浮选机与浮选柱浮选效果对比
浮选柱与浮选机分选细粒粉煤的对比性实验研究
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某选厂浮选尾矿浮选柱再选试验研究
Ｑ ｉ Ｓ ｈ ｕ ａ ｎ ｇ ｆ ｅ ｉ ｏ ｎ ｇ Ｈ ａ ｏ Ｌ ｉ ａ ｎ ｇ ｋ ａ ｉ Ｔ ｉ ａ ｎ Ｋ ｕ ｎ ｌ ｕ ｎ （ １ ．Ｇ ｏ ｎ ｇ Ｃ ｈ ａ ｎ ｇ ｌ ｉ ｎ ｇ Ｍｉ ｎ ｅ ｒ ａ ｌ Ｐ ｒ ｅ ｃ ｅ ｓ ｓ ｉ ｎ ｇ Ｐ ｌ ａ ｎ ｔ ｏ ｆ Ａ ｎ Ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ Ｍｉ ｎ ｉ ｎ ｇ Ｃ ｏ ｍ ｐ ａ ｎ ｙ ；
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煤泥的浮选试验研究
产率（ % ） 4． 41 30． 45 21． 54 11． 52 7． 70 24． 38
100． 00
灰分（ % ） 18． 17 21． 22 20． 29 19． 70 18． 41 28． 51 22． 27
注： 筛分重量： 200． 0g； 煤样灰分： 22． 27%
从煤粉筛分试验结果表 1 可知： （ 1） 煤粉样的主导粒级是 0． 5 ～ 0． 25mm，占煤粉 样 的 30． 45% ，其 灰 分 为 21． 22% ； 次 主 导 粒 级 为 － 0． 045mm，占煤粉样的 24． 38，灰分为 28． 51% ； （ 2） 该煤粉各粒级的灰分特征除 － 0． 045mm 粒级 灰分高于平均灰分外，其他各级灰分比较均匀，灰分值 均低于平均灰分； （ 3） 煤粉中 + 0． 5mm 粒级含量为 4． 41% ，含量虽 小但仍需在生产中注意控制入浮粒度； + 0． 074mm 粒 级含量为 67． 92% ，表明入浮平均粒度较粗。 2． 2 煤泥小浮选机分选正交试验 正交试 验 设 计 时 选 取 捕 收 剂 水 平 为 1． 33kg / t， 1． 53kg / t，1． 73kg / t，药比为 3： 1，5： 1，7： 1，浓度水平为 40g / L，60g / L，80g / L，据此设计三因素三水平的浮选正 交试验，正交试验安排表及试验结果分见表 2 和表 3。 由表 3 可知，满足要求精煤灰分指标（ 小于 9% ） 条件的试验为 3、4 两组，3 组的浓度为 40g / L，浓度较 低，与选煤厂一般的浮选入料浓度差别太大，不适宜用
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2012 年第 2 期
于指导实际生产而 4 组浓度为 60g / L，与重介选煤厂直 接入浮浓度相符； 精煤灰分为 8． 70% ，满足既定目标； 精煤产率为 75． 06% ，比第 3 组精煤产率高近 6% ，且 浮选 评 价 指 标 浮 选 完 善 度 为 59． 03% ，比 第 3 组 的 53. 90% 高，因此确定第 4 组试验条件用于指导浮选柱 试验，试验条件为： 捕收剂 1． 33kg / t，起泡剂 0． 27kg / t， 入浮浓度 60g / L。
选煤工艺介绍
从分选粒度上划分, 我国煤炭分选方法与技术主要包括粗粒( > 0.5mm ) 重选和细粒( <0.5mm) 浮选两大类, 分选粒度界限为0.5mm。
即把原煤分成两段分选，粒度大于0.5mm用一种选煤方法分选，粒度小于用另一种方法分选，这就是所谓的两段分选。
重力选：利用煤与矸石密度的差别进行分选的方法。
重介质选、跳汰选、风选等。
浮选：利用煤与矸石表面湿润性的不同进行分选的方法。
一、重介选煤1、重介特点分选效率高；分选原理明显，有利于实现自动化；投入产出比高；分选密度调解范围宽。
缺点：系统比较复杂，生产成本相对较高。
2、重介选煤的主要设备；1）立轮重介质分选机；结构简单，占地面积小，传动机构简单，用于块原煤，中煤分选，极其适用与难选及极难选煤的分选立轮重介质分选机的主要优点是：分选效率高于其它选煤方法；入选粒度范围宽，生产控制易于自动化；采用下降液流，保持分选机悬浮液稳定，因而可采用较粗的磁铁矿粉做加重质，能获得较好分选效果。
主要缺点是：生产费用较高，设备磨损较快，介质循环量比其它型重介质分选机大。
立轮重介质分选机主要用于洗选入料粒限为100-6mm的块原煤。
2）浅槽重介质分选机；重介浅槽是根据浮沉原理利用悬浮液，煤上浮，矸石下沉，煤从溢流口排出，矸石则下沉被运输设备运走。
重介质浅槽具有分选精度高，稳定可靠，维修量小，对块精煤没有破碎作用的特点，是块煤洗选的理想设备。
3）两产品重介质旋流器；无压给料重介质旋流器选煤，原煤不需经过泵和管道输送，因此具有以下特点：可减少入料原煤的再度粉碎；有利于适当提高旋流器的给料粒度上限；可减轻设备及管道磨损程度；可减少原料煤的提升高度，从而可节省厂房与设备投资；当加重介粒度较粗时，无压给料重介质旋流器有较强的适应能力。
重介质旋流器是一种利用离心力场分选未煤的设备，利用离心力可以产生比重力场高几十倍几百倍的离心力场，加速细粒级物料分选过程，提高分选精度。
4）三产品重介旋流器。
洗煤机械浮选柱的工作原理
灵敏的检测元器件，实现浮选柱液位、精矿品位的在线检测。
山东佰伦实业有限公司主营生产跳汰机、输送机、斗式提升机、浮选机、深锥浓缩机、振动筛、给料机、TBS粗煤泥分选 机、高效矿浆预处理器等矿用设备机械，公司专利产品有：矿浆分散机、深锥浓缩机、复振跳汰机、双控复振介质分选机、 原煤自生介质处理器。多年来积累并吸取了国内外洗选技术的经验精华，并通过了ISO9001：2000国际质量管理体系认证，
置采用效率高、重量轻的单轴或双轴圆弧齿圆柱蜗
杆减速器。刮板轴承采用寿命较高的铁基合油石墨 球面轴承。
2、浮选柱的工作原理 浮选柱为一个高达9～15m的柱体，矿浆从上部给矿管给入，由空气压缩机充气，通过下面的 竖置空气管形成细小气泡，均匀分布于整个断面上，矿浆在重力作用下缓缓沉降，气泡由下往上 缓缓升起，与矿浆中所要选取的有用矿物在柱中不断相遇。在对流运动中由于浮选药剂的作用， 所要选取的矿物便附着于升起的气泡面上，其余矿物则从下面锥底排出成为尾矿，由刮板刮入或 自流到泡沫槽中的泡沫为精矿，从而完成整个分选过程。另外，矿化气泡中可 能夹杂部分连生体及脉石粒子。这是因为，这些粒子的一部分由于表面附着了捕收剂，形成较弱
最大的难题，通过反复实验实践，我们最新研制出φ 8-φ 10深锥浓缩机，溢流水浓度达到每升0.5～1.0克/升，使选煤厂达
到了清水洗煤，解决了煤泥水处理问题，使小型选煤厂实现了零污染。 枣庄佰伦实业有限公司、鲁南矿山洗选机械研究所是一家科研、设计、生产、贸易集团性公司。企业职工320名,技术人 员占40％,其中高级工程师20名。公司从事洗煤机械生产已有近四十年的历史（原微山洗煤机械厂），早在1990年就研制 开发适于小型洗煤厂的小型跳汰机,填补了国家空白，其客户遍布华东地区,产品远销山西、陕西、甘肃、新疆等地。我公司 从1979年开始生产的提升机，是国内知名品牌。大柳塔洗煤厂、兖矿集团鲍店矿、东滩矿洗煤厂、枣庄柴里矿等国内几个 大型洗煤厂都是用的我公司提升机。
浮选机类型及其特点
书山有路勤为径，学海无涯苦作舟浮选机类型及其特点浮选设备有浮选机和浮选柱两大类。
浮选机根据充气方式不同，分为机械搅拌式和充气机械搅拌式两种形式。
机械搅拌式浮选机是靠机械搅拌器（转子和定子组）实现矿浆搅拌和充气，优点是不需外加充气装置即能自吸空气，其中有些型号浮选机还具有自吸矿浆能力，中矿返回易于实现自流；缺点是其充气量较小，电耗与磨损一般较高。
充气机械搅拌式浮选机是靠机械搅拌器搅拌矿浆，而充气是由另设压风机提供，主要优点是充气量大，且可调，叶轮磨损小，电耗低；缺点是无吸气能力，需另设压风机，除XCF 型具有自吸矿浆能力外，其它型号浮选机无自吸矿浆能力，需设置矿浆返回泵，配置不够方便。
我国使用的浮选机主要型号、特点和和适用场合说见表1。
表1 浮选机主要型号、特点和适用场合浮选机类型充气方式国内型号相当国外型号特点和应用场合研制单位机械搅拌式浮选机自吸空气XJMexahoбp“A”有一定的自吸矿浆和空气能力，但空气弥散不佳，泡沫不够稳定，易产生“翻花”现象；充气量不易调节，不适应矿石性质变化；浮选速度慢，粒度粗，密度大的矿物易沉淀；宜于易浮矿物，中小型浮选厂和大型选厂精选作业使用沈阳矿山机器厂JJFWemcoJJF－与XJQ 型浮选机结构相似，电耗低于XJ 型；磨损小，吸气量大，调节范围右在0.1－1.0m3/（m2·min）；槽的下部有固定的路线大循环，气泡得到充分弥散，矿浆面平稳；无自吸矿浆能力，需设置泡沫泵返矿，配置不便；适于大中型浮选厂粗扫选作业北京矿冶研究总院XJQWemco 沈阳矿山机器厂SFWemco 能自吸矿浆和较强的空气；槽中具有带后倾式双面叶片，实现槽内矿浆双循环；可单独使用也可与JJF 型浮选机组合成机组，SF 型作为作业首槽起自吸矿浆作用，JJF 型作为直流槽可发挥其具有优点沈阳矿山机器厂环射式自吸空气和矿浆；旋转叶轮甩出矿浆，叶轮下部中心能实现二次吸气，增。
磷矿石的浮选
磷矿石的浮选不同矿石类型的选矿工艺1.1我国磷矿石选矿近几年的研究和发展较快，从技术上来说与国外较为接近，技术和经验比较成熟。
根据不同矿石性质通常采用如下的选矿方法：硅质磷矿采用Na SiO，等抑制硅酸盐矿物而用阴离子捕收剂正浮磷酸盐矿物的正浮选工艺，分选效果较好，如宁夏贺兰山矿，工艺流程见图2。
图2 硅质磷矿正浮选工艺流程沉积钙质磷块岩采用H sO 或H PO 等抑制磷酸盐，阴离子捕收剂浮选白云石、方解石等碳酸盐矿物的单一反浮选工艺，工艺流程见图3。
对于含P O27．0% ，MgO 4．47% ，SiO，7．87%的原矿，用此单一反浮选工艺可以获得磷精矿P O 32．89% ，MgO 1．01% ，磷回收率95．32% 的良好选矿指标。
如想进一步提高品位，可采用正-反浮选工艺，即加Na CO 、Na SiO 等抑制硅酸盐，阴离子捕收剂浮选磷酸盐及含钙镁等碳酸盐矿物，然后再用H sO 或H PO 将pH值调至5．5～ 6．0以抑制磷酸盐，阴离子捕收剂反浮选碳酸盐矿物，这样可使磷精矿P O 含量提高到35．17% ，MgO降至0．78% ，R2O 31．97% ，磷回收率91．98% 的良好选矿指标，如贵州瓮福磷矿，工艺流程见图4。
图3 沉积钙质磷矿单一反浮选工艺流程图4 沉积钙质磷矿正-反浮选工艺流程沉积变质型硅．钙质磷灰岩属易浮磷灰石型磷块岩，采用Na CO 、Na SiO 等抑制硅、钙矿物，阴离子捕收剂正浮选磷灰石的直接浮选工艺，对含P：O 8．0%的原矿，经此工艺可以获得磷精矿P O 品位大于35% ，磷回收率83% 的良好指标，如湖北大悟县黄麦岭选矿厂。
沉积硅．钙质磷块岩类磷矿石即胶磷矿是磷矿石中最难选的一种。
它储量很大，占全国磷矿总储量的85%以上。
胶磷矿是一种结晶微细的与硅酸盐、碳酸盐胶结在一起的细晶磷灰石，晶格中的ca“可被Mg、Mn、Sr、Na、K、Sn等元素的离子所置换，磷酸根离子也可被其它阴离子基团所替代，造成表面性质发生变化。
选煤1
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浮选机与浮选柱浮选效果对比
钼在地球上的蕴含量较少，属有色金属矿藏。
随着近年来国际范围内钼产品价格的持续高位
运行，国内各地对钼矿资源的开发和利用普遍升温。
采用更加高效的分选工艺，更加有效合
理地利用现有的有限钼矿资源就成了各钼矿企业关注的热点。
但国内有些钼矿企业目前采用
的均为老式的浮选设备和工艺，效率较低。
近年来微细粒浮选设备研究取得了长足的进步，浮选柱分选技术等在钼矿分选领域中正在得
到广泛的应用，在提高精矿品位、提升产品档次和提高回收率方面显示出了比浮选机更为明
显的优势。
如能在资源有限的钼矿分选中得到广泛的推广和应用，无疑具有十分重要的意义。
传统的钼矿分选工艺是采用浮选机流程，流程复杂，精选往往需要7～10次；而采用浮选柱
分选工艺流程，精选段只需要2～3次就可以达到理想的精矿指标，甚至可以不需要扫选环
节就可以达到满意的回收率，大大简化了流程，提高了钼矿分选的效率。
1.矿石性质
大黑山矿石总体分为硫化矿和硫氧化混合矿石两类，但其矿物种类相近，主要金属矿物有黄
铁矿，辉钼矿，黄铜矿及少量方铅矿，闪锌矿，赤铁矿，钛铁矿等，辉钼矿为回收矿物。
非
金属矿物主要有石英，长石，黑云母，白云母，绢云母，方解石，高岭土，萤石等。
辉钼矿
在矿石中主要堪布在脉石中且粒度不均，较富的硫化矿中大于 0.1毫米堪布占67.53%，小于0.037毫米占11.57%，而较贫的混合矿石大于0.1毫米占11.99%，小于0.037毫米占34.36%。
2.选厂工艺流程
大黑山钼矿有两座选厂，设计处理能力分别为一选厂为3500t/d，二选厂为10000 t/d。
二选
厂精选采用老式浮选机，设备为GF-1.1型浮选机，采用8次精选，三次扫选。
而一选厂精选
系统为 KYZ3012型浮选柱。
采用三次精选，四次扫选工艺。
通过一年的现场实际生产中反应出，一选厂从精矿品位，实际回收率等生产数据都明显高于二选厂。
2.1一选厂线流程图
2.2 二选厂线流程图
该系统存在的主要问题是：①作业环节复杂、精选次数多、流程过长，不利于系统稳定；
②浮选效率较低（钼精矿品位48%左右）且不够稳定。
3.一选厂与二选厂精选设备使用情况
与GF-1.1型浮选机相比，KYZ型选柱主要有如下特点：
1、分选精度高，流程简单。
一选厂采用2次粗选、3次精选流程，可稳定获得高品位合格
钼精矿；与浮选机2次粗选、3次扫选、8次精选、3次精扫作业相比而言，流程结构大大简化。
2、动力消耗低。
由于圆盘真空过滤机脱水系统及浮选机本身都耗电量庞大，使得浮选机分选系统的电费为浮
选柱分选系统的3.43倍；浮选机分选工艺设备多，系统复杂。
3、系统运行稳定。
设备操作维护方便，故障率低，过程运行稳定；主要易损件为气泡发生器，浮选柱在分选及反浮选的应用表明，采用高标号氧化铝微晶陶瓷作为气泡发生器的内芯，气泡发生器可耐高硬度物料的磨蚀，经检验，一年的工业运行，主过流部件磨损率不到5%。
4、尾矿自动控制。
采用压力传感器-数显仪-电控阀门闭路控制，可实现液面的稳定调控。
同时留有远程控制接口，可实现集中控制。
尾矿处理是矿物加工中必不可少的重要环节。
采用
水力旋流器对尾矿进行浓缩脱水、分选富集等作业，具有工艺简单、效率高、投资低、占地
面积小等优点。
虽然旋流器结构简单，但其在运行中的影响因素却很多，根据尾矿的性质
（浓度、粒度等）及工艺要求（处理量、沉砂或溢流的浓度、产率、粒度等），确定旋流器
的结构参数尤为重要。
5、两种浮选工艺的经济比较
（1）设备投资。
相同处理量的浮选机和浮选柱的价格都差不多，投资的主要差别在于精煤
脱水系统，该系统的投资占了浮选机分选系统的60%，而在浮选柱分选工艺系统中，这部分
只占设备投资的40%。
（2）土建投资。
常规浮选机分选工艺由于要选用圆盘真空过滤机，所以一般要采用三层楼
设计，不但建筑面积增大，单位体积造价也高，而浮选柱工艺系统中采用厢式压滤机脱水，
大大减小了占地面积，同时由于充分利用了浮选柱的柱高优势，采用地面布置，使单位体积
的造价也有所降低。
后者为前者造价的18％。
（3）电费和工资。
由于圆盘真空过滤机脱水系统及浮选机本身都耗电量庞大，使得浮选机
分选系统的电费为浮选柱分选系统的3.43倍；常规浮选机分选工艺由于设备多，系统复杂，
所用人员比浮选柱分选系统多了许多，工资总额为其2.3倍。
而电费和工资占了常规浮选机
工艺系统主要运行费用的近70％，所以这两个因素是导致常规浮选机分选工艺系统运行费用
高的主要原因。
4.浮选柱自动控制系统
浮选柱与传统的浮选机不同，它不使用机械搅拌装置，没有了剧烈的搅拌，有助于提高选择
性及微细粒级矿物的回收率。
给入矿浆进入浮选柱，与气体分散系统产生的微小气泡所形成
的上升气泡区的方向相反而逆向下降。
与气泡碰撞并附着在气泡上的矿物升到浮选柱的顶部，最终达到矿浆（捕集区）与泡沫（精选区）的界面。
通过调节浮选柱尾矿管阀的一个自动控
制回路，将这个界面控制稳定。
浮选柱一般采用3个自动化控制系统来控制：浮选柱界面高
度控制系统、冲洗水流量控制系统以及分散器空气流量控制系统。
4.1 浮选柱界面高度控制系统
泡沫与矿浆的界面位置是通过球形浮子和超声波探测器或压力传感器进行测定的。
这两个系
统发出一个与泡沫和矿浆的界面位置成正比的信号，由PID控制器（或DCS，或PLC）调节浮选柱底流管路上的自控夹管阀控制。
在有些浮选柱中采用U型管原理，将尾矿通过一个U型
管接到一个与受控液位等高的尾矿槽中，调节尾矿槽的溢流口的高度便可调节浮选柱的液位。
另一种是调节尾矿泵或阀来改变尾矿排出量以稳定液位。
4.2 冲洗水流量控制系统
冲洗水的流量一般是通过流量计进行测定并通过流量控制阀进行自动控制。
流量的缓慢变化
是允许的，但是平稳地控制流量会得到更好的运行效果。
额定的冲洗水量是估算的，应进行
调节以产生适当的偏流率。
流量取决于给料速率、给料品位、预计的浮选柱溢流的质量回收率。
4.3 分散器空气流量控制系统
空气流量的控制是保持浮选柱良好运行的最重要的参数。
空气流量是通过流量计进行测定并
通过球形阀自动控制。
分散器集气管内的压力起到的作用是：SlamJet控制设定、分散器空气流率、界区供气压力。
准确数值要在运行状态下进行测定。
低于最小气体流率会使泡沫变得
不稳定，而高于最大气流率则在气泡开始聚结时，溢流中的固体颗粒回收率就会降低。
这两个值都会随着界面液位、药剂投放量、给料吨位、品位以及固体颗粒百分比的变化而改变。
5.生产指标对比
2012年全年生产指标对比
从表格数据中可以看出，全年一选厂精矿品位平均为55.339%二选厂为49.18%。
与浮选法相比，浮选柱具有更高的容积利用率、碰撞和粘附的几率，泡沫层的精选作用强。
因此，浮选柱从理论上讲，比浮选机的分选效果更好。
参考文献：
[1]李备备，浮选柱与浮选机分选效果的对比[J]，选煤技术，1998（1）
[2]石常省，旋流微泡浮选柱的应用分析[J]，洗选加工，2008（5）。