旋流器替代螺旋分級機(jī)在鉬選礦工藝中的應(yīng)用

張光照 夏紅峰 張永濤 王 磊

(1.金堆城鉬業(yè)汝陽有限責(zé)任公司；2.威海市海王旋流器有限公司)

旋流器替代螺旋分級機(jī)在鉬選礦工藝中的應(yīng)用

張光照1夏紅峰1張永濤2王 磊2

(1.金堆城鉬業(yè)汝陽有限責(zé)任公司；2.威海市海王旋流器有限公司)

某2 000 t/d鉬礦選礦廠為實(shí)現(xiàn)資源的綜合開發(fā)利用和規(guī)模化經(jīng)營，對選礦廠選別效果差、陳舊落后的分級設(shè)備進(jìn)行了技術(shù)改造，采用FX400-GT水力旋流器替換了原1段磨礦分級工藝中的FG-20螺旋分級機(jī)。應(yīng)用實(shí)踐證明：改造后解決了1段磨礦工藝中存在的溢流粒度粗、分級效率低等問題，提高了球磨機(jī)的臺時(shí)處理量及磨礦效率，降低了磨礦分級作業(yè)能耗，提高了選別指標(biāo)，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

鉬礦 分級 旋流器 螺旋分級機(jī)

磨礦和分級是選礦廠必不可少的作業(yè)，同樣也是能耗最大的工序環(huán)節(jié)[1]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，磨礦能耗約占選礦廠總能耗的40%～60%，礦物嵌布粒度越細(xì)，要求磨礦粒度越細(xì)，則磨礦能耗越高。而分級和磨礦是一個(gè)相互關(guān)聯(lián)的作業(yè)，分級在磨礦中起著舉足輕重的作用，分級效果的好壞對磨礦機(jī)的工作效率有著直接的影響，同時(shí)對下步選別作業(yè)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)也有著重要的影響[2]。因此，磨礦分級作業(yè)工作狀態(tài)的好與壞，直接關(guān)系到礦山的經(jīng)濟(jì)效益。

目前水力旋流器與螺旋分級機(jī)是選廠中應(yīng)用最為廣泛的濕法分級設(shè)備[3]，螺旋分級機(jī)在選礦工業(yè)中已應(yīng)用數(shù)十年，曾是主要的分級設(shè)備，但是由于其本身存在分級效率較低、循環(huán)負(fù)荷高、礦物過磨、欠磨并存、占地面積大等缺點(diǎn)，慢慢被分級效率更高的旋流器所替代。

某鉬選礦廠通過自主創(chuàng)新和產(chǎn)能技術(shù)升級改造，為了實(shí)現(xiàn)資源的綜合開發(fā)利用和規(guī)?；?jīng)營，選礦廠對選別效果差、陳舊落后的2 000 t/d選礦廠進(jìn)行了設(shè)備技術(shù)改造。其選礦工藝采用1段分級旋流器替代螺旋分級機(jī)，更換部分技術(shù)先進(jìn)、能耗低、自動(dòng)化程度高的大型選礦設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了選礦廠鉬精礦品位達(dá)到55%，鉬回收率達(dá)到88%的技術(shù)指標(biāo)。

1 1段磨礦分級工藝簡介

某鉬礦在生產(chǎn)的有2個(gè)選礦廠，生產(chǎn)能力分別為2 000和5 000 t/d。鉬選礦工藝采用1粗2掃、粗精礦2段再磨、3次精選、2次掃選的工藝流程，其中2 000 t/d選廠1段閉路磨礦原采用2臺φ2 700 mm ×3 200 mm球磨機(jī)與FG-20螺旋分級機(jī)組成閉路循環(huán)。隨著選廠的規(guī)?；a(chǎn)，螺旋分級機(jī)分級效果差、溢流細(xì)度粗、循環(huán)負(fù)荷高等缺點(diǎn)日顯突出，造成精礦品位及回收率均低于設(shè)計(jì)值，已不能滿足選廠提高產(chǎn)能和改善選別指標(biāo)的要求。因此，決定采用旋流器替代螺旋分級機(jī)，對1段磨礦分級進(jìn)行改造，球磨機(jī)與旋流器構(gòu)成閉路循環(huán)，球磨機(jī)排礦用砂泵揚(yáng)送至水力旋流器，一組旋流器對應(yīng)2臺球磨機(jī)的工藝流程。

2 旋流器替代螺旋分級機(jī)在1段磨礦分級工藝中的應(yīng)用

2.1 旋流器的特點(diǎn)

水力旋流器是一種分離非均勻相混合物的分級設(shè)備，由于主要依靠流體產(chǎn)生的離心力場實(shí)現(xiàn)分級與分離，與依靠重力場分級與分離的設(shè)備相比，顯示出以下突出優(yōu)點(diǎn)：

(1)結(jié)構(gòu)緊湊，體積小。這是由于離心力場遠(yuǎn)大于重力場，所以在處理量相同的情況下，物料在旋流器中停留的時(shí)間遠(yuǎn)小于重力分離設(shè)備中進(jìn)行分離時(shí)所需要的分離時(shí)間；另外，由于旋流器是在離心力場中分級，受重力場的影響較小，空間布置更隨意。

(2)水力旋流器內(nèi)產(chǎn)生較高的剪切力，可有效破壞顆粒間的團(tuán)聚，有利于固相顆粒的分級。

(3)易于設(shè)計(jì)、安裝。旋流器結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)備投資少，運(yùn)行成本低，安裝與操作簡便，可通過增減旋流器使用個(gè)數(shù)適應(yīng)不同入料量情況。

2.2 旋流器選型方案

根據(jù)選礦車間每小時(shí)的處理能力、對分級效率和溢流產(chǎn)品要求等條件，對水力旋流器進(jìn)行了選型。選礦車間磨礦回路物料平衡計(jì)算結(jié)果見表1。

表1 磨礦回路物料平衡計(jì)算結(jié)果

注：返砂比為300%，礦石密度為2.7 g/cm3。

由表1可知，2 000 t/d選廠的旋流器處理干礦量為333.22 t/h，礦漿流量為314.79 m3/h，溢流細(xì)度為-0.074 μm 63.52%。根據(jù)處理量及分離粒度，選擇威海市海王旋流器有限公司生產(chǎn)的FX400-GT旋流器，單臺旋流器處理能力為150～ 180 m3/h，采用2臺旋流器用于生產(chǎn)，2臺備用。

2.3 分級指標(biāo)對比

經(jīng)過連續(xù)一段時(shí)間的運(yùn)行，2 000 t/d選礦廠采用FX400-GT旋流器代替FG-20螺旋分級機(jī)進(jìn)行閉路磨礦分級作業(yè)取得了成功，改造前后的生產(chǎn)指標(biāo)對比見表2(球磨機(jī)有效容積為18.31 m3，球磨給礦按-0.074 mm粒級占5%計(jì))。

表2 FX400-GT旋流器與FG-20螺旋分級機(jī)分級技術(shù)指標(biāo)對比結(jié)果

注：球磨排礦、分級返砂及分級溢流細(xì)度均指-0.074 mm粒級含量。

由表2可知，F(xiàn)X400-GT水力旋流器單臺處理量達(dá)到166.61 m3/h，溢流-0.074 mm粒級含量占64.17%，沉砂-0.074 mm粒級含量為11.68%，分級量效率為67.10%，分級質(zhì)效率為54.01%，沉砂濃度為79.68%。與螺旋分級機(jī)相比：①旋流器溢流細(xì)度顯著提高，溢流-0.074 mm粒級含量提高了2.88個(gè)百分點(diǎn)，沉砂夾細(xì)降低了5.9個(gè)百分點(diǎn)，溢流粒度變細(xì)有利于后續(xù)的選別作業(yè)，同時(shí)沉砂夾細(xì)量減少，降低了球磨機(jī)的循環(huán)負(fù)荷，由410.63%降低至269.39%，有助于提高球磨機(jī)產(chǎn)能；②螺旋分級機(jī)的分級質(zhì)效率較差，這是導(dǎo)致磨礦效率低的根本原因，旋流器分級質(zhì)效率提高了18.36個(gè)百分點(diǎn)，分級效果提升明顯；③球磨機(jī)處理能力提高了 5 t/h，磨礦效率提高了0.29 t/(m3·h)，磨礦分級作業(yè)中分級效率的提升提高了球磨機(jī)的磨礦效率，單位處理量條件下降低了能耗，節(jié)約了選礦成本，提高了選廠經(jīng)濟(jì)效益。

綜上所述，1段磨礦分級使用旋流器替代螺旋分級機(jī)，1段分級的溢流濃度、細(xì)度得到大幅提高，提升了球磨機(jī)的磨礦效率，降低了磨礦能耗。同時(shí)為后面選別作業(yè)及2段、3段磨礦創(chuàng)造了良好選別和磨礦條件，使整個(gè)磨礦系統(tǒng)及浮選作業(yè)能耗得到降低，同時(shí)鉬精礦品位及鉬回收率均有提高，為選廠創(chuàng)造了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

為了更好的對比螺旋分級機(jī)與水力旋流器的分級效果，對溢流進(jìn)行了粒度分析，分析結(jié)果見表3。

由表3可知，旋流器溢流中+0.125 mm粒級顆粒含量為14.24%，螺旋分級機(jī)溢流中相應(yīng)粒級顆粒含量為24.12%，高出9.88個(gè)百分點(diǎn)，說明旋流器溢流中影響浮選指標(biāo)的粗粒物料含量少，有利于鉬粗選指標(biāo)的提高；旋流器溢流中-0.074 mm粒級顆粒含量比螺旋分級機(jī)高2.88個(gè)百分點(diǎn)，說明旋流器對細(xì)粒物料的分級效果較好，旋流器溢流中合格粒級含量高，后續(xù)選別指標(biāo)優(yōu)于螺旋分級機(jī)溢流。

表3 螺旋分級機(jī)與旋流器溢流粒度分析對比結(jié)果

3 結(jié) 語

某2 000 t/d鉬選礦廠1段磨礦分級工藝針對存在的問題，通過采用旋流器代替螺旋分級機(jī)解決了螺旋分級機(jī)在1段磨礦工藝中的溢流粒度粗、分級效率低等問題，同時(shí)提高了球磨機(jī)的臺時(shí)處理量及磨礦效率，降低了磨礦分級作業(yè)的能耗，提高了選別指標(biāo)，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

[1] 龐學(xué)詩.水力旋流器理論與應(yīng)用[M].長沙:中南大學(xué)出版社，2000.

[2] 王漪靖，朱永安.金堆城旋流器分級和螺旋分級比較研究[J].有色金屬：選礦部分，2003(6)：36-39.

[3] 駱淑玲.國內(nèi)水力旋流器在一段磨礦中的應(yīng)用[J].有色礦山，1982(2)：29-32.

2015-04-13)

張光照(1968—)，男，副總經(jīng)理，工程師，471200 河南省汝陽縣付店鎮(zhèn)東溝村。