青海某金矿选厂一段分级作业改造实践

青海某金矿选厂一段分级作业改造实践
杨长平;逯登科;李飞
【摘要】青海某金矿选矿厂原一段磨矿—分级作业使用螺旋分级机进行分级,分级效率仅34.84％,底流-0.074 mm含量高达16.31％,大量已单体解离的有用矿物返回磨机再磨,矿浆泥化严重,影响浮选指标,且螺旋分级机故障率高,不利于生产成本的降低,需进行技术改造.固定水力旋流器给矿浓度55.00％、给矿压力0.06 MPa,将原螺旋分级机替换为FX500-4旋流器组,并通过工业试验优化沉砂嘴直径.改造后,一段分级效率提高到46.39％,底流-0.074 mm含量由16.31％降低到10.80％,矿浆泥化现象得到明显改善,节约了浮选药剂成本,金回收率由76.08％提高到
78.82％,一段分级设备运转率提高到92％,综合效益显著.
【期刊名称】《现代矿业》
【年(卷),期】2017(000)012
【总页数】3页(P109-110,114)
【关键词】螺旋分级机;水力旋流器;分级效率;回收率
【作者】杨长平;逯登科;李飞
【作者单位】都兰金辉矿业有限公司;都兰金辉矿业有限公司;青海省第六地质矿产勘查院
【正文语种】中文
螺旋分级机根据矿物固体颗粒大小和密度不同而在矿浆中的沉降速度不同的原理进
行分级[1]。

粗粒级矿物密度较大，沉于槽底形成底流；细粒级矿物密度较小，浮
游在矿浆上层形成溢流，由螺旋推向上部排出，完成机械分级。

水力旋流器最早出现在1891年[2]，但直到1939年Driessen才在荷兰的一座煤矿里将水力旋流器首次用于煤泥水的澄清作业。

进入20世纪50年代后，水力旋流器在世界各地的
选矿厂中得到广泛应用。

我国从90年代开始，掀起了对水力旋流器的研究和开发热潮。

水力旋流器具有分级粒度细、分级效率较高、占地面积小等优点[3]，工作原理[4]
是在一定压力下，矿浆沿切线方向经给矿管给入旋流器内，在旋流器内做回转运动，粗颗粒受到惯性离心力作用较大，被抛到内壁，同时由于自身重力作用而逐渐向下流动由底部沉砂嘴排出，成为底流；细颗粒受离心力作用较小，且密度较小，被朝向中心流动的矿浆带动向上运动，由溢流管排出，成为溢流。

青海某金矿选矿厂使用螺旋分级机进行分级时，机械磨损大、分级效率低，一直制约着选矿厂的发展，因此拟采用水力旋流器代替螺旋分级机进行技术改造，并通过实验室小型试验和工业试验考察旋流器给矿浓度、压力对分级效率的影响，以确定适宜的分级参数。

1 原磨矿—分级作业
青海某金矿选矿厂入选原矿为含砷含碳微细粒蚀变岩型难选金矿，有用矿物嵌布粒度微细。

为使其达到单体解离，磨矿产品-0.074 mm含量要求在85%左右。

原磨矿—分级作业为两段闭路流程。

MQY2736溢流型球磨机与GF-3螺旋分级机构成一段闭路流程，螺旋分级机底流返回一段磨机再磨，溢流进入二段泵池；
MQY2736溢流型球磨机与FX500旋流器组构成二段闭路流程，二段泵池矿浆经FX350水力旋流器分级，底流返回二段磨机再磨，磨矿产品进入二段泵池，溢流
产品进入浮选作业。

磨矿—分级作业流程见图1。

图1 磨矿—分级作业流程
2 磨矿—分级作业指标
考察一段磨矿—分级作业，计算分级效率和返砂比，结果见表1。

表1 一段磨矿—分级作业指标 %溢流细度(-0．074mm)底流细度(-0．074mm)分级效率返砂比52．6816．3134．84330．00
表1表明，螺旋分级机分级效率仅34.84%，底流细度-0.074 mm 16.31%，大量已单体解离的有用矿物无法及时分离出来[5]，返回磨机再磨，在磨矿—分级系统中循环累积，产生大量次生矿泥，对已单体解离的有用矿物形成二次包裹，影响浮选指标，同时增加药剂用量，提高生产成本。

另外螺旋分级机故障率高，设备运转率只有85%左右。

鉴于这一制约因素，选矿厂考虑采用FX500-GT×4型水力旋流器组代替螺旋分级机进行工艺改造[6]。

3 水力旋流器试验
取该选矿厂一段分级泵池矿浆，进行给矿浓度、给矿压力及沉砂嘴尺寸对分级效率的影响试验[7]。

3.1 小型试验
考虑到一段磨矿浓度要求在76%左右，调整矿浆浓度分别为60%、55%、50%，固定细度-0.074 mm 25.01%，通过逐渐提高旋流器给矿泵电机频率开展旋流器分级试验，使用φ12 mm的沉砂嘴考察旋流器给矿浓度和压力对旋流器分级指标的影响，结果见表2。

表2 一段磨矿—分级试验结果给矿浓度/%频率/Hz溢流细度(-0．074mm)/%底流细度(-0．074mm)/%分级效率
/%6013．545．3317．3329．7214．047．5415．2536．3115．053．6114．8839．8915．555．5813．5644．4116．551．2915．1738．175513．54 9．3516．7432．9114．050．2615．6136．5215．054．4314．5741．091 5．556．0312．9046．4416．553．7914．3841．395013．550．0516．21
34．7214．051．1015．0838．3515．055．6814．6641．2615．560．781 3．1947．3716．554．9914．9240．25
从表2可以看出，在一定的给矿浓度下，溢流细度与分级效率均随着给矿泵电机
频率(表征给矿压力)的增加而增大。

当频率超过15.5 Hz，溢流细度与分级效率均
开始明显下降，说明给矿压力较小时，粗颗粒矿物在旋流器内受到的离心力作用较小，粗、细颗粒分离效果较差，分级效率低。

逐渐增加给矿压力，不同粒级的颗粒在旋流器内受到的离心力作用差异性逐渐明显，粗、细颗粒逐渐分离，分级效率增大，溢流细度也有所提高[8]。

给矿电机频率达到15.5 Hz时，分级效率最佳；继
续增大给矿压力，频率过大，旋流器内矿浆流速急剧增加，粗、细颗粒来不及分离就被排出，分级效率明显下降，因此选择适宜的给矿电机频率为15.5 Hz。

在给矿压力相同的条件下，随着给矿浓度的提高，分级效率逐渐减小。

在频率15.5 Hz时，给矿浓度50%和55%时的分级效率相差不大。

为保证一段磨矿浓度，选择适宜的一段水力分级给矿浓度为55%左右。

3.2 工业试验
从实验室小型试验结果可知，一段分级使用水力旋流器，分级效率可从34.84%提高到46.44%。

通过设备选型计算，确定采用FX500-GT×4旋流器组(2用2备)代替原GF-3螺旋分级机进行工业试验，运行平稳后取样分析，结果见表3。

表3 一段分级作业工业试验结果给矿浓度/%频率/Hz旋流器给矿细度(-
0．074mm)/%溢流细度(-0．074mm)/%底流细度(-0．074mm)/%分级效率
/%553021．8755．6514．0337．243221．5860．4812．6143．073421．3 256．5611．6645．203619．6155．6410．0048．113820．6156．4711．6 843．68
表3表明，在不同给矿压力下，一段分级溢流细度-0.074 mm含量虽然都能达到55.00%以上，但给矿压力过小或过大时，底流细度也较大。

随着给矿压力的增加，
分级效率先增大后减小。

工业试验与小型试验结果吻合，选择一段分级适宜的给矿泵电机频率为36 Hz(给矿压力0.06 MPa)，此时分级效率最大，底流细度最小。

4 改造效果
FX500-GT×4型旋流器组(2用2备)代替原GF-3螺旋分级机后，在给矿浓度55%、给矿压力0.06 MPa的条件下进行试运行，发现泵池液位存在稳步下降的趋势。

针对这一问题，将一段旋流器组的1台旋流器沉砂嘴直径由75 mm增加到80 mm，分别选用1台φ75 mm与1台φ80 mm组合、2台φ80 mm组合进行工业试验。

结果表明，水力旋流器采用2台沉砂嘴φ80 mm的组合时，泵池液位稳定，磨矿—分级指标见表4。

表4 改造优化后的一段分级指标 %溢流细度(-0．074mm)底流细度(-0．074mm)分级效率返砂比58．4010．8046．39351．00
表4表明，改造优化后，一段旋流器底流-0.074 mm含量由改造前的16.31%降
低到10.80%，大部分已单体解离的有
用矿物及时进入到后续作业中，浮选指标明显提高。

改造前后浮选指标见表5。

表5 改造前后浮选指标指标原矿品位/(g/t)尾矿品位/(g/t)金精矿品位/(g/t)金回收率/%改造前2．660．6925．9876．08改造后2．450．5626．2878．82
表5表明，改造后，在原矿金品位降低0.21 g/t的前提下，金回收率由改造前的76.08%提高到78.82%，矿浆泥化程度明显降低，金精矿品位也有所提高，且水
力旋流器运转率提高到92%以上。

5 结论
青海某金矿选矿厂在小型试验确定的适宜的给矿浓度55.00%、给矿压力0.06 MPa的条件下，通过将FX500-GT×4旋流器组来代替原一段分级使用GF-3螺旋分级机，并由工业试验优化沉砂嘴直径，完成了磨矿—分级工艺流程的改造，一
段分级效率由34.84%提高到46.39%，底流细度-0.074 mm含量由16.31%降低到10.80%。

改造后，浮选指标得到改善，且因有用矿物泥化程度降低，可浮性提高，增强了与药剂的作用效果，减少了药剂的消耗。

水力旋流器结构简单、维修方便、没有运动部件，故障率较低，使用成本较原螺旋分级机低，设备运转率大大提高，综合效益显著。

参考文献
【相关文献】
[1] 李淑艳.浅析南芬选矿厂水力旋流器替代螺旋分级机的应用实践[J].本钢技术,2009(6):20-22.
[2] 张妍君.高浓度固-液分离水力旋流器结构优化与放大研究[D].北京：中国石油大学(北京)，2010.
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[8] 杨林娜.新型三产品水力旋流器设计与结构优选数值模拟研究[D].兰州：兰州大学，2016.。