攀西某选厂选钛浮选动力学特性研究

谭世国，樊学赛，蒋仁东，罗荣飞

（1.攀钢集团矿业有限公司,四川 攀枝花 617112；2.北矿机电科技有限责任公司,北京 100160）

0 引言

钒钛磁铁矿是支撑钒钛产业发展的重要资源，我国已探明钒钛磁铁矿资源储量超过100 亿t[1]，其中攀西地区钛资源储量（以TiO2计）6.01 亿t，占全国总储量的90.54%[2]。攀西地区的钛资源主要以钛铁矿（FeTiO3）形式存在，钛铁矿中的TiO2理论含量为52.63%，是提取钛和二氧化钛的主要矿物[3]。近年来，随着钒钛磁铁矿选矿技术的发展，形成了钒钛磁铁矿铁、钛金属分步回收的原则流程，首先应用磁选的方法，阶磨阶选回收强磁性的铁，再利用浮选或重选的方法回收选铁尾矿中具有弱磁性的钛铁矿，由于重选方法的局限性，浮选法回收钛铁矿已在攀钢密地选钛厂、攀钢白马选钛厂、龙蟒选矿厂、太和铁矿等攀西地区主要矿山应用多年。强磁-浮选流程逐渐成为攀西地区钒钛磁铁矿选钛的最佳工艺流程[3-4]，该流程结构简单，钛铁矿的回收指标更易保证。

然而，长期以来，有关钛铁矿浮选装备的研究比较欠缺，常规浮选装备对钛铁矿浮选表现出诸多不适应性。钛铁矿浮选流程具有粒度粗、比重大、浓度高、产率大、中矿返回量大等特点，同时，对于钛铁矿浮选工艺及专用装备的基础理论研究不足，导致常规浮选机容易出现沉槽、流程不畅、粗颗粒回收率低和捕收剂消耗量大的问题。

对医生抗生素相关知识来源进行统计发现，教材是医生最主要的抗生素知识来源；其次是培训、药品说明书和用药指南，如政府指导文件、医院合理用药指南等，具体情况见图1。

针对攀西某选厂粗粒浮选系统钛铁矿浮选过程，笔者通过浮选机的充气量、悬浮能力、气泡负载能力测试，研究了钛铁矿浮选机动力学特性，为钛铁矿浮选过程的优化设计提供支撑。

1 浮选动力学关键参数和考察方法

攀西某选厂粗粒浮选系统中浮选设备为容积16 m3的充气机械搅拌式浮选机（包括吸浆槽和直流槽），浮选流程包括一次粗选、两次扫选和两次精选。入浮干矿量120 t/h，浮选浓度：约为60%，给矿粒度：-0.074 mm 粒级占30%,入浮钛（TiO2）品位：约18%，精矿（TiO2）品位：约46.7%。

研究发现，镁能够减少急性心肌梗塞(AMI)患者心源性休克的发生率，此外，在给一些慢性缺血性心脏病和心力衰竭患者静脉注射氧化镁，给镁后体循环和肺循环血管阻力明显降低，平均动脉压和肺动脉压下降，而左右心室充盈压未受影响。这种血流动力学效应使得心脏后负荷减轻，因而可以改善心肌的氧供/需关系。

图1 排水取气法Fig.1 Collecting air by draining water

图2 充气量测试点示意Fig.2 Measurement position of air flowrate in horizontal plane

浮选机的气泡负载（L）是指矿浆相中单位体积气泡携带的矿物颗粒的质量[6]，即气泡携带矿物的总质量m和气泡的总体积V的比值，L=m/V。气泡负载主要用来表征矿浆相中气泡对矿物颗粒的负载能力，它一方面可以反映药剂对矿化过程的作用，另一方面可以揭示浮选机内流体动力学环境对矿化的影响。通过特制的气泡负载取样器，测试前取样器内充满水，并在水中滴加与浮选同等比例的起泡剂，矿化气泡从取样器底部开口处进入取样器内，上升至取样器上部的圆柱体容器后破碎矿物颗粒脱落，同时，圆柱形容器外接真空泵，抽吸容器内的空气并计量空气的体积流量。测试完成后，称重取样器内取出的矿物质量。气泡负载测试在浮选机内不同深度进行，如图3 所示。

图3 气泡负载率测试示意Fig.3 Diagram of bubble loading measurement

选取粗选第1 槽在矿浆相中取样研究泡沫负载特性，获取粘附到气泡上颗粒的粒度组成和品位分布，评估粗粒矿物能否粘附并被气泡带到矿浆交界面。溢流堰下1 000、700、350、200 mm，共取4 个深度，对泡沫取样结果进行粒度筛析，计算泡沫负载，考察矿物矿化效果，矿浆中4 个深度取样的品位和气泡负载率数据如表2 所示。结果表明，矿化气泡从距溢流堰深度1 000 mm 运动到200 mm 的过程中，携带的矿物品位几乎不变，除去700 mm 深度的气泡负载数据，其它三个深度的气泡负载也相当。因此，可初步说明粗选第一槽矿化气泡运动至距溢流堰深度1 000 mm 比较稳定，矿物颗粒粘附在气泡上较难脱落，1 000～200 mm 的过程品位基本不变，有用矿物没有出现明显的再次富集。

图4 深槽取样示意Fig.4 Diagram of deep sampling

2 钛浮选动力学特性分析

2.1 浮选机的充气量和空气分散度

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空气分散度η是表征浮选机内空气分散均匀程度的参数，是浮选机叶轮定子气体分散功能的重要评价参数。浮选机内均匀的空气分布有利于气泡与矿物颗粒更充分的接触，有效增加气泡-颗粒碰撞概率，从而提高浮选效率。

充气量Jg是指每平方米浮选机液面上每分钟逸出的空气体积，它是表征浮选机充气能力的量度，会直接影响浮选速率，它是工业生产中最常用的浮选机动力学参数之一。浮选机充气量测试方法为排水取气法[5]，如图1 所示。对粗扫选每台浮选机考察充气量，选择充气量测试选择浮选机横截面6 个测试点，测试位置如图2 所示。

利用排水取气法对不同作业的浮选机的充气量和空气分散度进行了测试[6]。结果表明，钛粗选充气量0.16～0.23 m3/(m2·min)，钛扫选一作业充气量0.41～0.51 m3/(m2·min)，精选作业充气量0.32 m3/(m2·min)。

表1 充气量和空气分散度测试结果Table 1 Test data for air flowrate and air dispersion

2.2 矿浆相泡沫负载能力分析

矿浆悬浮是指矿浆中的矿物颗粒所达到的悬浮状态，它直接影响矿物颗粒与药剂的混合效果，颗粒与气泡的碰撞概率，浮选机内充分的矿物悬浮是获得良好浮选指标的前提条件。通常，可以使用虹吸法从浮选机中不同深度取样[7]，分析浓度分布和粒度组成，表征浮选机内颗粒的悬浮能力。浮选机深槽取样共有6 个深度的取样点，如图4 所示。

在实际工作过程中，竖向预应力一般采取螺纹钢筋模式，螺纹钢筋主要控制在25mm之内。实际施工过程中，需要对钢筋进行铁皮管保护工作，埋设铁皮管，将预应力钢筋插入其中，再采用螺丝固定，保障预应力钢筋始终处于密封稳定的状态中，减少漏浆情况的产生。另一方面，通过控制张拉端，在张拉端的末端对钢筋进行控制。预应力钢筋在下料过程中，首先需要采取砂轮对钢筋进行切割，避免电焊方式可能造成的损坏。大多数情况下，油表误差需要控制在2%以内，伸张量的误差不能超过1%，生长量的测量数据需要根据千斤顶上的转动表进行最终数值的确定。

表2 气泡负载分布Table 2 Data for bubble loading distribution

2.3 浮选机矿浆悬浮能力测试

粗选第1、4 槽浮选机内矿浆浓度分布见表3，两槽均存在较为明显的分层现象，即距溢流堰1 500 mm 以下矿浆浓度相差不大，随着距溢流堰深度减小，浓度明显下降。粗一第1 槽浮选机距溢流堰1 000～2 200 mm 范围品位相差不大，在15%左右，与给矿品位相当。距溢流堰500 和200 mm 矿浆中矿物品位就可达到33%。粗一第4 槽规律与第1 槽相同，只是由于第4 槽给矿品位较低，整体品位都很低。

表3 浮选机内浓度分布Table 3 Data of concentration distribution in flotation cell

3 结论

1) 利用排水取气法对不同作业的浮选机的充气量和空气分散度进行了测试。钛粗选充气量0.16～0.23 m3/(m2·min)，钛扫选一作业充气量0.41～0.51 m3/(m2·min)，精选作业充气量0.32 m3/(m2·min)。直流槽浮选机空气分散度明显优于吸浆槽浮选机。因此，为提高浮选过程对空气的利用效率，钛铁矿浮选流程应在满足流程需求的前提下，尽可能降低吸浆槽的使用数量。

2) 矿化气泡从距溢流堰深度1 000 mm 运动到200 mm 的过程中，携带的矿物品位几乎不变，气泡负载基本相当。因此，可初步说明粗选第一槽矿化气泡运动至距溢流堰深度1 000 mm 比较稳定，矿物颗粒粘附在气泡上较难脱落，1 000～200 mm 的过程品位基本不变，有用矿物没有出现明显的再次富集，目的矿物在距溢流堰1 000 mm 范围内主要由气泡携带回收，矿化气泡携带矿物的TiO2品位远高于矿浆中TiO2品位。

3) 浮选机内悬浮能力考查表明存在较为明显的浓度分层现象，即距溢流堰1 500 mm 以下矿浆浓度相差不大，随着距溢流堰深度减小，浓度明显下降。高浓度粗粒级钛铁矿浮选过程，浮选机内矿浆浓度难以实现均匀悬浮。适当改善浮选机内浓度分布，即提高上部槽体区域的浓度，将矿物颗粒输送至槽体内更高的区域，有望提高矿物回收率。