浮选机在铝土矿正浮选中的应用

导读:该浮选机组具有以下特点：1）特殊设计的充气量调节装置不仅能够满足铝土矿浮选要求充气量较小且易于调节，还解决了因铝土矿泡沫量大，且泡沫容易上爬，影响浮选设备正常运转的难题；2）采用“U”形深槽槽体，不仅避免矿砂堆积，而且有利于粗重矿粒向槽中心移动，以便返回叶轮区再循环，减少矿浆短路现象；3）对槽体进行加深设计，有利于形成稳定的、较厚的泡沫层，有利于选矿工艺指标的提高；4）对叶轮与盖板的结构参数进行调整，提高了空气分散度，同时使浮选机的吸浆能力大大提高，进而提高了对大量黏性泡沫的输送能力，这有利于提高分选指标；5）采用高精度的浮选-激光液位测量装置和特殊设计的泡沫隔离装置，使得液面稳定更加迅速，波动更小，为铝土矿的正浮选提供很好的环境。

浮选机在铝土矿正浮选中的应用 我国铝土矿主要为一水硬铝石型铝土矿，有高铝、高硅、低铁的特点，铝硅比较低，大部分铝土矿的铝硅比（AL/Si）在4~7，加工难度大，实现高硅一水硬铝石型铝土矿的铝硅分离，然后再采用拜尔法生产氧化铝，是解决我国氧化铝生产高能耗和低质量的重要途径。

多年来，浮选工艺一直是铝土矿选别研究的重点，而浮选机特性对浮选的影响很大，尚待进一步的研究。

铝土矿正浮选的目的矿物是一水硬铝石，目的矿物成分单一，常用的捕收剂属脂肪酸类捕收剂，与一水硬铝石的作用强，比较容易实现一水硬铝石的捕收。

反浮选捕收的目的矿物为高岭石、叶蜡石和伊利石等，浮选过程中需进行强化捕收同时要实现一水硬铝石的选择性抑制。

铝土矿正浮选具有选别要求充气量小且范围狭窄、泡沫量大、泡沫黏且不易破碎和难输送等特点，因此开发研究适合铝土矿浮选的设备，对于今后铝土矿选矿工业化的实施具有重要的意义。

北京矿冶研究总院在BF浮选机的基础上对浮选机的结构参数和运转参数进行了研究改进，研制了针对铝土矿浮选工艺特点的BF-L型铝土矿选矿正浮选用浮选机。

此外，又经过多年努力开发了专门适合了铝土矿选别的浮选机联合机组，解决了低铝硅比铝土矿分选存在的设备选型技术难题，并获得了成功的应用，为国内铝土矿选厂带来巨大的经济效益。

1、铝土矿正浮选对浮选机的设计要求 针对我国铝土矿高铝、高硅、低铁、铝硅比低的特点，铝土矿正浮选用浮选机应具有以下特点： 1）充气量要能任意调节。

铝土矿浮选需要的充气量一般为https://www.flowerba.com/(https://www.flowerba.com/)左右； 2）浮选机槽内搅拌力不能太强也不能太弱。

搅拌力太强会影响气泡矿化，搅拌力太弱会影响矿浆和气泡的分散，因此，铝土矿正浮选用浮选机搅拌力要适中； 3）矿浆液面要平稳。

由于铝土矿浮选矿粒的粒度较细，不稳的分离矿浆会导致已经吸附的矿粒脱落，影响选矿指标； 4）铝土矿浮选中，泡沫量较大，尤其是矿浆中含有大量的微泡，因此要求浮选机槽内产生的流体动力学能满足浮选机内大量微细气泡的浮选动力学要求； 5）铝土矿浮选泡沫细小且黏度大，泡沫槽内的泡沫不易破碎，而且泡沫量大，流程循环量大，泡沫输送困难，因此一定要采用吸浆能力足够大的浮选机，这样才能使流程畅通。

6）液位控制系统必须具有较高的精确度，充分保证浮选机内液位在合理的范围内波动，迅速实现自动化控制。

铝土矿正浮选用浮选机除有上述要求外，还应具有普通浮选机的一些特点，如结构简单、易损件寿命长、容易启动、功耗低、操作方便、容易维修等。

2、铝土矿正浮选用浮选机的设计 这里针对我国铝土矿的特点以及正浮选对浮选机选别的要求，对浮选机进行特殊的设计，秘诀型后的浮选机组更加适合于铝土矿选别。

该浮选机组具有以下特点： 1）特殊设计的充气量调节装置不仅能够满足铝土矿浮选要求充气量较小且易于调节，还解决了因铝土矿泡沫量大，且泡沫容易上爬，影响浮选设备正常运转的难题； 2）采用“U”形深槽槽体，不仅避免矿砂堆积，而且有利于粗重矿粒向槽中心移动，以便返回叶轮区再循环，减少矿浆短路现象； 3）对槽体进行加深设计，有利于形成稳定的、较厚的泡沫层，有利于选矿工艺指标的提高； 4）对叶轮与盖板的结构参数进行调整，提高了空气分散度，同时使浮选机的吸浆能力大大提高，进而提高了对大量黏性泡沫的输送能力，这有利于提高分选指标； 5）采用高精度的浮选-激光液位测量装置和特殊设计的泡沫隔离装置，使得液面稳定更加迅速，波动更小，为铝土矿的正浮选提供很好的环境。

3、铝土矿正浮选用浮选机的应用 铝土矿正浮选用浮选机组自研制开发以来，在国内外多家铝土矿选厂成功应用，为矿山企业创造巨大的经济效益。

这里主要介绍该浮选机在国内某选厂铝土矿正浮选中的应用情况。

、矿石性质 该生产矿样主要是外购，粉磨之前进行了充分的混合，矿样中的主要化学成分见表1，主要矿物组成见表2，根据化学成分和矿物组成特点，可知该矿石属于典型的一水硬铝石型铝土矿。

一水硬铝石晶体形态较复杂、多呈粒状、鳞片状、部分为板片状或隐晶质，晶体粒度一般介于，具有典型的高铝、高硅、低铝硅比的特点，而且该矿石嵌布粒度较细，要求细磨才能单体解离，这增加了浮选难度。

从表2可以看出该矿主要有用矿物是一水硬铝石，还有少量的一水软铝石、水针铁矿、赤铁矿等；脉石矿物有高岭石、叶蜡石、伊利石、绿泥石等，此外还有微量的蒙脱石、水白云母、锆石、电气石、石英等。

、选厂工艺流程及其特点 选厂浮选设备全部采用水平配置，整个作业流程既简单又节省泡沫泵，不仅大大节约选厂的能耗，而且减少了选厂的基建投资，同时水平配置又给浮选操作工人的工作带来便利，还减少了设备的管理和维护成本。

选矿厂工艺流程见图1。

、运行效果评价 、浮选机动力学性能测试 由于浮选机带矿运行后，铝土矿的泡沫层较厚，不方便测量。

因此主要考虑浮选机在清水试车期间充气量情况，测量结果表明，铝土矿正浮选用浮选机组能够满足铝土矿浮选的充气量要求，空气分散度好，平均值为，分散均匀。

动力学测量结果见表3。

、浮选机功率测定 能耗是浮选机性能考核的一个重要指标，尤其是在国家大力推行节能减排政策期间，节能减排指标考核力度更大。

选厂浮选机电流的测定结果表明，所有浮选机的电机电流基本上为额定电流的75%~80%，而且由于选厂采用水平配置，省去泡沫泵，节能效果尤为明显。

、矿浆悬浮能力测定 为考虑矿浆悬浮能力，测定了粗选1浮选机内不同深度处矿浆粒度的分布状态，即在距溢流堰下方、、、、深处五个矿浆层进行取样分析。

分析结果见表4，从表4可以看出槽体内5个层面的矿浆浓度都在30%左右，而且各个层面-74μm矿物的产率都在92%左右，说明铝土矿矿浆在其专用浮选机槽体内总体上分布均匀，没有明显的颗粒分层现象，说明该浮选运转后悬浮矿浆能力好，符合设计要求，能够为铝土矿的正浮选提供有利的浮选环境。

、选矿生产指标 铝土矿正浮选用浮选机组自工业化投产以来，设备运行可靠，矿浆液面平稳。

浮选机搅拌力强，在浮选机中上部形成了悬浮层，泡沫层稳定，没有翻花和沉槽现象。

选矿厂工艺指标见图2。

从图2可以看出精矿指标良好，原矿的铝硅比由达到精矿的，Al2O3精矿平均品位达到，平均回收率达到，最终的选矿指标完全能够满足选厂的设计要求。

、液位控制系统运行状况 从图2可以看出精矿指标良好，原矿的铝硅比由达到精矿的，Al2O3精矿平均品位达到，平均回收率达到，最终的选矿指标完全能够满足选厂的设计要求。

、液位控制系统运行状况 铝土矿正浮选用浮选机液位自动控制系统包含三部分：液位测量装置，UDC控制器，执行机构气动阀。

北京矿冶研究总院针对铝土矿浮选时泡沫量大，泡沫层较厚，而且发黏的特点，对液位测量装置和泡沫隔离装置进行全新设计和改进，使其更加适合于铝土矿正浮选。

为了有效说明控制效果，对粗选区4台浮选机的液位采样2000次，采样频率1s，粗选作业液位深度初始设定值为350mm，控制曲线如图3所示。

由图3可知，4台浮选机的实测液位一直在340~360mm范围内波动，稳态误差在10mm左右。

分析可知，先进的自动控制能够根据给矿量等运行条件的变化及时做出调整，可以用最短的时间来调节阀门开度以保持槽内矿浆液面的稳定。

这说明该自动控制具有一定的抗干扰能力，这也是手动控制所无法实现的，可以节约很多人力成本，为企业创造客观的经济效益。

液位自动控制系统连续运行以来，保证了铝土矿正浮选用浮选机液位的稳定，满足了浮选工艺的要求，同时该系统操作简单，使用维护方便，可靠性高，运行期间没发生一次故障。

4、结论 1）在国内某选厂的应用结果表明，铝土矿正浮选用浮选机组完全能够满足铝土矿正浮选的工艺要求，设备运行可靠，矿浆液面平稳。

此外，针对铝土矿的特点而开发的液位自动控制系统能够精确控制浮选机的液位，确保浮选机运行期间选矿指标良好，铝硅比由提升到，Al2O3精矿平均品位达到。

2）生产实践表明，北京矿冶研究总院开发的铝土矿正浮选用浮选机组适合于浮选充气量小、泡沫量大且黏度大的铝土矿，能够很好地实现高硅一水硬铝石型铝土矿的铝硅分离，为国内铝土矿选矿厂带来巨大的经济效益。

3）因铝土矿正浮选工艺的目的矿物成分单一，常用的捕收剂为脂肪酸类，与一水硬铝石的作用强。

北京矿冶研究总院针对正浮选工艺而开发的浮选机为我国铝土矿选矿提供了一种技术可靠的正浮选用浮选设备。

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JJF-4浮选机在稀土选矿生产中的应用

JJF-4浮选机在稀土选矿生产中的应用 19世纪末期，泡沫浮选开始在选矿生产中应用，目前世界90%的有色金属矿物回收是采用浮选法。

机械搅拌式浮选机作为实现矿物浮选的关键性设备，发展最高，在国内外的浮选生产中大量使用。

现应用于包钢稀选厂一车间稀土浮选的JJF-4型浮选机，属于机械搅拌式浮选机，单槽容积4m3。

是目前选别氟碳铈矿—独居石混合稀土精矿的最大设备，主产品位50%~60%的稀土精矿。

由于该机具有优越的性能，为我国稀土工业和浮选设备赶超世界水平作出了贡献。

1、构造特点 、构造和原理 JJF-4型浮选机主要由槽体、叶轮、定子、分散罩、假底、导流管、竖筒组成。

叶轮旋转在竖筒和导流管内产生涡流，形成负压，将空气从竖筒吸入，在叶轮和定子区内经导流管吸进的矿浆混合。

该矿浆与空气混合流由叶轮形成切向方向运动，再经定子的作用转换成径向运动，并均匀的分布浮选槽中，形成的矿化泡沫，升到泡沫区，由刮板刮出成为泡沫产品。

、特点 （1）叶轮高度大，叶片面积大，安装深度浅，在不增加功率消耗的情况下，能保证自吸足够的空气又具有足够的搅拌力。

（2）槽底上面没有假底和导流管装置，促使槽内矿浆按固定的流动方式进行大循环，这就保证了矿浆多次通过充气区，增加了选择机会，有利于矿粒悬浮。

（3）叶轮周围速度低，叶轮与定子之间间隙大，可减少叶轮与定子的磨损，亦可降低定子的消耗。

2、应用情况 JJF-4型浮选机在稀选厂一车间使用多年，设备性能稳定可靠，但该机在使用过程中也存在一些问题，在多年使用过程中，该厂通过不断改进和完善。

目前浮选机在50%~60%品位稀土精矿生产中起到很好作用。

、改进后的浮选工艺流程 给矿为包钢选矿厂强磁中矿，经φ50m大井浓缩后送浮选。

其主要矿物是氟碳铈、独居石、铁矿物、萤石、云母等，其特点是稀土元素种类多，成份复杂，粒度分析见表1。

可以看出稀土矿物主要集中在45μm以下，尤其20μm以下粒级占，说明中矿粒度过细，矿泥含量高，要想取得合格稀土精矿，浮选前必须强化φ50m大井脱泥效果。

该车间原流程为一粗三精浮选工艺流程，随着包钢选矿厂给矿性质发生变化，特别是磨矿粒度的变细，不能适应生产要求。

于是经过流程考察分析，三精矿浆浓度不能保证，浮选机效能没有，于是进行了工艺流程的优化，取消了三精浮选流程，这样稀土精矿品位就能达到生产要求。

原粗选采用三次粗选（15台JJF-4浮选机），工艺较为复杂，维修较为困难。

为使流程进一步规范化，进行了流程考察及对比试验，根据考察结果，在不影响其浮选指标的前提下，将粗选三段流程改为二段流程，精选不变。

新工艺采用二段粗选作业省掉一道粗选作业（5台JJF-4浮选机），即可得到合格稀土精矿，新工艺流程见图1。

采用“一粗二精”浮选新工艺，不仅提高了稀土精矿回收率，而且降低单耗，每年可节约电费及备品费等近百万元，改进前后主要技术指标对比列于表2。

由表2结果可以看出，改进后，稀土精矿品位提高，回收率提高。

、改善加药系统 原工艺采用虹吸加药方式，没有标准计量工具，操作人员只能凭经验加减药量，既浪费药剂又容易造成浮选的波动。

新工艺采用“无源流量自动调节装置”进行加药，控制了药剂用量，保证恒量给药，保证了浮选条件，减少了浮选的波动。

使用“无源流量自动调节装置”改变了粗放的传统稀选厂生产模式，加药量得到有效控制，使稀选厂生产迈上新台阶。

、防腐耐磨处理 （1）在各类箱、槽、矿浆输送管道及浮选机上采用耐磨材料。

JJF-4型浮选机槽体内壁长时间受矿粒冲刷，药剂氧化腐蚀，易造成矿浆跑、冒、滴、漏现象，造成金属流失。

精选槽体焊补过程中，为防止工艺中断，其余设备还要正常运转，水电等动力能源都要发生无效损耗，却生产不出产品，直接影响到浮选机的生产效率。

在槽体内壁做防腐耐磨处理，增加一层特殊防护层，使槽体的使用寿命延长3倍。

易损件分散罩破损后刮到泡沫槽，进入到头槽浮选机吸浆管，对头槽浮选机的吸浆作用影响较大。

高分子复合材料分散罩取代原橡胶分散罩，减轻了浮选机零部件的磨损。

浮选机泡沫槽内壁氧化铁皮脱落，易造成泡沫流槽堵塞跑槽，使精矿流失，采用新材料泡沫槽，很好的解决了问题。

（2）原南北系统浮选机辅助设备搅拌槽尺寸为φ3m×3m，搅拌器大，配置22kw电机，其中搅拌槽（1#，2#）内低压蒸汽管蒸汽给矿浆加温，低压蒸汽温度仅有100℃，蒸汽耗用量大，加热效率低。

现在采用中压蒸汽，出口温度达300℃以上，蒸汽用量可节省一半。

由于中压蒸汽压力大，能起到一定程度的充气作用，可以防止搅拌槽压矿。

将搅拌槽（1#，2#）改为φ×，槽内壁加1层2cm厚的耐磨材料，采用较小搅拌器，配置电机，同样起到给矿浆加温及搅拌作用。

采用耐磨材料，即便在原材料涨价，能源单价翻倍上涨等不利条件下，单位生产成本依然降低了120元。

3、结束语 通过JJF-4型浮选机在饮钢稀土稀选厂稀土选矿的表明，该浮选机的技术性能达到了国内外先进水平，JJF-4浮选机的技术性能达到了国内外先进水平，JJF-4浮选机完全能满足白云鄂博矿石性质和稀土浮选的要求，在降低能耗，减少维护和备品备件费用，提高和保证稀土浮选工艺技术指标方面有独特的优势。

相关设备：浮选机、BSK浮选机、充气机械搅拌浮选机。

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浮选机试验中最佳工艺结论

浮选机试验中最佳工艺结论 通过浮选机单因素条件试验，确定了反浮选试验中浮选机最佳参数，考察了深槽对铝土矿微细粒的反浮选效果；并通过正交条件试验分析了各试验因素的影响因子，得到以下基本规律： 1、随着选别次数的增加，铝土矿精矿铝硅比逐步增加，回收率下降。

当选别10次时，精矿铝硅比达到，Al2O3回收率为，两项指标都基本达标。

2、随着浮选机充气量的增加，空气分散度增高，反浮选指标变好；超过一定值时，空气分散度又开始下降，气泡尺寸变大，反浮指标变差，适宜铝土矿反浮选指标的浮选机量约为200-250L/h。

3、浮选机转速在一定范围内对浮选选指标有利。

转速过低，粗颗粒浮选效果差以及不能使气体达到分散，发生气泛现象转速过高，脱落惯性力增加，破坏分选环境。

适宜铝土矿反浮选的浮选机转速 为2000-2200rpm。

4、增加浮选槽深度，空气消耗量减少，矿粒-气泡碰撞机率增加，容易形成比较平稳的泡沫区和较长的分离区，有利于提高反浮选精矿的质量和回收率。

浮选槽深度从131mm增加到177mm时，在精矿铝硅比相近的前提下，精矿Al2O3回收率从增加到177mm时，在精矿铝硅比相近的前提下，精矿Al2O3回收率从增加到。

5、浮选机正交试验结果表明：调整浮选机转速有利于提高精矿铝硅比和浮选回收率；深槽不但有利于提高浮选回收率，而且能很好的控制铝硅比。

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