3]。

4 KYF-130m3浮选机的应用

4.1 流程结构

KYF-130m3浮选机目前在泗洲选矿厂应用，工艺流程与原使用JJF-16m3型浮选机没有做任何变化，分粗一、粗二、扫一、扫二作业，每个作业有两槽浮选机。生产工艺流程图见图3。

图3 生产工艺流程

4.2 充气分散度

为了验证KYF-130m3浮选机自动充气稳定性，运行过程中，对其进行空气分散度测定，并与原JJF-16m3型浮选机进行对比，见表2。结果表明，KYF-130m3浮选机空气分散好，分散度为7.04，矿浆液面稳定，能形成稳定泡沫层。

表2 JJF-16m3与KYF-130m3浮选机充气量测定结果

4.3 风量与矿浆液位平衡点

生产过程中，粗选、扫选作业有用矿物含量不同，对风量与矿浆液位要求也不一样。2011年1月17日开始至2月4日，在现场寻找风量与矿浆液位平衡点，见表3。通过三轮摸索调整数据发现，粗选风量控制在21～24m3/min、液位控制在480～530mm；扫选风量控制在23～25m3/min、液位控制在540～580mm时，矿浆液面稳定，铜回收率能达到88.16%。

4.4 药剂条件

泗洲选矿厂目前生产的药剂条件为“Mac-12[4]+黄药”联合捕收铜矿物，具体为：Mac-12用量28～30g/t，黄药用量20g/t。

对KYF-130m3浮选机药剂进行试验，试验结果如表4。试验数据为：Mac-12用量30g/t、黄药用量20g/t时，铜回收率为88.64%；Mac-12用量28g/t、黄药用量20g/t时，铜回收率为88.35%。结果表明，我厂目前用药条件能满足大型浮选机药剂用量，不需要特殊药剂方案。

4.5 生产应用对比

为了进一步验证KYF-130m3浮选机的选别性能，对其进行全流程考查，各作业产率、各粒级回收情况与原JJF-16m3浮选机进行对比，分别见表5、表6。数据表明，130m3浮选机与16m3浮选机相比，各作业产率除粗精矿产率稍稍偏大外，其他各产率均偏小，循环量减少有利于有用矿物二次富集；KYF-130m3浮选机对粗粒级+120目回收效果较差以外，其他粒级回收率均较高，充分说明130m3具有良好浮选性能。

4.6 生产指标

KYF-130m3浮选机使用后，2011年1～11月铜生产指标见表7。数据表明，在原矿处理能力略有提高前提下，一段选铜回收率比原JJF-16m3高0.4个百分点，充分说明大型浮选机使用对生产指标没有影响，特有的叶轮与定子结构有利于有用矿物的分选。

4.7 节能降耗

KYF-130m3浮选机与JJF-16m3浮选机能耗数据见表8。数据表明，在相同作业条件下，130m3浮选机每处理1t矿石可节约电耗1.44kWh。而且130m3浮选机取代16m3浮选机后，浮选机台数减少，减少了设备备件消耗，方便了维修，节约了维修费用，降低工人劳动强度。

表3 液位与风量匹配范围表

表4 药剂试验结果

表5 各作业产率对比/%

表6 各粒级回收率对比/%

表7 铜作业指标对比/%

表8 电耗对比

5 结论

通过对KYF-130m3在现场近一年的应用情况，得到如下结论：

1) KYF-130m3浮选机工艺性能稳定，在生产过程中，尤其在矿石性质突变的情况下，设备仍运行平稳，泡沫层稳定，没有翻花现象；搅拌力强，矿浆流向稳定；槽内矿粒分布均匀，没有分层现象；槽内没有死区，没有矿浆沉积现象；充气量与液位可根据矿石性质变化通过自动控制系统做任意调整，能够很好控制泡沫层厚度，空气分散均匀，其浮选动力学性能能满足大型浮选机要求。

2) KYF-130m3浮选机回收率较高，但对粗粒级选别效果稍差。在组织生产时，为了进一步提高选铜回收率，抓磨矿质量，保证有更多的合格溢流产品进入浮选作业。

3) 浮选机台数减少，电耗有了不同程度下降，生产成本大幅下降。由于设备大型化，减少了备件消耗，方便了维修，节约了维修成本，大大降低了工人劳动强度。

4) 由于KYF-130m3浮选机对粗粒级浮选不理想，接下来需进一步优化工艺流程，通过对KYF-130m3浮选机悬浮特性研究，确定不同搅拌强度对各个粒级回收效果的影响；优化浮选机转速、叶轮和定子规格，提高对粗粒级的回收。

[1] 北京矿冶研究总院. KYF-130m3浮选机操作维护手册[M].2010.

[2] 史帅星，罗时军，杨丽君，等. 200m3超大型充气机械搅拌式浮选机工业试验研究[J]. 有色金属：选矿部分，2009(3)：34-37.

[3] 沈政昌. 200m3超大型充气机械搅拌式浮选机设计与研究[J].有色金属，2009(2)：100-103.

[4] 钟宏. 新型捕收剂Mac-12提高德兴铜矿铜金钼选矿指标的工业实践：中国，00111743[P].2007-01-08.