一.导言

“提高选矿回收率的研究”是省有色金属系统重点科研项目，是钼业公司重点技术攻关课题。选矿回收率是选矿厂的重要生产技术指标，是衡量选矿技术水平的标准标尺。提高选矿回收率是增加产量、降低成本、提高经济效益的主要途径。

该项目得到了省科委和有色公司的重视和支持，工行提供技术贷款。根据项目的总体安排，利用科技贷款提高选矿回收率的研究重点是研究和应用大型“高效”节能浮选设备，在第一个钼硫浮选系列(日处理能力5000吨)中形成新的浮选设备系列，测试和观察工业生产使用效果，为第二、三个浮选系列的继续推广使用积累经验，为∮3.6×6仪表球磨机的浮选作业配套创造条件。

选矿厂设计规模为年处理能力495万吨，日均处理能力1.5万吨，年产钼精矿9000吨，硫精矿24万吨，是目前国内最大的钼选矿厂。

大多数设计的浮选装置都是60年代初生产的产品。钼、硫、浮选用XJK机械搅拌浮选机426台，总装机容量4768Kw。这种浮选机浮选效率低，能耗高，属于淘汰设备。

经过多年的运行和磨损，设备性能明显下降，状况很差，维修频繁，泄漏时有发生，影响了设备运转率和选矿回收率的提高，造成了严重的经济损失。因此，新型浮选设备的研究和应用是一个亟待解决的问题。

通过对各种浮选设备的性能分析和比较，总结了国内外使用新型浮选机的经验。结合生产工艺的特点和选矿厂的具体现状，用新研制的XCF和KYF-24立方米充气搅拌浮选机代替XJK-5.8立方米机械搅拌浮选机。在首次钼硫浮选系列试验中，四个月的生产试验表明，设备选型准确，工艺配置紧凑，生产成功。

应用如此大容量的浮选设备，在作业回路中采用自吸，实现超大型浮选机的水平布置，在国内尚属首次。

二。首个钼硫浮选系列原设计及选矿回收率低的原因分析

(一)原始设计

选矿厂配有9台∮3600×4000mm球磨机，9套钼硫浮选系统与原系统并联。每三套为一个浮选系列，配有精选设备，形成一条独立的生产线，共三条平行生产线。这一次，大型充气浮选机用于取代第一个钼硫浮选系列中的所有机械搅拌浮选机。原始设备配置如图1所示。

(2)选矿回收率低的原因分析

选矿厂处理的原矿矿物组成简单，有用矿物晶体结构完整，辉钼矿嵌布粒度较粗，与脉石矿物的可浮性差异较大，是一种易选矿物。

经过多年的生产实践，工艺流程不断研究改进，历年来选矿回收率逐步提高。目前理论回收率已达87.5 ~ 88.5%，实际回收率在84.5 ~ 85.5%之间。但与国外同类选矿厂相比仍有差距，理论回收率低2 ~ 3%，实际回收率低4 ~ 5%。

通过长期调查和对比分析，发现回收率低的主要原因是浮选设备因素所占比例大。提高选矿回收率依靠浮选设备，效率低，效果差，对回收率影响大。设备运转率低，频繁启停对回收率影响较大。设备运转率在一定程度上制约着选矿回收率，尤其是实际回收率。

与国外相比，60年代初生产的“A”浮选机与美国克莱门斯选矿厂使用的“OK”浮选机浮选效率相差甚远，浮选机单位体积充气率不到国外的三分之二。所以浮选效果比较差。

由于各种因素的影响，自投产以来，浮选设备的作业率一直徘徊在较低水平。其中浮选设备故障频繁检修，影响约5 ~ 6个百分点。由于设备运转率低，开停，放矿损失严重，预计实际回收率损失2%左右。

基于以上分析，挖掘浮选设备潜力，改变浮选机类型是提高选矿回收率的首要任务。

3.浮选机的选择及设备配置的研究与设计。

浮选机的选型用了一年半的时间。单机容量的考核与研究；浮选机与球磨机组合方式的方案比较及工业设计:主机水平配置方式及可行性研究，浮选机刮削形式调查；浮选设备其他部件耐磨性的开发与研究:工艺的探讨与确定；辅助设施的选择和确定，主机淡水试验等研究、设计和试验任务。

由于时间短，任务重，关系到设备的选厂、停工、安装等重大问题。钼业公司领导高度重视，一位主要领导亲自挂帅，十几名工程技术人员参与研究工作。技术人员先后5次到外地考察，数十次咨询北京研究设计院的有关专家，分析比较各方案的优缺点，严格论证，精心计算，最终确定了实施方案。

(一)浮选机的选择

目前浮选机的种类很多，国外广泛使用的有美国丹佛的D-R，美国的WEMCO和DORR-OLIVER，芬兰奥托昆普公司生产的OK浮选机，挪威的AKER。瑞士法郎-X、KYF(XCF)、JJF、英国等。在中国被广泛使用。每种浮选机都有自己的性能特点和应用范围。因此，浮选机的选择是关键的第一步。

为此，我们广泛收集了国内外有关浮选机的资料，与设计和科研院所进行了认真的咨询，并重点考察了国内新型浮选机使用的选矿厂和生产厂家。经过分析比较，我们认为有两种类型的浮选机应用广泛，性能较好:一种是自吸式机械搅拌JJF浮选机，仿制美国WEMCO，另一种是SF浮选机，可以吸浆并与之配套。其特点是高叶片、低转数、假底等。另一类是模拟“OK”充气搅拌式的KYF系列浮选机和与之配套的具有吸浆能力的XCF浮选机。

结合选矿厂的工艺特点和生产条件，选择充气搅拌浮选机更有利。

1.矿石处理量大，采用大型充气浮选机，充气量可调节，不会因罐大吸气困难导致单位体积气体量相应减少而影响分选指标，大型自吸式机械搅拌浮选机吸气量难以保证。磨矿粒度粗，仿“OK”气动机械搅拌浮选机能适应粗粒矿物的浮选，技术指标有较好的保证，能提高选矿回收率。

2.大型充气机械搅拌浮选机比“A”浮选机节电40%左右，大型自吸机械搅拌浮选机节电10%左右。

3.曝气式机械搅拌浮选机不易产生下沉，而自吸式机械搅拌浮选机单罐超过8立方米时容易下沉；

4.KYF气动机械搅拌浮选机结构简单合理，有效容积大。同样容量的主轴重量只有JJF自吸式机械搅拌浮选机的三分之一。

与BS-K系列相比，KYF系列仿“OK”同为充气式机械搅拌浮选机，但前者有以下优点:

首先，KYF和XCF可以一起使用，以实现横向配置，BS-K智能阶梯配置。阶梯配置的缺点是需要较大的高差，现有厂房高度难以满足要求，泡沫产品和中矿需要泵输送，管理复杂。

其次，与同体积的BS-K相比，KYF重量大，成本高。

综上所述，选择KYF和XCF浮选机更有利。

KYF浮选机性能特点:叶轮采用高叶片，低转速，叶片与矿浆接触面积大，叶轮搅拌能力强，矿浆分散面积大，有利于提高曝气能力，减弱浮霜程度。另外，矿浆在叶轮腔处开始与空气体接触混合，缩短了矿化时间，提高了浮选速度。从叶轮腔开始的这种形式的泥浆-气体接触比“OK”浮选机在叶轮周围接触和混合矿化要好。这是因为混有空气体的浆液比重轻，减少了搅拌浆液所用的功，节省了动力消耗，延长了叶轮和定子的寿命。悬挂式空定子由径向垂直板组成，支撑在箱体上。它既能阻止泥浆的旋流，又能使矿化气泡垂直上升到稳泡区。它结构简单，易于维修和更换。U型槽能保持液面稳定，槽的上段不断扩大，底部呈半圆形，符合流体力学特性，能避免粗矿粒在槽内沉降，有效容积大。详情见图2。

为了吸浆，XCF叶轮装有上叶片、盖板、中心筒和给矿管，其余结构同KYF。其结构图如图3所示。

(2)浮选机容积和浮选设备配置的研究与确定

浮选机容积和槽数的合理确定是保证浮选正常运行的必要条件。使用大型浮选机需要保证较高的浮选回收率，即保证所有矿浆在浮选槽中的实际停留时间。优化投资、电耗、设备维护等综合指标是一项非常关键的任务。

目前磨浮车间的选矿工艺经过多年的实践和改进，基本合理可行。共有10台球磨机，包括一台∮3.6×6.0m溢流球磨机(设计处理能力为103吨/台·h)和另外9台∮3.6×4.0m格子球磨机(设计处理能力为70吨/台·h)。因此，确定浮选机容积，必须满足矿石的日处理能力。

这种设备改变首先在第一个钼和硫浮选系列中进行。相关计算和比较如表1和表2所示。可以看出，粗选扫选24立方米，精选8立方米。槽数合适，能满足每次作业的过浆能力，安装功率低，占地面积小，能充分发挥大型浮选机的优势。

表1

(3)主机配置模式的研究与确定

大型充气浮选机的配置方式是本次研究工作的重点，也是难点。资料显示，国内外采用该型机的选矿厂，由于不能实现自吸矿浆，均采用阶梯式配置的形式。许多选矿厂的浮选设备由于受原厂房高度和工艺高差的限制，无法进行阶梯式配置，严重影响了新型高效浮选设备的推广应用。我们也面临着这个难题。如果阶梯配置的每个操作间有400mm的高度差，24立方米钼粗选，一扫和二扫后的硫粗选，硫扫尾矿必须自己流入尾矿溜槽，高度差根本满足不了。此外，阶梯配置复杂，泡沫、中矿甚至尾矿都需要用泵输送，不仅增加了投资，增加了电耗，在管理上也造成了很多麻烦。车间内的泵管理也是一个薄弱环节，不宜采用阶梯配置。但是第一次采用横向配置有风险。因此，大型充气浮选机的自吸能力成为技术重点。如果吸浆不畅，巨大的投资会造成巨大的损失。为此，我们与北京矿冶研究院的专家反复计算论证，根据矿浆性质和工艺特点多次修改相关参数，在理论上基本确定的前提下，确定具有吸浆能力的XCF浮选机为吸浆槽，KYF为DC槽，形成水平配置。

配置见平面图和剖面图。配置集中整齐，计算泡沫重力管道坡度和提升高度满足工艺要求。

此设计配置与原始配置相比有以下变化:

1.由于大型设备节省了大量空间，将硫分离室的硫粗选、扫选、精选和钼粗选作业全部移至钼粗选扫跨，既实现了紧凑合理的配置，又为腾出硫分离跨后的磁选作业提供了充足的空间，从而节省了磁选工程的投资成本，使硫分离作业的尾磁工艺更加方便。

2.在满足工艺要求的前提下，减少扫钼作业时间，但有充分的余地。通过改变类型增加球磨机的矿石量后，如果浮选能力不足，可以增加格数。

(4)浮选辅助设备选型的研究与确定

浮选辅助设备在选矿生产中也起着重要的作用。在充分考察调研的基础上，选用CK高效搅拌罐(∮3.5×3.5m)替代原有搅拌力弱、结花严重、能耗高的普通搅拌罐(∮2.5×2.5m)，风机选用D-450离心鼓风机。这两个规格国内也有。

四。清水试验

24立方米浮选机的选择适合选矿厂的具体情况和工艺条件。XCF-24立方米吸浆式和大型浮选机的平面配置是一个创新，没有厂家可以检验，相关参数只能凭经验获得。满足吸浆能力和高度，使叶轮磨损轻，功耗低是这个问题的关键。为此，我们与北京矿冶研究总院相关人员组织了XCF-24立方米浮选机清水试验，模拟了叶轮磨损对吸浆能力和吸浆高度的影响。测试条件和结果见表3、表4和图6。清水试验结果表明:

表3 XCF-24 m3泥浆吸收试验条件

注:吸入高度是指溢流面与进料溢流面之间的高度差。

图6吸浆量与吸浆高度的关系曲线

(1)当浓缩机工艺要求的吸浆最大高度为950mm时，吸浆能量均超过要求(>:12m3/min)，并有一定的余量，能满足生产时工艺条件的需要；

(2)同样的吸入高度，叶轮的圆周速度大，吸入量也大，但对应的功率大，叶轮磨损严重。所以要想办法满足吸入量，让叶轮的圆周速度低。低功率是最好的点。通过对比分析，我们选择的圆周速度为7.5m/s，与“A”浮选机的圆周速度(9.5m/s)相比大大降低，所以磨损轻，功耗低。

(3)叶轮磨损到一定程度时(模拟磨损为7mm)，对吸浆影响不大，仍能满足工艺要求。

动词 （verb的缩写）工业试验指标的归纳统计

经过一年半的设备选型、配置研究、工艺设计、清水试验、安装施工等。，将90槽“7A”浮选机更换为25槽24立方米浮选机(KYF-24立方米20槽，XCF-24立方米5槽)，采用8槽8立方米浮选机(KYF-8立方米4槽，XCF-8立方米4槽)。调试条件形成，负荷调试一次成功，设备运行正常。调试的技术指标总结和统计如下:

表8试验期间钼选矿同期技术指标对比

与第二系列相比，试验组第一系列粗选水平提高了2.79% (9.06-6.27%)，粗选回收率提高了0.79% (90.58-89.79)，粗选水平提高了3.04% (9.06-6.02%)，粗选回收率提高了1.16% (90.58-6.02%)，相比之下，粗选水平提高了3%左右，粗选回收率提高了1.0%左右。从表8中还可以看出，试验过程中的技术指标呈现逐月上升的趋势，这表明随着操作人员对新设备性能的熟悉和掌握，技术指标逐步稳步提高。

不及物动词结论。

1.首次研制出KYF-24m3 XCF-24m3浮选机，并在选矿厂应用成功，为企业带来了巨大的经济效益。

本项目研究、制造、施工、安装总费用约350万元。据四个月试验数据统计，选矿回收率平均提高0.9%，年节电381万KW.h，各种选矿药剂单耗降低25-40%。大约需要两年时间才能收回全部投资(包括贷款利息)。

2.采用具有吸浆能力的XCF-24立方米浮选机，实现了工艺流程的自吸，所有浮选作业水平布置，改变了大型浮选机梯次配置的传统方式，是选矿设备配置的突破和首创。

3.大型浮选设备有利于生产管理和自动化及计算机控制。节省占地面积，减少岗位人员。由于主机转速低，易损件消耗少，与国内广泛使用的“A”浮选机相比具有明显的优势。

4.开发了KYF-24立方米浮选机和XCF-24立方米浮选机，应用技术先进，效益明显。