充氣機械攪拌式浮選機存在的問題及解決措施

戰大鵬

摘要：銅業公司的浮選作業采用充氣機械攪拌浮選機。長期生產實踐表明，該設備故障率高，制約了礦山的生產。將原有側充氣方改為頂脹法，大大降低了設備故障率，軸承和空心軸的使用壽命分別提高了170%和43%。

關鍵詞：浮選機;機械攪拌;空心軸;充氣式

1、前言

本文試圖解決分級浮選系統工業應用所引起的問題。設備效率低下和粒度不明會導致第一次浮選的原料不足和第二次浮選的原料過多。水力旋流器的分級技術已應用于分級過程，浮選柱用于第二次浮選。結合實際應用進行了一系列測試，以驗證上述技術。結果表明，如果用后續設備將粗，細顆粒分開，則顆粒度的模糊度是可以接受的，采用篩分彎曲，旋液分離器等分級設備，操作更加靈活，也用于浮選分級的過程中;如果我們專注于回收而不是分離，則分級粒度應該是準確的，因此應使用高效的分級設備。同時，為了消除細泥的影響，還應考慮進行除泥。與常規浮選機相比，作為第二浮選設備的浮選柱具有收率高，灰分低，完善指數高的優點。還應考慮進行脫泥。與常規浮選機相比，作為第二浮選設備的浮選柱具有收率高，灰分低，完善指數高的優點。

2、存在的問題

充氣機械攪拌式浮選機可以在從浮選的下限到上限（取決于礦石的釋放特性）的較大粒度范圍內回收礦物顆粒。在單個設備中，細粉和粗顆粒的收集在單獨的環境中進行。細顆粒在高剪切曝氣機中與氣泡接觸，而粗顆粒在流化床中的溫和環境中被氣泡捕獲。使用常規試劑套件在實驗室單元中以分批、連續模式進行測試。分析數據，并在逐個大小的基礎上建立速率常數。間歇和連續模式的速率常數是一致的。它們被用來預測一系列類似電池的性能。已經發現，使用四個串聯的電池電路，將有可能獲得99%以上的銅回收率。大約80%的飼料被粗磨機的粗石顆粒拒絕，從而減少了準備清潔回路的二次磨的負荷。估計可以節省大約40%的磨削能源和介質的運營成本。

充氣機械攪拌式浮選機輸送兩條尾礦流，其中一條已在流化床中除泥。它可以以較高的固體含量從電解槽中抽出，適用于干式堆放而無需進一步脫水。該測試程序揭示了許多有趣的特征，這些特征與進料中銅的分布（按尺寸）有關，并且與無限停留時間下最大回收率（取決于粒徑）有關，將在下面進行描述。充氣機械攪拌式浮選機在實際應用中存在一下問題：

①軸承當壓力為0時，滑動腔與充氣腔連通。25兆帕高壓進風口進入充油室時，軸承潤滑室內的潤滑脂會被高壓風吹走高壓風中夾帶的雜質進入軸承，使軸承內部零件的摩擦磨損增加，最終導致軸承燒損和壽命延長縮短，設備故障率增加，限制生產運行;

②空心軸底部有4個長50毫米寬20毫米的充氣孔，形成一個空心軸強度降低，當荷載過大或重荷載開始時，容易出現空心軸斷裂;

③浮選機發生事故停堆期間，由于葉輪突然停止形成局部負壓，泥漿下降水流進入空心豎井曝氣孔，未及時排出的泥漿形成結堵塞，堵塞空心軸充氣孔，恢復時間長，不易清除。

3、解決措施

3.1將原空心軸設計成充電風道通孔

對原空心軸進行充電風道設計，主風缸移動到空心頂部，軸承潤滑空腔與充氣室分離，空心軸與風管的連接口由軸中間向頂部移動，防止高壓風和泥漿污染軸承染色，使軸承平均使用壽命提高170%左右;由于微粒的慣性很小，因此超細顆粒的浮選速度很慢，因此它們傾向于在浮選槽中的氣泡周圍移動，而不是與它們碰撞。通過使用較小的氣泡或較高的剪切速率，可以提高這些顆粒的收集速率。相反，粗顆粒的回收受到高剪切的不利影響，并且在常規浮選機中，由葉輪產生的湍流在系統中產生渦流。渦流中心的氣泡旋轉得很快，在離心力的作用下，粗大的顆粒分離。結果表明保持能量耗散的重要性速率，即剪切速率，最小，以幫助粗粒在浮選過程中保持附著在氣泡上。粗顆粒浮選的最佳條件將是低剪切速率的那些條件，例如在流化床中發現的條件。

3.2消除氣室和氣孔

空心軸消除了氣室和氣孔，高壓風直接進入空心軸，節省了去充氣室和充氣孔，充氣量增加15%;將待處理的礦石引入塔中，在該塔中存在連續的垂直水或泥漿流，其大小足以將床中的粗顆粒彼此提起，而無需周圍顆粒的支撐。與機械浮選機相比，流化床中的湍流水平非常低，因此環境有利于保留已附著在氣泡上的疏水性礦物粗顆粒。在浮選實踐中，礦物顆粒的含量很少均勻。有價值的礦物通常分布在整個母巖中。當巖石破裂時，將存在粒度分布。一些顆粒可能會被完全釋放，僅由有價值的礦物質組成。其他顆粒可能是有價值的礦物質和脈石的復合物，其中表面部分由疏水性礦物組成，而其余部分為親水性脈石。在適當的情況下，部分釋放的顆粒仍可能被氣泡捕獲。但是，當有價值的礦物顆粒比碎石的顆粒小得多時，其中的一些可能會被完全包封或封裝在石顆粒中。在任何情況下，封裝的顆粒都不會被氣泡捕獲，它們會丟失到尾礦中。被包裹的有價值的礦物顆粒的比例很可能會隨著碎石粒度的增加而增加。如果頂部研磨的尺寸非常小，大約等于巖石中單個礦物晶體的尺寸，所有顆粒都會在一定程度上釋放出來，因此可以通過浮選捕集。但是，隨著頂部研磨物尺寸的增加，釋放的可能性將降低，直到達到一定尺寸為止，在該尺寸上將封裝一些有價值的晶體。因此，對于特定的礦石，存在臨界研磨尺寸，在該臨界尺寸以下，可以通過浮選實現總回收，而在其之上，無限浮選時間的回收率開始下降。關鍵無限浮選時間的回收率開始下降。關鍵無限浮選時間的回收率開始下降。關鍵包封粒徑是礦石的特征。

3.3提高空芯棒強度

空芯棒強度提高，平均使用壽命延長43%左右;通過浮選處理粗顆粒的情況受到經濟和技術因素的驅動。如果存在可以提供較高回收率的粗顆粒的技術，則不將礦石粉碎或磨成細小尺寸即可進行浮選，從而節省了研磨能量。然后，礦石的釋放特性可以確定浮選的頂部尺寸，而不是浮選技術的局限性。另一個重要因素是尾礦的粒度，這在脫水以及確定固體過程中流失的水中起至關重要的作用。由過度研磨引起的具有高煤泥含量的細尾礦比粗尾礦更難以脫水。浮選機去泥漿的形式輸送大部分尾礦，容易脫水形成易于干燥的產品，無需進行進一步處理即可將其堆疊。結果是減少了脫水步驟的占地面積，并顯著減少了尾礦中水分的流失。

3.4將原空心軸充氣孔改為直孔

改造之后，將原來的空心軸充氣孔改為直孔，使充氣孔減小堵塞時疏浚困難。進料進入垂直柱，在此處遇到上升的液體流。較稠密的顆粒沉降在塔底，在那里被上升的液體流化。在流化過程中將更細小的顆粒從床上洗脫下來液體，在柱頂附近排出。流化液循環到塔底。使用在線曝氣機將空氣引入循環系統，這有兩個目的：（a）將氣流分散成直徑為300-400?m的非常細小的氣泡;（b）使氣泡和淘析的細小顆粒在強烈剪切的區域內相互接觸，這使得氣泡捕獲顆粒的可能性很高。加氣的循環流返回到塔的底部。隨著其上升，細小氣泡在流化床的溫和環境中與粗疏水顆粒接觸。由于在床中沒有湍流，所以粗顆粒保持附著在氣泡上，并向上帶入泡沫層。

4、總結

在葉輪結構設計和附加充氣方法的改進后，高了浮選效率，降低了浮選機的功耗，減少了部件的研磨損失大，經濟效益顯著。

參考文獻

[1]東灘選煤廠浮選系統工藝改造及優化[J].焦士慶，韓文閣，孟旭，張峰.科技視界.2016（13）

[2]高濃度浮選技術的發展與應用[J].姚明釗，李強，張躍軍，史帥星.現代礦業.2016（04）

[3]大型浮選機分體式槽體焊接工藝研究[J].潘鑫.有色設備.2016（02）