旋流器替代螺旋分级机在钼选矿工艺中的应用

张光照 夏红峰 张永涛 王 磊

(1.金堆城钼业汝阳有限责任公司；2.威海市海王旋流器有限公司)

旋流器替代螺旋分级机在钼选矿工艺中的应用

张光照1夏红峰1张永涛2王 磊2

(1.金堆城钼业汝阳有限责任公司；2.威海市海王旋流器有限公司)

某2 000 t/d钼矿选矿厂为实现资源的综合开发利用和规模化经营，对选矿厂选别效果差、陈旧落后的分级设备进行了技术改造，采用FX400-GT水力旋流器替换了原1段磨矿分级工艺中的FG-20螺旋分级机。应用实践证明：改造后解决了1段磨矿工艺中存在的溢流粒度粗、分级效率低等问题，提高了球磨机的台时处理量及磨矿效率，降低了磨矿分级作业能耗，提高了选别指标，经济效益显著。

钼矿 分级 旋流器 螺旋分级机

磨矿和分级是选矿厂必不可少的作业，同样也是能耗最大的工序环节[1]。据统计，磨矿能耗约占选矿厂总能耗的40%～60%，矿物嵌布粒度越细，要求磨矿粒度越细，则磨矿能耗越高。而分级和磨矿是一个相互关联的作业，分级在磨矿中起着举足轻重的作用，分级效果的好坏对磨矿机的工作效率有着直接的影响，同时对下步选别作业经济技术指标也有着重要的影响[2]。因此，磨矿分级作业工作状态的好与坏，直接关系到矿山的经济效益。

目前水力旋流器与螺旋分级机是选厂中应用最为广泛的湿法分级设备[3]，螺旋分级机在选矿工业中已应用数十年，曾是主要的分级设备，但是由于其本身存在分级效率较低、循环负荷高、矿物过磨、欠磨并存、占地面积大等缺点，慢慢被分级效率更高的旋流器所替代。

某钼选矿厂通过自主创新和产能技术升级改造，为了实现资源的综合开发利用和规模化经营，选矿厂对选别效果差、陈旧落后的2 000 t/d选矿厂进行了设备技术改造。其选矿工艺采用1段分级旋流器替代螺旋分级机，更换部分技术先进、能耗低、自动化程度高的大型选矿设备，实现了选矿厂钼精矿品位达到55%，钼回收率达到88%的技术指标。

1 1段磨矿分级工艺简介

某钼矿在生产的有2个选矿厂，生产能力分别为2 000和5 000 t/d。钼选矿工艺采用1粗2扫、粗精矿2段再磨、3次精选、2次扫选的工艺流程，其中2 000 t/d选厂1段闭路磨矿原采用2台φ2 700 mm ×3 200 mm球磨机与FG-20螺旋分级机组成闭路循环。随着选厂的规模化生产，螺旋分级机分级效果差、溢流细度粗、循环负荷高等缺点日显突出，造成精矿品位及回收率均低于设计值，已不能满足选厂提高产能和改善选别指标的要求。因此，决定采用旋流器替代螺旋分级机，对1段磨矿分级进行改造，球磨机与旋流器构成闭路循环，球磨机排矿用砂泵扬送至水力旋流器，一组旋流器对应2台球磨机的工艺流程。

2 旋流器替代螺旋分级机在1段磨矿分级工艺中的应用

2.1 旋流器的特点

水力旋流器是一种分离非均匀相混合物的分级设备，由于主要依靠流体产生的离心力场实现分级与分离，与依靠重力场分级与分离的设备相比，显示出以下突出优点：

(1)结构紧凑，体积小。这是由于离心力场远大于重力场，所以在处理量相同的情况下，物料在旋流器中停留的时间远小于重力分离设备中进行分离时所需要的分离时间；另外，由于旋流器是在离心力场中分级，受重力场的影响较小，空间布置更随意。

(2)水力旋流器内产生较高的剪切力，可有效破坏颗粒间的团聚，有利于固相颗粒的分级。

(3)易于设计、安装。旋流器结构简单，设备投资少，运行成本低，安装与操作简便，可通过增减旋流器使用个数适应不同入料量情况。

2.2 旋流器选型方案

根据选矿车间每小时的处理能力、对分级效率和溢流产品要求等条件，对水力旋流器进行了选型。选矿车间磨矿回路物料平衡计算结果见表1。

表1 磨矿回路物料平衡计算结果

注：返砂比为300%，矿石密度为2.7 g/cm3。

由表1可知，2 000 t/d选厂的旋流器处理干矿量为333.22 t/h，矿浆流量为314.79 m3/h，溢流细度为-0.074 μm 63.52%。根据处理量及分离粒度，选择威海市海王旋流器有限公司生产的FX400-GT旋流器，单台旋流器处理能力为150～ 180 m3/h，采用2台旋流器用于生产，2台备用。

2.3 分级指标对比

经过连续一段时间的运行，2 000 t/d选矿厂采用FX400-GT旋流器代替FG-20螺旋分级机进行闭路磨矿分级作业取得了成功，改造前后的生产指标对比见表2(球磨机有效容积为18.31 m3，球磨给矿按-0.074 mm粒级占5%计)。

表2 FX400-GT旋流器与FG-20螺旋分级机分级技术指标对比结果

注：球磨排矿、分级返砂及分级溢流细度均指-0.074 mm粒级含量。

由表2可知，FX400-GT水力旋流器单台处理量达到166.61 m3/h，溢流-0.074 mm粒级含量占64.17%，沉砂-0.074 mm粒级含量为11.68%，分级量效率为67.10%，分级质效率为54.01%，沉砂浓度为79.68%。与螺旋分级机相比：①旋流器溢流细度显著提高，溢流-0.074 mm粒级含量提高了2.88个百分点，沉砂夹细降低了5.9个百分点，溢流粒度变细有利于后续的选别作业，同时沉砂夹细量减少，降低了球磨机的循环负荷，由410.63%降低至269.39%，有助于提高球磨机产能；②螺旋分级机的分级质效率较差，这是导致磨矿效率低的根本原因，旋流器分级质效率提高了18.36个百分点，分级效果提升明显；③球磨机处理能力提高了 5 t/h，磨矿效率提高了0.29 t/(m3·h)，磨矿分级作业中分级效率的提升提高了球磨机的磨矿效率，单位处理量条件下降低了能耗，节约了选矿成本，提高了选厂经济效益。

综上所述，1段磨矿分级使用旋流器替代螺旋分级机，1段分级的溢流浓度、细度得到大幅提高，提升了球磨机的磨矿效率，降低了磨矿能耗。同时为后面选别作业及2段、3段磨矿创造了良好选别和磨矿条件，使整个磨矿系统及浮选作业能耗得到降低，同时钼精矿品位及钼回收率均有提高，为选厂创造了显著的经济效益。

为了更好的对比螺旋分级机与水力旋流器的分级效果，对溢流进行了粒度分析，分析结果见表3。

由表3可知，旋流器溢流中+0.125 mm粒级颗粒含量为14.24%，螺旋分级机溢流中相应粒级颗粒含量为24.12%，高出9.88个百分点，说明旋流器溢流中影响浮选指标的粗粒物料含量少，有利于钼粗选指标的提高；旋流器溢流中-0.074 mm粒级颗粒含量比螺旋分级机高2.88个百分点，说明旋流器对细粒物料的分级效果较好，旋流器溢流中合格粒级含量高，后续选别指标优于螺旋分级机溢流。

表3 螺旋分级机与旋流器溢流粒度分析对比结果

3 结 语

某2 000 t/d钼选矿厂1段磨矿分级工艺针对存在的问题，通过采用旋流器代替螺旋分级机解决了螺旋分级机在1段磨矿工艺中的溢流粒度粗、分级效率低等问题，同时提高了球磨机的台时处理量及磨矿效率，降低了磨矿分级作业的能耗，提高了选别指标，经济效益显著。

[1] 庞学诗.水力旋流器理论与应用[M].长沙:中南大学出版社，2000.

[2] 王漪靖，朱永安.金堆城旋流器分级和螺旋分级比较研究[J].有色金属：选矿部分，2003(6)：36-39.

[3] 骆淑玲.国内水力旋流器在一段磨矿中的应用[J].有色矿山，1982(2)：29-32.

2015-04-13)

张光照(1968—)，男，副总经理，工程师，471200 河南省汝阳县付店镇东沟村。