史帅星-680立方米大型浮选机的研制
两种浮选柱矿物选别工艺特性分析
2009年第6期··收稿日期：2009-08-14作者简介：罗时军（1968-），男，湖北公安人，高级工程师。
罗时军1，谢捷敏1，夏敬源2（1.江西铜业集团公司，江西德兴335424；2.云南磷化集团公司，昆明650600）两种浮选柱矿物选别工艺特性分析摘要：KYZ-B 型浮选柱和旋流—静态微泡浮选柱（FCSM C ）都是近年来在选矿实践中应用较多的浮选柱机型。
近年来正在向铁矿反浮选、磷化工、钾盐选矿、油污废水处理和废纸脱墨等领域发展。
两种机型虽然都属于柱形浮选设备，但两者在柱体结构、气泡发生方式、矿化方式、自动控制技术、溢流堰的泡沫负荷和能耗等方面存在较大不同。
文中对比阐述两种类型的浮选柱在以上六个方面各自特点，同时分析了两种类型浮选柱在不同矿物选别工艺上的差别，为两种浮选柱的选型使用提供依据。
关键词：浮选柱；对比分析；选型中图分类号：TD456文献标识码：A 文章编号：1671-9492（2009）06-0041-05KYZ-B 型浮选柱是北京矿冶研究总院在近40年技术积累的基础上开发的一种浮选柱［1］，自2002年研究成功后，在实际生产中得到了越来越广泛的应用。
该浮选柱的结构主要由高压空气气源、柱体、给矿系统、气泡发生系统、液位控制系统、泡沫喷淋水系统等构成，如图1。
其工作原理［2］是空气压缩机作为气源，高压气体经总气管分配到各个充气器由空气直接喷射产生气泡，从柱体底部缓缓上升，经过专有气泡弥散稳流装置后，很快在浮选柱柱截面分散均匀；矿浆由距顶部柱体约1/3处给入，经给矿器分配后，缓慢向下流动，矿粒与气泡在柱体中逆流碰撞，被附着到气泡上的有用矿物，上浮到泡沫区，经过二次富集后产品从泡沫槽流出。
未矿化的矿物颗粒随矿流下降经尾矿管排出。
液位的高低和泡沫层厚度由液位控制系统进行调节。
旋流—静态微泡浮选柱（FCSMC ）由中国矿业大学研制成功，首先在煤泥浮选领域获得成功应用，其后向多个领域扩展［3］。
流态化浮选技术概述
人认为泡沫浮选难于对 100μm 以上的粗颗粒矿物发挥作用，常规泡沫浮选针对硫化矿的适 宜粒度范围为 100～7μm[10-13]。1993 年，Schulze 在静态分选环境下，得出浮游粒度上限公 式[14,15]；
1
D
max
=
3 2
g
LG
sin
ωsin (ω
Dρ g
+
θ
)
（1.1）
式中
γLG—液/气界面张力（N∙m-1）；
流态化浮选技术概述
沈政昌 1,2，罗世瑶 1,2，杨义红 1,2，史帅星 1,2 （1.北京矿冶科技集团有限公司 矿物加工科学与技术国家重点实验室，北京 100160； 2.北矿机电科技有限责任公司 北京市高效节能矿冶技术装备工程技术研究中心，北京 100160）
摘要：本文首先分析了粗颗粒矿物难以浮选的原因，主要介绍了流态化技术以及该技术 在粗颗粒选矿中的应用，同时总结了矿物分选领域流态化浮选设备，分析了该技术以及设备 的发展趋势和方向。
30%-40%，降低药剂的用量，同时降低脱水作业的难度。因此，有色金属矿分选领域流态化 浮选技术以及设备的研究具有现实意义。
1 粗颗粒概述
矿物适宜浮选粒度具有上、下限，最佳粒度范围之外的矿物，可浮性和选择性都会变差。
粗粒级矿物与常规粒级矿物具有不同的浮选特性，因质量大，惯性大，粗颗粒矿物易在强紊
流浮选环境中脱落，且粗颗粒矿物易于在浮选机空间区域内产生浓度差异，与常规粒级矿物
Technology，Beijing 100160，China； 2. BGRIMM Machinery and Automation Technology Co.，Ltd.，Beijing Engineering Research
高浓度浮选技术的发展与应用
高浓度浮选技术的发展与应用姚明钊;李强;张跃军;史帅星【摘要】High concentration flotation can increase the collision probability between air bubbles and mineral grains,enhance the adhesion effects,and increase flotation speed,saving the cost of rea-gents and water consumption,but much high pulp concentration will affect dispersion of bubbles in solu-tion,deteriorate flotation environment.Influence of pulp density on flotation process was analyzed.Ap-plication of high concentration flotation technology was summarized.Development and application practice of high concentration flotation equipment such as flash flotation machine,hydraulic sorting machine,se-ries flotation column were mainly introduced.Strengthening the research on flotation mechanism and spe-cial equipment of high concentrationflotation,application of high concentration flotation technology on routine flotation process and fine mineral flotation will be the development direction of the technology.%高浓度浮选可增大气泡和矿物颗粒的碰撞概率，强化黏附，进而提高浮选速度、节约药剂成本和用水量，但浓度过大会影响气泡在矿浆中的分散，恶化浮选环境。
680立方米大型浮选机的研制
a 4V b4
沈政昌，大型浮选机研究，2007
第七届全国选矿设备及自动化技术学术会议
2.2“相对浅槽化”&“矿浆定向流动"技术思路
对等流场技术：实现相对浅槽化，提高运输区高度， 降 低泡沫向上运输距离，减小目的矿物脱落概率，从而增 强粗粒级矿物回收。
矿浆定向流技术：加强叶轮循环量，提高叶轮区矿化概 率，增强底部矿浆流动，保证矿物颗粒离底悬浮。
工业试验地点：泗洲选矿厂一期18000t/d系统尾矿段
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4.2.测试内容和目标
➢ 停留时间分布（RTD） ➢ 叶轮矿浆循环量测试 ➢ 颗粒的悬浮性能 ➢ 扭矩的测量（实际运行功耗） ➢ 充气量Jg和气泡表面积通量Sb的测量 ➢ 过程控制参数优化 ➢ 目的矿物的回收性能
固含率分布验证测试
停留时间分布
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3.3 泡沫输送技术
泡沫产率/泡沫移动距离/溢流堰载荷.....
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3.4 浮选机智能化控制技融合术
1、基于机器视觉浮选过程控制技术
最大化泡沫回收率 提升矿物回收率
2、关键运行状态检测技术
搅拌系统在线检测技术 沉槽在线监测技术 充气速率在线检测 气泡特征参数测试技术
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680立方米大型浮选机的研制
第七届全国选矿设备及自动化技术学术会议
汇报提纲
1、研发背景 2、技术思路 3、关键技术 4、工业测试系统 5、技术展望
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1、研发背景
资源禀赋愈来愈差，促使企业必须依靠技术升级来实现大 规模矿产资源的集约化开发与建设。这对超大型浮选装备的处 理能力、单机性能、智能化水平提出更高的需求。
铜陵有色某矿山铜精选浮选柱半工业试验
95科学技术Science and technology铜陵有色某矿山铜精选浮选柱半工业试验朱继生（铜陵有色金属集团控股有限公司技术中心，安徽 铜陵 244000）摘 要：铜陵有色某矿山设计规模为13000t/d，矿石主要可回收元素为铜、硫、铁及少部分金银。
自2004年投产以来，在几代技术人员共同努力下，原矿处理能力达到了设计要求，选矿回收率不断提高。
受原矿性质变化大和铜精选次数不足的影响，铜精矿品位始终难以达到20%的设计指标，成为制约现场生产的关键因素。
采用“富集比”较高的浮选柱进行半工业试验，试验结果表明浮选柱对微细粒铜矿物选别效果较好，当现场铜粗精矿含铜大于8%时，在不影响铜回收率的条件下，铜精矿含铜能够稳定在20%以上。
浮选柱半工业试验成果，为现场浮选柱的工业应用提供了依据。
关键词：精选系统，浮选柱，富集比，微细粒矿物中图分类号：TD923 文献标识码：A 文章编号：11-5004（2020）17-0095-2收稿日期：2020-09作者简介：朱继生，男，生于1965年，安徽蚌埠人，选矿高级工程师，研究方向：选矿工艺技术、矿石碎磨技术、资源综合利用。
铜陵有色某矿山于2004年10月投产，设计规模为13000t/d，年处理矿石400万吨。
该矿山所处理矿石中主要有价元素为铜、硫、铁及伴生金银。
选矿原则流程为优先选铜、铜尾磁选回收磁铁矿和强磁性磁黄铁矿，磁尾浮选回收黄铁矿。
优先选铜采用一次粗选三次扫选、“一次半精选”、中矿再磨后返回粗选工艺流程。
受原矿性质变化大和铜精选时间不足的影响，铜精矿含铜始终难以达到20%的设计指标。
为提高铜精矿品位，针对该矿山铜粗精矿，采用“富集比”较高的浮选柱进行半工业试验，对浮选柱指标和现场生产指标进行对比，为浮选柱的工业应用提供依据。
浮选柱是一种矿物分选领域重要的选矿装备，与浮选机不同，以逆流碰撞的矿化方式为主，在细粒分选方面具有很大的技术经济优势[1]。
近年来，浮选柱因其对微细物料的高分选性而在浮选领域取得了长足发展[2-4]。
适用于粗颗粒选别的浮选机叶轮动力学研究
１ 适 用 于粗 颗 粒矿 物 选 别 的 流 体 动 力
２ 清 水试 验 研 究
为 了分 析新 型 叶轮 是否满 足 粗颗 粒 矿物 所需 的
学条 件
一
般情况下 ，浮选槽 的流体动力学区域如 图 １
所示 ，可分为强紊流区 、运输 区、分离区和泡沫 区 四个 区域 Ｅ 。 ３ ］
强 紊 流 区 ：本 区是 浮 选 机 中非 常 重 要 的区域 ， 气 泡 的分散 、药 剂 的扩散 、矿粒 与气 泡 的 碰撞 和 附
动力学条件 ，笔者建立了一套试验系统 ，在清水状 态下测定新型叶轮和普通 Ｋ Ｆ叶轮所在 浮选槽 内 Ｙ 各流体动力学区域的流速分布 ，并将两种叶轮形式 在浮选槽 内的流态进行对 比， 探索新型叶轮对粗颗
力 学 状 态 ，且 加 工 制造 简 单 、成本 低 、维 护 方便 。
因此 ，本文对适用于粗颗粒浮选的新型叶轮系统进 行研究 ，为简化现有浮选设备 的槽体结构 、进一步
提 高选 别效 果 提供依 据 ｒ。 ２ ＿
别 ，但同时要保证分离 区和泡沫 区的稳定。根据上 面 的理论 分析 ，文 中尝 试设 计 了一 种适 用 于粗 颗粒 矿物选别的新型 叶轮 ，与 Ｋ Ｆ型槽体组成一种新 Ｙ
・ ９・ ４
流 动 方 向
图３ Ｓ 型皮托管结构示意图
Ｆｉ ．３ Ｓ ｒ ｃｕ ｅ ｃ ｅ ｔｃ ｏ ｔｐｅ ｐｉｏ ｕｂ ｇ ｔｕ ｔｒ ｓ ｈ ｍａ ｉ ｆ Ｓ ｙ ｔｔ ｔ ｅ
管 的结 构 示意 图 ［ 引。
只要测出流体的差压就可以计算 出流速 ：
： ２ １ ０ 一Ｏ ０１ － ４ １
制造工艺复杂、成本高、维护不方便 ，而大量研究 资料表 明改变叶轮定子的结构同样 可以改变流体动
BGRIMM浮选柱技术的发展
浮选区内浆气流的湍流程度较低 ，黏附在气泡 上的疏水性矿粒不易脱落 。浮选柱 的泡沫层可达数
十厘米， 二次富集作用特别显著 ， 且可向泡沫层淋水
加以强化 ，往往一次粗选便可获得高质量的最终精
矿 这种浮选柱的最显著特点也是正压微孔充气和 气泡与颗粒的逆流碰撞矿化 。适合酸陛和中性 ‘ 浆
浮选柱等形成了具有鲜 明特点 的 Ｂ ＲＭ 浮选柱 Ｇ ＩＭ 技术
选矿 。
１６ 年北京矿冶研究总 院采用橡 胶扎孑充气 ９５ Ｌ 器解决了充气器结垢堵塞问题 ，在用浮选柱对铜和 重晶石矿物的浮选中均获得理想指标。重晶石浮选 （ 铁矿反浮选 ）浮选柱铁精矿 品位 ４ ． ％，回收率 １４ ５ ９ ． ％， ６ ５ 而用浮选机时 ， ５ 铁精矿品位 ４ ． ％、 １ ７ 回收率 ４ ９ ＿ 。９ ６ ， ６３ ９ １６ 年 北京矿冶研究总院和赤马山铜矿
ｅ ｃｉ ｆｔｔ ｎｃｌｍ ｊ ｔｎ ｌ ａｉ ｏ ｎ ｅ ｏ ｏ ｏ ｕ
该浮选柱利用射流作用引入空气 ， 其结构简单 、 经济且选别效率高于传统逆流浮选柱 ，矿浆和气泡 同向流动 ， 迫使气泡克服浮力向下运动 ， 为气泡和矿
３０ ｍ ２０ ｍ ７ ８ｍ 扫 选 柱 ３０ ｍ × ０ ０ ｍ ｘ ０ ０ ｍ ｘ ８ ０ ｍ， ００ ｍ
ｌ Ｂ Ｒ ＭＭ 浮选柱技 术特点 ＧＩ
１ 微泡浮选柱 ． １
微泡浮选柱如图 １ 所示 ， 其槽体形状根据用户
要求可方 ， 可圆。 底部装有一组微孔材料制成的充气 器， 上部设有给矿分配器 ， 给入的矿浆均分布在柱体 首 先用 浮选 柱代 替浮 选 机用 于生 产 ，其粗 选柱 的横断面上 ， 缓缓下降， 在颗粒下降过程 中与气泡碰 撞， 实现矿化 。 浮选柱内浮选 区的高度远大于其他浮
新浦磷矿探采结合的工程应用
此 采矿 方法 用于 厚度 ５ｍ 以上矿 体 ， 或 中厚 、 厚
陡倾斜矿体。施工 的探采结合工程有 ： 斗穿 、 斗颈 、 拉 底巷 道 、 穿脉平 巷 、 板 人 工 切 割井 、 板 凿 岩 天 顶 底
井 等 。 电耙 道沿 矿体 走 向布 置 于 矿 体外 部 ， 随后 垂
板， 并指导脉外运输大巷 的掘进， 中间矿体 厚大部 位， 则按 ５ 间距 布 置潜 孔 钻 控制 矿 体 ， 指 导 掘 ０ｍ 并
Ｓ ｒ ｌＮ ． １ ｅｉ ｏ ５ ５ ａ Ｍａ ｃ ． ０ ２ ｒｈ ２ ｌ
现
代
矿
业
Ｍ０Ｒ Ｎ ＮＩ ＤＥ ＭＩ ＮＧ
总 第５５ １ 期 ２ １年 ３月 第 ３期 ０２
新 浦磷 矿探 采 结合 的工程应 用
江 顺友
（ 连云港新磷矿化有限责任公司）
摘
要
生产勘探 过 程 中实行探 采结合 ， 是矿 山降低 生产 成 本 、 高经 济 效益 、 短 生产探 矿 提 缩
３ 探 采结合的经济效 益
新 浦磷 矿 １６ ９ ７年 开始 基 建 ，９６年 试 产 ， 已 １７ 现
图 １ 房 柱 法 探 采 结 合 工 程
１ 脉外运输大巷 ；一溜矿井 ；一 电耙道 ； 一 ２ ３ ４ 一切割井 ；一 中层电耙道 ；一 矿体 ５ ６
形成年产磷矿石 ２ ０万 ｔ 规模 的中型矿山。矿山采
于矿体内部 ， 可用 于水平方 向控制矿体 ； 每隔 ２ ５— ３ ０ｍ在电耙道内沿矿体倾斜方向施工切割井 ， 与上
中段 电耙道 贯通 ， 为 通 风 、 下 物 料及 人 行 通 道 ， 作 上
程等距离加密 ， 成本高 ， 周期长。自 一 ２ ３０ｍ水平 以 下 中段 改 为潜孔 钻 加 探 采结 合 工 程 ， 速 、 济 ， 快 经 且
史帅星-680立方米大型浮选机的研制
第七届全国选矿设备及自动化技术学术会议
"胖妞"成长历程
——680m3浮选机建设历程
第七届全国选矿设备及自动化技术学术会议
5、技术展望
第七届全国选矿设备及自动化技术学术会议
➢ 680m3超大型浮选机是世界上最大容积的浮选设备， 其开发成功将巩固我国浮选装备技术世界地位。
第七届全国选矿设备及自动化技术学术会议
2.3 智能化控制整体解决方案
矿山DCS运行中心
北京数据HPC中心
就地智能控制
健康参数感知与优化 云端数据分析与决策 机器视觉融合过程优化
第七届全国选矿设备及自动化技术学术会议
2.4 流体测试和仿真技术
依托现代流体测试技术和计算流体仿真技术，结合传 统浮选试验，加速浮选机研发和优化。
（功率强度大幅降低...） （智能技术融合...）
第七届全国选矿设备及自动化技术学术会议
2、技术思路
浮选动力学过程复杂，超大型浮选机的研制面临诸多挑战。
泡沫相
精矿
泡沫矿浆界面
矿浆相
新给矿
（捕收区）
给 矿=1
碰撞粘附 尾矿
D. R. Seaman, E. V. Manlapig and J.-. P. Franzidis, "Selective transport of attached particles across the pulpfroth interface," Minerals Engineering, vol. 19, pp. 841-851, 2006.
31叶轮定子系统叶轮旋转流场叶轮内部空气积聚第七届全国选矿设备及自动化技术学术会议后倾角设计叶轮bgrimm专利技术pct国际专利径向设计叶轮功耗大8循环量小3前倾角设计叶轮功耗大19循环量小8dorroliver奥图泰美卓第七届全国选矿设备及自动化技术学术会议标准定子环形加固环定子立式加固环定子45立式加固环定子定子结构设计第七届全国选矿设备及自动化技术学术会议固含率分布验证测试停留时间分布32对等流场技术虚拟样机的测试第七届全国选矿设备及自动化技术学术会议33泡沫输送技术泡沫产率泡沫移动距离溢流堰载荷
浅析我国大型浮选机工业选型中几个问题
选槽 内矿浆停 留时间分布是浮选机选型最主要 的参 数之 一 。２ ０ ０ ２年 Ｄ ． Ｌ ｅ ｌ ｉ ｎ ｓ ｋ ｉ ，Ｊ ．Ａ ｌ ｌ ｅ ｎ ，Ｌ ． Ｒ ｅ ｄ ｄ ｅ ｎ ， Ａ ．Ｗｅ ｂ ｅ ｒ等 人 以 Ｄ ０ ｒ ｒ — Ｏ ｌ ｉ ｖ ｅ ｒ １ ４ ８ ｍ 。 ；ＷＥ Ｍ Ｃ Ｏ
１ ６ ０ ｍ ，和 Ｏ ｕ ｔ ｏ ｋ ｕ ｍ ｐ ｕ １ ６ ０ ｍ 。 为研 究 对 象 １ ］ ，分 析 了矿浆 在 浮选机 内的停 留时 间分 布 ，认 为 浮选 机 内存 在 死 区 。２ ０ ０ ７年 沈 政 昌分 析 了 Ｋ Ｙ Ｆ 一 １ ６ ０浮 选 机 浮选 动力 环 境 ，利 用 矿 浆 试验 和 Ｃ Ｆ Ｄ仿 真技 术 研 究 了浮 选机 流体 动力 学运 行状 态 ，分 析 了大 型 浮
全方 面试 验 ；
选机 的放大方法 ［ ２ Ｊ 。２ ０ ０ ９年杨丽 君等提 出了一种
２ ）浮选 机充气速率没有作为必要的参数进行
收 稿 日期 ：２ ０ １ ３ — １ ０ — ２ ５
作者简 介：史帅星 （ １ ９ ７ ７ 一 ） ，男 ， 河南汝州人 ，硕士 ，高级工程师 ，从事矿物加工设备及 工程转化方面 的研究 。
这些 研究 的结 果表 明 ，小 型浮 选机 与 大型 浮选 机存 在 明显 的 区别 ，两 者 的选 型既 具有 一定 的相 关
性 ，又有显著 的不同。需要探索一种针对大型浮选
机 的选型方 法 来满 足选 厂设计 和 生产 的需要 。
经投入工业 实践 。大型浮选机 以其高效率和低能 耗 ，在 国内外得 到广 泛应 用 ，极 大地 提 高 了资 源综 合利用率 ，取得 了较好效果。 大 型浮 选机 带来 高效 益 的 同时 ，也 产 生 了一系 列的问题。虽然工作原理与小型浮选机相似 ，但在 机械结构、矿浆停留时间分布、泡沫 出流方式 、液 位控制技术 、作业台数和作业配置方式等方面存在
两种不同叶轮结构对粗颗粒浮选的影响
合 适 的紊 流 强 度 有 利 于 粗 颗 粒 的 浮 选 。史 帅 星 ［ ｚ ］
下 已有相当部分单体解离 ，为了达到尽快地 回收有 价矿物的 目的 ， 一些选矿厂在磨矿一分级回路即开 始 进 行 浮选 回收 ，也 称 之 为 “ 闪速浮 选 ” 。一 般 情
况 下 ，闪速 浮 选 的 给 矿来 自分 级 后 返 回磨 机 的 矿 浆 ，此 矿浆 浓 度 较 高 ，矿 浆 中颗 粒粒 度 相 对 较粗 ， 在 高浓 度矿 浆条 件下 浮选粗 颗 粒会 面临 着很 大 的挑 战 。一方 面 ，粗 颗粒 沉降 速度 大 ，且可 浮性 差 ，与 气 泡 黏 附 后易 于 脱落 ；另 一方 面 ，矿 浆 浓 度 高 时 ， 矿浆 黏度较 大 ，且粗 颗粒 含量 多 时 ，浮 选槽 内气 体 不易 分散 。 因此 ，为了适应 矿 浆浓 度高 和粗 颗粒 含
・
５ ４・
有 色金属（ 选矿部 分）
２ ０ １ ３ 年第 ５ 期
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ０ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ６ ７ １ － ９ ４ ９ ２ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ５ ． ０ １ ５
两种不同叶轮结构对粗颗粒浮选的影响
谭 明 ，史帅星，李 强
（ 北 京矿 冶研 究总 院 ，北京 １ ０ ０ １ ６ ０ ）
ｃ ｏ ａ ｒ ｓ ｅ ｓ ｉ ｚ ｅ ｒ ｆ ａ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｆ ｅ ｅ ｄ ，ｔ ｗ ｏ ｄ ｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｔ ｋ ｉ ｎ ｄ ｓ ｏ ｆ ｉ ｍ ｐ ｅ ｌ ｌ ｅ ｒ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ（ Ａ－ ｔ ｙ ｐ ｅ ａ ｎ ｄ Ｂ－ ｔ ｙ ｐ ｅ ）ｗ ｅ ｒ ｅ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｅ ｄ
一种浮选机的差异化配置系统[发明专利]
![一种浮选机的差异化配置系统[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/25d5e0fb6c175f0e7dd13747.png)
专利名称：一种浮选机的差异化配置系统
专利类型：发明专利
发明人：刘万峰,韩登峰,陈强,史帅星,沈政昌,陈东,张福亚申请号：CN201810582502.8
申请日：20180607
公开号：CN108554646A
公开日：
20180921
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种浮选机的差异化配置系统，在同一浮选作业系统中，同时配置高紊流浮选机和低溢流堰浅槽化浮选机，浮选作业系统包括粗选作业，粗选作业连接有多个精选作业和多个扫选作业。
通过差异化配置分别营造适合不同矿物的浮选动力学环境，解决粗粒级有用矿物和细粒级有用矿物在同一作业难于高效回收的技术瓶颈问题，最终实现有用矿物的高效回收，可避免粗细分级浮选，降低流程的复杂程度，解决生产难以稳定、药剂用量难以掌控和有用矿物回收率低等难题。
申请人：北矿机电科技有限责任公司,北京矿冶科技集团有限公司
地址：100070 北京市丰台区南四环西路188号总部基地十八区23号楼
国籍：CN
代理机构：北京凯特来知识产权代理有限公司
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煤泥浮选智能化控制系统研制
煤泥浮选智能化控制系统研制
王占富;程会朝;许慧林;程开;高航;李红旗;卫中宽;史英祥;刘钢枪
【期刊名称】《煤炭加工与综合利用》
【年(卷),期】2022()8
【摘要】为了提高浮选生产环节的自动化水平,研究了多种流量计、浓度计的检测原理及使用工况,确定浮选入料矿浆流量、入料矿浆浓度传感器的选型。
研制了浮选药剂流量检测装置、浮选槽体矿浆液位检测装置、浮选泡沫层多点电信号检测装置。
并最终将这些参数接入数据采集、控制系统,进行了多输入多输出的浮选生产环节智能化控制系统研制,并在王家岭选煤厂进行了现场应用,取得了较好的应用效果。
【总页数】6页(P6-11)
【作者】王占富;程会朝;许慧林;程开;高航;李红旗;卫中宽;史英祥;刘钢枪
【作者单位】中煤(天津)地下工程智能研究院有限公司;中煤(天津)矿山科技有限责任公司;中煤天津设计工程有限责任公司
【正文语种】中文
【中图分类】TD943
【相关文献】
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2.煤泥浮选测控控制系统应用分析
3.煤泥浮选自动控制系统在新庄选煤厂的应用
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控制系统的研究5.煤泥浮选泡沫数字图象处理研究(之二)——煤泥浮选泡沫视觉特征的面邻域提取算法
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2.3 智能化控制整体解决方案
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北京数据HPC中心
就地智能控制
健康参数感知与优化 云端数据分析与决策 机器视觉融合过程优化
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2.4 流体测试和仿真技术
依托现代流体测试技术和计算流体仿真技术，结合传 统浮选试验，加速浮选机研发和优化。
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3、关键技术
3.1 叶轮-定子系统
叶轮设计：双倒锥台后倾叶轮及悬空定子的高效搅拌系统， 具有低压头、大流量特征，提升混合区搅拌强度，增加了粗 粒矿物的运输高度。
叶轮旋转流场
叶轮内部空气积聚
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美卓
奥图泰
Dorr-Oliver
第七届全国选矿设备及自动化技术学术会议
回 收 率 ，
颗粒直径，um Lynch, A.J., Johnson, N.W., Manlapig, E.V. and Thorne, C.G., 1981.
%
第七届全国选矿设备及自动化技术学术会议
2、技术思路
大尺度、多相的不均衡体系，复杂的物理化学反应！ 矿化气泡上升路径长，脱落概率增加，且粗粒矿物易沉槽； 浮选机截面积显著增大，泡沫输送距离长且难以及时回收；
第七届全国选矿设备及自动化技术学术会议
680立方米大型浮选机的研制
史帅星 北矿科技股份有限公司
2017年11月24日
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汇报提纲
1、研发背景 2、技术思路 3、关键技术 4、工业测试系统 5、技术展望
第七届全国选矿设备及自动化技术学术会议
1、研发背景
资源禀赋愈来愈差，促使企业必须依靠技术升级来实现大 规模矿产资源的集约化开发与建设。这对超大型浮选装备的处 理能力、单机性能、智能化水平提出更高的需求。
VISIOFROTH型泡沫成像分析 Mesto
D. Lelinski, D. Stevens, M. Walker and A. Weber，2014 Liz Nickels，2014
第七届全国选矿设备及自动化技术学术会议
愈大愈好？
（中国内蒙古矿业乌山一二期数据对比）
680立方米 VS 320立方米浮选机？
DLeabharlann a 4V b4沈政昌，大型浮选机研究，2007
第七届全国选矿设备及自动化技术学术会议
2.2“相对浅槽化”&“矿浆定向流动"技术思路
对等流场技术：实现相对浅槽化，提高运输区高度， 降 低泡沫向上运输距离，减小目的矿物脱落概率，从而增 强粗粒级矿物回收。
矿浆定向流技术：加强叶轮循环量，提高叶轮区矿化概 率，增强底部矿浆流动，保证矿物颗粒离底悬浮。
3、云端大数据协同控制与服务技术
基于云端和移动端的大数据分 析和专家服务系统
3.5关键参数
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KYF-680 浮选机关键参数
槽体直径 溢流堰高度 装机功率 设计运行功率
11,000mm 7,500 mm
500 kW 300-370 kW
超大型浮选机可实现： ➢ 大循环量流场结构 ➢ 理想的空气分散效果 ➢ 固体颗粒的离底悬浮 ➢ 合理的停留时间分布 ➢ 运输区高度提高
工业试验地点：泗洲选矿厂一期18000t/d系统尾矿段
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4.2.测试内容和目标
➢ 停留时间分布（RTD） ➢ 叶轮矿浆循环量测试 ➢ 颗粒的悬浮性能 ➢ 扭矩的测量（实际运行功耗） ➢ 充气量Jg和气泡表面积通量Sb的测量 ➢ 过程控制参数优化 ➢ 目的矿物的回收性能
超大型浮选机优势
规模效益更为突出 基建投资节约 运行费用更低 …
芬兰Outotec和美国FLSmidth是国际上主要的浮选设备技术跨 国企业，为应对资源大规模高效开发，分别启动了容积600m3以上 超大型浮选机研制，目前正在开展工程转化工作。
SuperCell 660 FLSmidth
TankCell 630 Outotec
固含率分布验证测试
停留时间分布
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3.3 泡沫输送技术
泡沫产率/泡沫移动距离/溢流堰载荷.....
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3.4 浮选机智能化控制技融合术
1、基于机器视觉浮选过程控制技术
最大化泡沫回收率 提升矿物回收率
2、关键运行状态检测技术
搅拌系统在线检测技术 沉槽在线监测技术 充气速率在线检测 气泡特征参数测试技术
（功率强度大幅降低...） （智能技术融合...）
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2、技术思路
浮选动力学过程复杂，超大型浮选机的研制面临诸多挑战。
泡沫相
精矿
泡沫矿浆界面
矿浆相
新给矿
（捕收区）
给 矿=1
碰撞粘附 尾矿
D. R. Seaman, E. V. Manlapig and J.-. P. Franzidis, "Selective transport of attached particles across the pulpfroth interface," Minerals Engineering, vol. 19, pp. 841-851, 2006.
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2.1 BGRIMM浮选机放大理论
基于平均叶轮搅拌雷诺数相等、以几何及悬浮相似为核心的 趋势外推浮选设备放大理论。
➢ 平均叶轮搅拌雷诺数
Re
2ρND 2 μ(L H )
➢ 几何相似
… S
D
a1V
b1
➢ 悬浮相似
J a3V b3 …
➢ 流体动力学相似
… S
…
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4.工业测试系统建立
江铜集团德兴铜矿随着矿石开采的不断深入，入选矿石 变得难磨、品位降低，受现有工艺和设备技术的制约，尾矿 资源中黄铜矿未得到充分的回收。
4.1.测试流程
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给矿铜品位：~0.06% 目的矿物：粗颗粒占多 富集比 回收率
后倾角设计叶轮，BGRIMM专利技术（PCT国际专利）
径向设计叶轮，功耗大8% ，循环量小3%
前倾角设计叶轮，功耗大19% ，循环量小8%
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定子结构设计
标准定子
环形加固环定子
立式加固环定子
45°立式加固环定子
3.2 对等流场技术
虚拟样机的测试
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