国外离心选矿机的发展与应用.pdf

2 l 9 9 8 5 一 稍 i 国外离心选矿机的发展与应用 凌竟宏 A I a p l a n t e 一 加拿大麦吉尔大学 胡熙庚 一 一 中南工业大学 摘要本文舟龆了国外单壁式离心遗矿机和反冲水式离心连矿机的基本工作原理和工业实或 业已表明 流态化反冲水技术的 应用已经成为研制现代离心遗矿机的重要趋势 关 键 词苎 竺 垫 苎 垫 一 遵 查 垡 垦 丑 黄 壹 重 连 逸圣 l 前盲 离心选矿机是高效率的重选设备之一 据记载 世界上 最早的工业用离心选矿机是亨蒂 e n d v 选矿机 它于 1 8 6 8 年获得专利投 并在美国加利福尼亚州的黄盎矿山中 使用 随着现代科技的迅速发展 多种新型离心选矿机已经 在国外问世 大体上 现代离心选矿机可舟为两大类型 单 壁武离心选矿机和反冲水武离心选矿机 前者的舟选转筒 为单壁结构 无反冲永 詹者的舟选转筒为双壁结构 反冲 水出 双壁之间的永套提供 1 单 壁 式 离 心 选 矿 机 L l 法尔康 F m k o 离心选矿机 谈设备是一种立武离心机 其舟选转筒的高度约为直 径的两倍 图1 是法尔康B F a l c o n B 型离心选矿机的示 意图 给矿进入高速旋转的转筒底部之詹 转筒由的叶轮把 矿浆均匀地分配到尊壁上 在三百倍重力加速庹的离心作 博士研究生 教授 用下 重矿粒沉降 在筒壁上 轻矿粒与水流一起教捧出转筒外 法尔康离心机的精矿排I 嘹 方武有两种 间歇武和连续 武 法尔 康 B 型离心机采用闻歇武排精矿 印停机詹把精矿 从转筒由冲洗至筒底 再由中空的主轴排出 法尔康c型离 心机为连续武排矿 印精矿出一系科平面整体流动贮槽 夹 紧阍和捧出口组成的装置连续地排泄出转筒外悄 据称 B 型机可适用于要求产率低的细粒回收 例如细粒单体盎的回 收和尾矿扫选 c型机适用于细粒盎的粗选 细粒媒的精 选 彀和蔼细泥的回收等曲 皿 目前最大型的C 4 0型离心机 的固体处理能力可达 2 0 0 h 给矿粒庹小于 2 0目 1 2 分级 分类 离心机 这设备在穗国研制 教用来进行废塑料分类的工业试 验 谈设备为卧武双罐离心机 其离心加速庹可达一千五 百倍重力加速庹 面且可以 连续捧出轻 重产品 工作时 谈 离心机采用水或者氯化钠溶藏 比重 1 1 为舟选舟质 可 以 把粒庹为 8 至 1 0 m m的废望抖混合物分拣为三种不同比重 的产品 圉 1 法尔康B型离心选矿机示意图 一 矿 连 矿 属 套 一 外 p 国 0 n 97 维普资讯 国外金属矿选矿 3 2反 冲 X k 离 心 选 矿 机 此类离心选矿机的独特之赴是使用反冲压力水来松散 流态化 精矿床层 所谓反冲水就是径向流动方向与矿粒 离心沉阵方向相反的压力水 目前已经工业化的反冲水式 离心选矿机有如下两种 肯尼森 K n e l s o n 育心选矿机和超转 筒式 S u p e r B o w 育心选矿机 2 1 肯尼森离心选矿机 这设备于1 9 8 0 年开始在加拿大工业上使用 它的分选 机构由两十立式同心转筒构成 田2 是 内外转筒的结构和 流态化水 反冲水 供水系统示意图 外转筒为不锈铜圃柱 体 主要作用是与内转筒构成一个密封水套 并且带动内转 A A f 面 圉2 肯尼森选矿机内外转筒结构和反冲术供求系坑示意图 筒旋转 内转筒是一十半锥度为1 5 度的塑科锥形分选器 其内 侧由数圈来复杂组成 在每两条来复圈之间 有一圈接 一 定间隔排剥的切向进水孔 肯尼森育 选矿机的分选原理 一方面基于作用在矿粒 上离心力的差异 男一方面 基于反冲水的流毒化妆散作用 经本文作者推导 可求出在斯托克斯定律范围内矿粒在肯尼 森离心选矿机内转筒内的瞬时径向沉降速度 即 生 二 d t 1 8 式中 r 是球形固 体颗粒在巢瞬时t 的径向位置 D是诙颚 粒的直径 p 是固体的密度 P是j 葭 体的密度 是痕体的粘 度 是流杰化水的径向 表面速度 m是内转筒的角速度 是球体的瞬时 径向沉阵 速度 口 由上武可见 当转速碧定时 改变流态化水的泷速 便可 改变矿粒育 沉降速度的大小 男一方面 当泷态化水泷速 度碧定时 改变育心机内转筒的转速 也可以改变矿粒离心 沉阵的速度 肯尼森育心机工作时 内 转筒的内 表面赴的离心加速度 可达六十倍重力加速度 音金矿荣进入旋转的内转茼底部 之后 被育心力抛向转筒内 壁 同时 反冲水从 内外转筒之 阃的水套流过内壁上的进水孔 使籀于来复圈之间的 矿层桩 散或流态化 在离心力和反冲水的共同作用下 单体盎或奢 盘重矿物能够克服反冲水的径向阻力而育心沉降或钴咪渗 透到精矿床内 脉石固所受的育心力较小 难 克服反冲水 的作用 结果被轴向水流的冲力和育心力的轴向分力共同作 用而旋出内转筒 成为尾矿 该育心机的 选刷周期取决于碧 矿性质 脉矿一般为4 至1 o小时 砂盎为8至2 4 小时 窨 集于来复圈之间的精矿可以闻歌地或连续地排到精矿槽 内 闽歌排精矿是在停机后通过人工冲洗或自动控1 I 来实 现 人工冲洗约需1 o 分钟 自动拉 l 冲洗约需两分钟 连 续排精矿实际上通过安装在内转筒外倒的可变提取集菅装 置来实现 图3 是 3 0 c m 1 2 荛寸 可变排精矿的肯尼森育 心机示意图 旧 目 前有赤种规格的肯尼森育心机在工业上 使用 规格最小为 7 5 c r n 最大为1 2 0 c m 4 8英寸 固体 处理量可达 1 0 0 t h 1 接进气口 图3 3 8 c m可变排辅矿肯尼森离心机 由于肯尼森育心选矿机工作性能优越 它的安装和使用 已经成为许多新建的和现有的黄盎选厂的共同实践 到日 前为止 该育心机已 经在七十多十国家使用 总安装台教已 达1 2 0 0台 澳大利亚 有一半的黄盎选厂部使用肯尼森 离心选矿机 在砂盎选矿方面 肯尼森育心机可消除细泥的影响 有 效地回收自 然盒 啻 如 澳大利亚的梅岸纳矿枷公司的一十 砂盒选厂 采用肯尼森育 机代替了珧捷机之后 盒回收率 提高了3 5 0 加拿大多姆 D o m e 金矿安装了北美最大的 以肯尼森育心机为主体的 砾砂重选泷程 取得了鞍好效 益 在音盒的 脉矿 氧化矿和硫化矿选矿方面 肯尼森育心 机的安装和使用出现了两十引人注目的倾向 其一是把肯 尼森育 机安装于浮选 或氰化 或碳浆浩苷作业的前面 以 便早收多收粗粒盒 啻 9 如巴西的梅箩 藏 臭箩 Me m o D e O u 金矿在氰化作业前安装了一台7 6 e n 肯尼森育心 机回收浮选精矿中的盒 获得盒产量 占叁厂总产量的 5 0 维普资讯 d 国外金属矿选矿 的盎精矿 第二个倾向 是把肯尼森膏心机安装在磨矿回 路内 通常设在第一段旋流器沉砂下游 以便回收返砂中的 盎和降低磨砂对盎津抹在磨矿介质上的掼失 注 采用重选 法从磨矿回路的循环负荷中回收盘是国外许多黄盎矿山的 宴践 这是由于 自 然盎具有比重高和延展性良好的物理性 质 使得单体盎高度集中在近砂中 在遮方面成功的倒于很 多 加拿大普拉塞 多饵 P l a c e r D o m e 公司的肯佩尔 C a m 口 b e l 1 盘选厂最近用两台7 6 c r n 的肯尼森膏心机代替了 磨矿回路中原有的珧汰机之后 盘的重选回收卑从原来用 跳汰时的3 6 提高到5 0 图4 是该厂藏程改革后的磨 矿和部舟远砂重选流程示意图 由图4可见 从预先检查分 级作业的沉砂中 舟泄出来的物料经过肯尼森膏心机粗选之 后 所得重选粗精矿再经播床精选 最辨重选精矿经精炼后 产出盎锭 水力旋藏器的溢藏刚送至浮选 泡沫产品成为盎 精矿 浮选尾矿再经炭浆法和压热氧化浸出法处理 进一步 回收盎 该厂生产表髓 使用肯尼森膏心机之后 不但提高 了垒厂总回收串 而且增加了处理量 降低了盎的失窃风 险 减少了重选作业所需的劳动力 从复杂硫化矿中使用重选法回收盎历来是一个相当棘 手的难题 但是帕斯明科 P a s m in o o 采矿公司的罗斯贝利 R o s e b e r y 选厂自 从在磨矿回路中应用了肯尼彝膏心机之 后 盎回收事增加了7 1 B 应当指出 如果台盘硫化矿 的绔矿粒度过粗 或者其中的游离盎音置较低 肯尼森离心 机的效率也套降低 侧 浮选 固4 肯佩尔黄金选厂磨矿和逼砂重选流程 2 2 超转筒 P e I mwD 离心选矿机 这设备是由加拿大法尔康黄盎选矿机有限 公司 a l c g r t G o ld C o n c e n t r a t o r s In c 公司研制和生产的新型膏心选矿 机 图5 是S B 4 型实验室超转筒 S u p e r B o w 1 膏心选矿机的 构造图 如图所示 该机的主要核心为一立式塑料内转筒 其下部呈倒锥形 由壁光靖 其上部由两个来复强槽组成 槽底均匀地钻有一圈小水孔 以便让反砷永进入槽内松散 卜 一 J 辅 来蔓幕 韩俺一 叶靶一 J 日 恼 4 匣 冲 压 L胥1 i 砷术用 一 管睡 一 捧科阀 J l I1 t 5 s B 4 型实验室超转筒 s u p e f B o 州 离心选矿机 泷态化 精矿床层 该设备有两种转速可供选择 通过更换 盎的回收 粗精矿精选 以 及用于选矿试验等 电 机皮带轮来实现 分别产生相当于 1 2 O 倍和2 0 0 倍重力 1 嫱罐 如速度的离心加速度 给矿矿浆导入内转筒之 重矿物迅速膏心沉降在转筒 膏心选矿机经过一百多年的实践和研究 已经发展成为 的下半部 它们 呻的一部舟向上移动至来童槽内 反砷水将 振兴传统重力选矿技术的一支重要力量 流态化反冲水技 槽内矿物松散和精选 轻矿物园所受离心力小 被冲洗出转 术的应用巳成为研制现代膏心机的重要趋势 各种商效的膏 茼外成为尾矿 最后 在停机和中断培矿培永的阀墩 卸下 心选矿 机的 工业应用 大大降低了 重选可回收的矿物牲度下限 内转筒 将其中 精矿冲入精矿槽中 对于大型超转筒式膏一0 主要参考文碱 机 精矿由一套嵌入式喷洒集营冲洗到精矿槽中 1 L o u 虹 H 1 8 A H a n d b k o f G Io Mi l l r岫 L m口 丑 目前 市售超转筒式膏心机有四种规格 由于这种膏心M I c 皿 岫 d c o p p 3 1 9 3 机能静在高路矿量条件下很好地回收单体盎 它已经销售到 L e p l e A R B u v M V e l t m e y e r A R u 吣 世界上1 2 个国束中 它已用于砂盎粗选 磨矿回路中 下转第1 7 页 维普资讯 晷 曩 1 9 9 8 5 国外金属矿连矿 l 7 分子武力M O F e 2 0 的磁铁氧体粒子的悬浮液 其中M力二 价重盘属青予 如 Mn C o B a Mg 等 幸伟中等人 曾采用该工艺对赤铁矿的分选进行了研兜 舟选结果表 明 在转速2 0 5 0 r ra in 调浆浓度6 0 的条件下 可从畚铁 3 2 的培矿中获得品位和回收率分别为3 1 和9 5 3 的 铁精矿 丢弃尾矿的品位和产率分暑 I 为3 4 3 和4 3 2 3 磁流体分选 西 磁流体是磁性粒子在液体中形成 的超稳定的胶体悬浮液 磁流体的制备厦分选设备尚在不 断完善阶段 磁流体可分为磁流体静力分选和磁流体动力 分选 前者颗粒的行为取袅于它的密度 导磁率厦磁选机内 磁场方向和颗粒在流体中运动时的流体动力参数 后者可以 强他分选效果 加速分选进程 旋 转磁流体分选机是一种沿 轴线拉出的竖管 内裴磁流体作旋 转运动 其 中的颗粒戒沉 降或沿分青机高低向地被排出 该工艺能否得到广泛的应 用 关键在于制备廉价的磁流体 可以用铁砘蘸盐合成的 F e 超微粒子而剁成的水基磁流体 也可利用轧钢蘸洗废 液为原料 采用部分氧化一铁氧化共沉一表面处理的沆程 制备性能优良的水基铁磁流体 磁流体分选技术可咀 用来 回收盘 银 铂及盘刚石稀贵盘属 非盘属矿物以 厦从城市废 料中回收有价盘属 3 3 生物一磁选法 许多微生橱都有吸收戒沉积各种青子于其表面的素和 力 对于磁性青子 用磁选法可从周围环境捧除有青子载休 的微生物 A s巴唔伊等人研究了大量的盘属青子 结果表 明 微生物产生了明显磁矩 使它们得 以用磁连 法排 除 在大多数情况下 垒属青子浓度可从初始 1 0 0 p p m数量 殴 降至l p p m的水平 除了 对棱工业废水篼理之外 该工艺 将在选矿工业 贵垒属回收班厦其它工业领域中得到应用 4结 论 磁选是一种倚单而有效的橱料篼理方法 能避免化学处 理方法的药剂污染厦成本过高的弊螬 随着矿产脊舞的 贫 细 杂班厦对高质量的工业矿橱需求量的日蓝增长 工业 废水和城市污水篼理厦城市垃j 琵 的综合回收业的开发 磁选 技术将畚得到更大 更快的发晨和应用 考立献 l T V o b mla ma n y a m a n d K S E r i c F o ms b e r g I n t e r J M A t t P r o c e s s 3 0 1 9 9 o 2 6 5 2 8 6 2 赵塞栋 钴铁矿的还原培烧蘸选分离 有色金属 选矿部分 1 9 9 l 1 0 l 1 3 粽期 C K G2 0 1 7 5 干式电磁感应辊强磁诗机提纯硅线石浮选精 矿的研究 国外金属诲矿 旭 5 1 9 9 6 3 5 3 9 4冯桂婷 系列高教磁选机提纯蓝晶石族矿物的研究 有色盒属 选矿都分 5 1 9 9 5 2 1 2 5 M 搏菠 K 肖 勒特 旋转螺旋连续式强磁选机 国外盒属矿选 矿 1 9 9 6 2 5 2 8 6 陈忠信 摘译 采用感应铁酋介质的磁选法 国外选矿快报 1 9 9 7 1 5 7 划树始 鼓电选矿学 中南 1 业大学出版杜 1 9 9 4 2 8 熊太和 新型高效鼓选设备的研翻 开发与利用 江西有色冶金 科技情报 2 1 9 9 7 1 9 苏方胜 双立环永鼓高梯度磁诎机及其应用研究 金属矿 山 1 2 1 9 96 2 8 3 1 1 0 事明蓥 C R I MM一 7 5 0 3 0 0 1 型高梯度鼓分离呻G MS 设 备的研制 矿冶工程 t1 9 9 6 3 2 3 i l 1 旺柱慧 B R 阿尔维特蒜 一种新型稀土永酋强鼓琏机 国外金 属选矿 1 0 1 9 9 6 2 7 1 2 B P o r t i l 等人 利用高梯度永鼓磁选机从尾矿中目收铁矿 第 1 9 届国际选矿会议论文 1 3 彭舍请 蔡启森等人 Y D QC 一 5 0 0 1 T型湿式永鼓带式强场鼓选 机的研制 有色盒属 选矿都分 旭 3 1 9 9 7 3 4 1 4 冯定五稀土永鼓捧斥磁撮酋选机设计 金属矿山 怕 也1 9 9 7 3 4 1 5 J F L P 瓦特逊矿物工业超导酋选现状 国外金属矿选矿 l 2 1 9 9 5 1 7 2 3 1 6 H w ma g 工Y e 1 E E E T r a n s On Ma g n e i t i e 1 8 回1 9 8 2 1 8 孵 一 1 田1 1 7 幸伟中 撩建本 细粒铁矿凝聚磁种分诗法的研究 金属矿山 怕5 1 9 8 4 2 9 3 6 1 8 幸伟中 磁种分避技术 琏矿丛书 中国选矿科技情报网 1 孵7 1 9 Y a n m i n 帅丑 g E r i l F o r s s b c r g 鼓瘴体静力分选与磁流体动力 分选 国外金属矿建矿 怕 6 1 9 9 1 2 1 3 1 A s B哈伊等人 用微生物和高梯度磁建法提取重金属 国外 金属矿选矿 怕 1 1 螂 2 6 一曲 上接第4 页 an d r a a o 1 9射 A s t o r y of f F且l 口n 0 m 丑t 啡 of c衄 曲 m h t I I I 山 c m ou t c 1 y Vo L 3 3 No p p 2 7 一2 8 3 Ho 吣 r R Q w n a o d Ho x 1 9 9 6 p p啦啦 帕n o f t I t Fal c on Cb删r m f br f l ne 0 on cka t h i nl b E4 一f i q 9 N o i1 pp 1 1 4 3 I 1 5 6 4 Hob e