戰(zhàn)大鵬

摘要：銅業(yè)公司的浮選作業(yè)采用充氣機(jī)械攪拌浮選機(jī)。長(zhǎng)期生產(chǎn)實(shí)踐表明，該設(shè)備故障率高，制約了礦山的生產(chǎn)。將原有側(cè)充氣方改為頂脹法，大大降低了設(shè)備故障率，軸承和空心軸的使用壽命分別提高了170%和43%。

關(guān)鍵詞：浮選機(jī);機(jī)械攪拌;空心軸;充氣式

1、前言

本文試圖解決分級(jí)浮選系統(tǒng)工業(yè)應(yīng)用所引起的問(wèn)題。設(shè)備效率低下和粒度不明會(huì)導(dǎo)致第一次浮選的原料不足和第二次浮選的原料過(guò)多。水力旋流器的分級(jí)技術(shù)已應(yīng)用于分級(jí)過(guò)程，浮選柱用于第二次浮選。結(jié)合實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行了一系列測(cè)試，以驗(yàn)證上述技術(shù)。結(jié)果表明，如果用后續(xù)設(shè)備將粗，細(xì)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(jí)設(shè)備，操作更加靈活，也用于浮選分級(jí)的過(guò)程中;如果我們專注于回收而不是分離，則分級(jí)粒度應(yīng)該是準(zhǔn)確的，因此應(yīng)使用高效的分級(jí)設(shè)備。同時(shí)，為了消除細(xì)泥的影響，還應(yīng)考慮進(jìn)行除泥。與常規(guī)浮選機(jī)相比，作為第二浮選設(shè)備的浮選柱具有收率高，灰分低，完善指數(shù)高的優(yōu)點(diǎn)。還應(yīng)考慮進(jìn)行脫泥。與常規(guī)浮選機(jī)相比，作為第二浮選設(shè)備的浮選柱具有收率高，灰分低，完善指數(shù)高的優(yōu)點(diǎn)。

2、存在的問(wèn)題

充氣機(jī)械攪拌式浮選機(jī)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(nèi)回收礦物顆粒。在單個(gè)設(shè)備中，細(xì)粉和粗顆粒的收集在單獨(dú)的環(huán)境中進(jìn)行。細(xì)顆粒在高剪切曝氣機(jī)中與氣泡接觸，而粗顆粒在流化床中的溫和環(huán)境中被氣泡捕獲。使用常規(guī)試劑套件在實(shí)驗(yàn)室單元中以分批、連續(xù)模式進(jìn)行測(cè)試。分析數(shù)據(jù)，并在逐個(gè)大小的基礎(chǔ)上建立速率常數(shù)。間歇和連續(xù)模式的速率常數(shù)是一致的。它們被用來(lái)預(yù)測(cè)一系列類似電池的性能。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，使用四個(gè)串聯(lián)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(jī)的粗石顆粒拒絕，從而減少了準(zhǔn)備清潔回路的二次磨的負(fù)荷。估計(jì)可以節(jié)省大約40%的磨削能源和介質(zhì)的運(yùn)營(yíng)成本。

充氣機(jī)械攪拌式浮選機(jī)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(wú)需進(jìn)一步脫水。該測(cè)試程序揭示了許多有趣的特征，這些特征與進(jìn)料中銅的分布（按尺寸）有關(guān)，并且與無(wú)限停留時(shí)間下最大回收率（取決于粒徑）有關(guān)，將在下面進(jìn)行描述。充氣機(jī)械攪拌式浮選機(jī)在實(shí)際應(yīng)用中存在一下問(wèn)題：

①軸承當(dāng)壓力為0時(shí)，滑動(dòng)腔與充氣腔連通。25兆帕高壓進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入充油室時(shí)，軸承潤(rùn)滑室內(nèi)的潤(rùn)滑脂會(huì)被高壓風(fēng)吹走高壓風(fēng)中夾帶的雜質(zhì)進(jìn)入軸承，使軸承內(nèi)部零件的摩擦磨損增加，最終導(dǎo)致軸承燒損和壽命延長(zhǎng)縮短，設(shè)備故障率增加，限制生產(chǎn)運(yùn)行;

②空心軸底部有4個(gè)長(zhǎng)50毫米寬20毫米的充氣孔，形成一個(gè)空心軸強(qiáng)度降低，當(dāng)荷載過(guò)大或重荷載開始時(shí)，容易出現(xiàn)空心軸斷裂;

③浮選機(jī)發(fā)生事故停堆期間，由于葉輪突然停止形成局部負(fù)壓，泥漿下降水流進(jìn)入空心豎井曝氣孔，未及時(shí)排出的泥漿形成結(jié)堵塞，堵塞空心軸充氣孔，恢復(fù)時(shí)間長(zhǎng)，不易清除。

3、解決措施

3.1將原空心軸設(shè)計(jì)成充電風(fēng)道通孔

對(duì)原空心軸進(jìn)行充電風(fēng)道設(shè)計(jì)，主風(fēng)缸移動(dòng)到空心頂部，軸承潤(rùn)滑空腔與充氣室分離，空心軸與風(fēng)管的連接口由軸中間向頂部移動(dòng)，防止高壓風(fēng)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(xì)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(dòng)，而不是與它們碰撞。通過(guò)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(guī)浮選機(jī)中，由葉輪產(chǎn)生的湍流在系統(tǒng)中產(chǎn)生渦流。渦流中心的氣泡旋轉(zhuǎn)得很快，在離心力的作用下，粗大的顆粒分離。結(jié)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(guò)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(fā)現(xiàn)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(fēng)直接進(jìn)入空心軸，節(jié)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(xù)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(wú)需周圍顆粒的支撐。與機(jī)械浮選機(jī)相比，流化床中的湍流水平非常低，因此環(huán)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(shí)踐中，礦物顆粒的含量很少均勻。有價(jià)值的礦物通常分布在整個(gè)母巖中。當(dāng)巖石破裂時(shí)，將存在粒度分布。一些顆粒可能會(huì)被完全釋放，僅由有價(jià)值的礦物質(zhì)組成。其他顆?？赡苁怯袃r(jià)值的礦物質(zhì)和脈石的復(fù)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(dāng)?shù)那闆r下，部分釋放的顆粒仍可能被氣泡捕獲。但是，當(dāng)有價(jià)值的礦物顆粒比碎石的顆粒小得多時(shí)，其中的一些可能會(huì)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(huì)被氣泡捕獲，它們會(huì)丟失到尾礦中。被包裹的有價(jià)值的礦物顆粒的比例很可能會(huì)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(gè)礦物晶體的尺寸，所有顆粒都會(huì)在一定程度上釋放出來(lái)，因此可以通過(guò)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(dá)到一定尺寸為止，在該尺寸上將封裝一些有價(jià)值的晶體。因此，對(duì)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(guò)浮選實(shí)現(xiàn)總回收，而在其之上，無(wú)限浮選時(shí)間的回收率開始下降。關(guān)鍵無(wú)限浮選時(shí)間的回收率開始下降。關(guān)鍵無(wú)限浮選時(shí)間的回收率開始下降。關(guān)鍵包封粒徑是礦石的特征。

3.3提高空芯棒強(qiáng)度

空芯棒強(qiáng)度提高，平均使用壽命延長(zhǎng)43%左右;通過(guò)浮選處理粗顆粒的情況受到經(jīng)濟(jì)和技術(shù)因素的驅(qū)動(dòng)。如果存在可以提供較高回收率的粗顆粒的技術(shù)，則不將礦石粉碎或磨成細(xì)小尺寸即可進(jìn)行浮選，從而節(jié)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(shù)的局限性。另一個(gè)重要因素是尾礦的粒度，這在脫水以及確定固體過(guò)程中流失的水中起至關(guān)重要的作用。由過(guò)度研磨引起的具有高煤泥含量的細(xì)尾礦比粗尾礦更難以脫水。浮選機(jī)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(chǎn)品，無(wú)需進(jìn)行進(jìn)一步處理即可將其堆疊。結(jié)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(lái)的空心軸充氣孔改為直孔，使充氣孔減小堵塞時(shí)疏浚困難。進(jìn)料進(jìn)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(guò)程中將更細(xì)小的顆粒從床上洗脫下來(lái)液體，在柱頂附近排出。流化液循環(huán)到塔底。使用在線曝氣機(jī)將空氣引入循環(huán)系統(tǒng)，這有兩個(gè)目的：（a）將氣流分散成直徑為300-400?m的非常細(xì)小的氣泡;（b）使氣泡和淘析的細(xì)小顆粒在強(qiáng)烈剪切的區(qū)域內(nèi)相互接觸，這使得氣泡捕獲顆粒的可能性很高。加氣的循環(huán)流返回到塔的底部。隨著其上升，細(xì)小氣泡在流化床的溫和環(huán)境中與粗疏水顆粒接觸。由于在床中沒(méi)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(jié)

在葉輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和附加充氣方法的改進(jìn)后，高了浮選效率，降低了浮選機(jī)的功耗，減少了部件的研磨損失大，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

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