大型化水力旋流器設備在鉛鋅選廠的應用

湯作錕， 姜程陽， 季安坤， 宋 瑞， 初福棟

(1.內蒙古多金集團扎蘭屯國森礦業， 內蒙古 扎蘭屯 162682； 2.威海市海王旋流器有限公司， 山東 威海 264204)

1 前言

水力旋流器作為選廠分級設備的重要一環，發展方向為技術規格向兩極化發展，也就是既向大型化發展又向小型化發展[1-3]。經過試驗模擬及現場對比，放大旋流器直徑有利于旋流器設備分級效率的提升及處理能力的提高[4-5]。

為明確大型化旋流器在實際生產應用中的使用效果及改善試驗選廠的生產指標，在位于內蒙古的某鉛鋅礦選廠進行了大型化水力旋流器的改造試驗。

該鉛鋅選廠目前查明礦石量2 327萬t，鉛金屬量31.87萬t、鋅金屬量133.47萬t、銀金屬量2 410.61t。礦床成因類型為中低溫熱液接觸交代矽卡巖型礦床，開采銀鉛鋅混合礦- 硫化礦石[6]，開采回采率98.7%。選廠規模為5 000t/d，選礦回收率為鉛90.60%、鋅90.78%、銀90.50%，礦產資源綜合利用率97.63%。

現場改造前使用海王FX500型號旋流器，該旋流器直徑500mm，處理能力140～240m3/h，分離粒度74～200μm；改造后擬使用海王大型化FX660型號旋流器，該旋流器直徑660mm，處理能力260～450m3/h，分離粒度74～200μm。

2 對比試驗前情

2.1 現場工藝

該鉛鋅選廠有2個系列，改造系列在其中一個系列系統進行，現場選別工藝采用一段閉路磨礦分級，設計單系列處理量2 880t/d(約120t/h)，使用溢流型球磨機作為磨礦設備，型號為MQY4051，使用水力旋流器作為分級設備，型號為FX500- GT×4，破碎后的礦物通過運輸皮帶給入球磨機，球磨機排礦進入旋流器給礦泵池，由渣漿泵打入旋流器分級，旋流器溢流進入浮選前的攪拌槽，旋流器沉砂返回磨機再磨。詳細工藝流程如圖1所示。

2.2 現場數據分析及存在問題

為明確試驗前現場生產情況及存在問題，在現場正常生產周期內，針對現場一系列進行取樣，取樣結果平均值見表1。

圖1 一段磨礦流程

表1 原現場指標取樣表

以其中幾批數據為基礎，進行旋流器給礦及兩項產物的全粒級分析，結果見表2。

表2 各粒級產率組成

從上可以看出，現場磨分系統循環負荷達到了462.25%，分級質效率45.47%。磨礦循環負荷偏高而分級效率偏低，主要原因為磨機排礦細度較粗，現使用的小型FX500旋流器分級效率偏低，溢流粒級組成不合理。

3 大型化后的設備與原設備的對比試驗

3.1 試驗過程及數據

由于現有處理量下磨機排礦細度粗，導致磨礦循環負荷高，計劃通過旋流器的大型化減少循環負荷，提高分級效率。現使用FX660旋流器替代原三臺FX500旋流器，以期達到降低循環負荷、提高分級效率的目的。

使用一臺FX660旋流器與現場一臺泵連接，另外FX500×3機組與一臺泵連接，在同樣臺時及條件下，通過切換運行泵的方式，對比兩種旋流器數據，對各項指標分別采取匯總樣，兩組旋流器對比運行時，處理臺時量均為115t/h，FX660- GX- B旋流器運行1臺，FX500- GX旋流器運行3臺，數據對比結果見表3。

由以上對比數據分析：

(1)分級效率：調試后FX660旋流器平均分級質效率49.73%、量效率60.94%，FX500旋流器平均分級質效率44.58%、量效率54.58%，FX660旋流器質效率提高了5.15%，量效率提高了6.36%。

(2)循環負荷：調試后FX660旋流器平均循環負荷402.43%，FX500旋流器平均456.36%，循環負荷降低了53.93%。

表3 數據對比表

(3)溢流粒級篩析：調試后FX660旋流器平均-200目53.50%，-400目含量37.79%，+60目含量13.38%；FX500旋流器平均-200目54.34%，-400目含量38.09%，+60目含量13.67%；溢流粒級篩析-400目含量減少0.3%，+60目含量減少0.29%。

(4)沉砂夾細：調試后FX660旋流器平均-200目8.52%，FX500旋流器平均-200目9.91%，FX660旋流器-200目降低了1.39%。

3.2 改造后的成果優勢

通過設備改造。取得的成果及優勢有以下幾個方面。

1)指標方面

(1)大型化設備分級效率更高，返砂比更低，有助于現場提產增效。

(2)運行臺數減少及分級效率的提高，使管路簡化及管路磨損程度降低，整體運行費用降低。

(3)經濟效益顯著提升。

①精礦回收率增加：FX660旋流器溢流粒級篩析-400目含量減少0.3%，+60目含量減少0.29%；鑒于浮選試驗-9μm以下、+60目粒級為難浮粒級，根據難選粒級品位核算，鉛回收率增加0.000 443%，鋅回收率增加0.005 32%；

②處理能力增加： FX660循環負荷降低了53.93%，通過計算和實際生產可知，球磨機臺效增加2t/h；

③由于循環負荷降低，磨機功耗改善，年電費降低13.6萬元。

2)現場維護操作方面

(1)設備大型化后，整體占地面積更小。

(2)使用“單泵對單旋流器”的連接工藝，提高操作便利性。

(3)原3臺設備更換為1臺，操作便利性增加，維護勞動成本降低。

(4)閥門、底流口等易損耗件數量減少，整體維護費用降低。

4 結論

通過對大直徑旋流器與小直徑旋流器的分級效果對比，結果表明針對該鉛鋅選廠的現場實際生產情況，大直徑旋流器較小直徑旋流器具有分級效率高、循環負荷低等特點，同時“單泵對單旋流器”的連接方式的應用，提高了操作的便利性，減少了損耗件的使用數量，也為水力旋流器設備在現場的大型化應用提供了思路與數據指導方向。