KYF-70浮選機沉槽原因分析及應用*

吳 杰，安恒媛，董天龍，陳 珺

（云南錫業股份有限公司大屯錫礦，云南 個舊 661018）

某公司選礦系統始建于1957年，經過近60年不斷的改造和優化升級，形成四個生產系統（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ系統），總生產能力為3 800 t/d，為適應公司的發展要求及設備的自動化和大型化，將Ⅲ、Ⅳ系統進行流程升級與改造，處理量由1 200 t/d提升到4 000 t/d。改造工程于2013年12月開工建設，于2015年1月帶水帶礦試車。碎礦以半自磨機+破碎工藝代替了傳統的三段一閉路流程，磨礦使用3臺φ（3 200×4 500） mm棒磨機，一段磨磨至-0.074 mm占65%，選別采用的是先浮后重的工藝，混合粗、掃選采用6臺KYF-70 m3浮選機，銅精礦經ETM-1 000塔磨機細磨后，經過4次精選，最終得到銅精礦和硫精礦，混合掃選尾礦經除硫后進入搖床重選得到粗錫精礦。

1 礦石性質

4 000 t/d新流程現階段所處理的礦種以錫銅為主的復雜多金屬硫化礦，元素多賦存于花崗巖與大理巖的接觸帶中，與矽卡巖交錯出現，或呈似層狀、透鏡狀產出，原礦由粗、細結晶致密塊狀硫化礦，浸染型矽卡巖硫化礦和斷層帶氧化礦等四種類型礦石所組成[1-4]。礦石屬中硬礦石，礦石真密度為3.1 g/cm3，原礦中的金屬礦物有磁黃鐵礦、黃鐵礦、黃銅礦、錫石、白鎢礦、鐵閃鋅礦等，脈石礦物有輝石、螢石、方解石、石英、云母、符山石等、銅礦物主要為黃銅礦，錫主要以錫石產出?；瘜W成分分析見表1，原礦硫、鐵、砷等含量較高，有用礦物錫、銅含量較低且不穩定，其中含錫0.2%～2.0%、含銅0.2%～0.6%。

表1 原礦化學成分Tab.1 Chemical component of raw ore %

2 工作原理及結構特點

KYF-70浮選機的工原理是葉輪旋轉時，槽內礦漿從四周經槽底由葉輪下端吸入葉輪葉片間，同時，由鼓風機給入的低壓空氣經風道、空氣調節閥、空心主軸進入葉輪腔的空氣分配器中，通過周邊的孔進入葉輪葉片間，礦漿與空氣在葉輪葉片間充分混合后，由葉輪上半部周邊排出，排出的礦漿向斜上方運動，由安裝在葉輪四周斜上方的定子穩定和定向后，進入到整個槽子中[5-8]。礦化氣泡上升到槽子表面形成泡沫，泡沫流到泡沫槽中，礦漿再返回葉輪區進行再循環，另一部分則通過槽間壁上的流通孔進入下槽進行再選別。其結構如圖1所示。

圖1 浮選機結構Fig.1 Structure of flotation machine

KYF-70 m3型浮選機的礦漿是由槽底四周由下端直接吸入葉輪葉片間（如圖1），其葉輪攪拌力強，且其槽體結構為“U”型，可以避免粗粒發生沉槽并減少礦漿發生短路現象。

3 使用過程中存在的問題

選礦車間4 000 t/d流程采用先浮選銅、硫后重選錫，銅硫混合浮選采用一粗二掃流程，掃選精礦按順序返回，共應用6臺KYF-70浮選機，其中粗選作業3臺，掃選一作業2臺，掃選二作業1臺，由于浮選機不能自吸漿，所以不同作業間有500 mm高差，礦漿液面可以通過中間箱來控制，待選礦漿給入給礦箱，并通過給礦箱和第一臺浮選槽中的流通孔流入浮選槽，礦漿依次通過一個作業的全部浮選槽后由中間箱和尾礦箱排出，浮選泡沫需要使用泡沫泵返回至上以一作業。

在初期的生產與調試過程中，浮選機的運行狀態良好，但是運行一段時間后，浮選機泡沫現象變差，電機電流下降，浮選液面出現明顯的晃動，經過探測，浮選機定子以下被礦砂堵死，葉輪起不到吸漿的作用，礦漿無法形成內循環，浮選機產生了明顯的沉槽現象，最終導致整個浮選機被埋死，不得不停產放礦，給車間帶來巨大的損失。表2是某年7月到12月因KYF-70浮選機沉槽導致的停廠時間。從統計數據可以看出，每月平均停廠時間高達50.5 h，車間小時處理量約為166.7 t，較長的停廠時間對車間經濟效益影響特別大。表3為某次停產后對70 m3浮選機第一槽、第三槽、第五槽槽內的沉砂進行粒度分析，其中，從沉槽表層到槽底分別為第一層到第五層，每層厚度約為25 mm。

表2 事故處理時間Tab.2 Handling time of accident h

表3 浮選機沉槽粒度分布Tab.3 Particle size distribution of sinking of flotation machine %

從上表中可以看出，槽內沉砂粒度偏粗，+0.2 mm粒級的產率最高達到60.51%，在取樣的過程中，沉砂中還含有少量（15～20）mm粒級的礦石，且每一槽中第五層粗粒級產率最高，說明浮選機在運行過程中，粗粒級會在浮選機底部逐漸累積無法及時排出，最終出現沉槽。

4 原因分析及解決措施

根據表3數據結果及現場分析，KYF-70浮選機箱體和中礦箱對粗顆粒的通過能力較低，粗顆粒在槽內越積越多，最終堵塞循環通道，出現沉槽，主要有以下幾方面原因：①旋流器溢流跑粗，大顆粒含量較多，最終進入到浮選機中無法排出;②中尾礦箱的容積偏大，粗顆粒上升速度慢，容易沉積;③在對浮選機的調節過程中，葉輪對礦漿的吸力弱，循環能力弱，假底內部粗顆粒通過率低，槽內粗顆粒容易沉積。

4.1 優化旋流器作業相關參數

旋流器的工作狀態與很多因素有關，主要包括給礦濃粒度、體積、壓力等，旋流器各尺寸參數[5-8]，在設計的時候，旋流器溢流直接進入到KYF-70浮選機中，如流程圖2所示，其溢流粒度直接影響浮選機的工作狀態，針對旋流器跑粗，大顆粒含量多的問題，對旋流器的給礦及本身的參數作了調整，主要從給礦粒度、濃度、體積、壓力等幾個方面作了調整：①將半自磨雙層篩第二層篩篩網尺寸由（3×6） mm改為（2×10） mm，以減少給入旋流器的粗顆粒產率；②控制旋流器給礦泵的參數調整，控制其頻率調整幅度和泵的兌水量，保證旋流器的給礦濃度和給礦體積的穩定；③將旋流器的臺數由2臺增加為3臺，將其給礦壓力由（1.2～1.8） kg/cm2調整至（0.5～0.7） kg/cm2的范圍內，以避免其給礦壓力過大造成溢流跑粗的情況的發生；④增加隔粗篩，預選隔除進入φ500 mm水力旋流器的粗顆粒，為旋流器穩定運行創造條件；⑤在旋流器的溢流處增加一臺隔渣篩隔渣，預先隔除開采搬運過程中混入的雜物及礦漿中的粗大顆粒，以免影響KYF-70 m3浮選機的浮選效果。通過以上幾個方面的調整，旋流器的溢流濃粒度能保持在要求的范圍內。

圖2 選礦工藝流程圖Fig.2 Process flow chart of mineral processing

4.2 對中間箱進行改造

針對中尾礦箱容積偏大、粗顆粒上升速度慢、容易沉積等問題，通過縮小中尾礦箱錐閥下部的容積，增設礦漿通道，提高粗顆粒的上升速度，將錐閥閥座、隔板向下移動 450 mm，用鋼板封死，同時閥桿加長450 mm。改造前后中間箱的結構及礦漿的流動情況見下圖3所示。

圖3 改造前后中間箱結構Fig.3 Structure of intermediate tank before and after renovation

礦漿靠浮選機自身配置高差，由上一作業流向下一作業。改造前浮選機中間箱下部垂直上升通較長，礦漿需到達錐閥閥座上部才能自流到下一作業。改造后礦漿在中間箱的運動方式發生改變，礦漿在中間箱內自上而下的運動，礦漿的垂直上升通道縮短，在浮選機配置高度一定的條件下，礦漿通過中間箱的時間縮短，有效地降低了粗顆粒在中間箱沉積的幾率。

4.3 對假底進行改造

浮選機假底與葉輪之間的間隙決定著浮選機的吸漿及礦漿的循環能力，間隙較大，礦漿循環能力較弱、粗顆粒礦物難以被礦漿帶起，滯留在浮選槽底部形成積砂，最終堵塞礦漿循環通道，加劇粗顆粒在槽底沉積。適當減小間隙，礦漿循環能力增強、可以減輕粗顆粒在槽底的沉積，同時也能適當增強浮選機的吸漿能力，增強礦漿的流動性，使粗顆粒通過浮選機的時間縮短。

KYF-70浮選機假底中粗顆粒通過率低，造成粗顆粒沉槽，為增大粗顆粒通過率，先把浮選機底部提高240 mm，并用鋼板封死，做成新的底面，然后再在新底面的基礎上把原先的假底提高280 mm，直徑增加500 mm，形成新的假底，在新加的假底上均勻地打上直徑為60 mm的孔。

4.4 充氣及電流參數的調節

浮選機礦漿循環能力的強弱與浮選機的功率呈現正相關性，而浮選機的功率和電流呈現正相關性，因此，浮選機電機電流較大時，可認為浮選機的循環能力較強，反之，則浮選機的循環能力弱。采用現場試驗的方法，確定浮選機的充氣量與電流的關系，采用排水取氣法測試粗選第2槽浮選機清水條件的充氣量。圖4表示清水條件下70 m3浮選機充氣量和電流的關系。

圖4 浮選充氣量與電流的關系Fig.4 Relationship between flotation machine inflating volume and electric current

可以看出，隨著充氣量增大范圍（0.3～1.0）m3/m2·min，浮選機運行電流不斷降低，浮選機的循環能力變弱，如果浮選機的循環能力太弱，粗顆粒就容易發生沉槽。在日常操作中，應時刻關注浮選電流的變化，根據電流變化情況，推斷浮選機礦漿循環是否正常。

5 應用效果

通過對以上幾個方面的優化及改造，浮選機沉槽問題得到了解決。據統計自2017年1月起至今浮選機沒有發生過沉槽事故，浮選機故障少了，混合粗選的作業效率得到了提升。以老廠塘坑礦為例，對改造前后混合粗選作業回收率進行統計，如表4所示。從表4中可以看出，改造前混合粗選作業效率偏低，而且波動較大，改造后混合粗選的作業回收率與改造前相比提高14.09%，泡沫中錫夾帶也較改造前降低1.6%。

表4 改造前后混合粗選作業回收率Tab.4 The recovery rate of mixed rough concentration operation before and after renovation %

6 結語

1） 通過對KYF-70浮選機給礦流程的結構及工藝參數進行優化，控制好浮選機給礦濃粒度，為浮選機的正常運行提供良好條件；

2）通過縮小中尾礦箱錐閥下部的容積，增設礦漿通道，提高粗顆粒的上升速度，可有效地降低了粗顆粒在中間箱沉積的幾率；

3）適當減小假底及葉輪間隙，可增強礦漿循環能力及浮選機的吸漿能力，提高礦漿的流動性，減輕粗顆粒在槽底的沉積，縮短粗顆粒通過浮選機的時間；

4）日常生產管理中，應隨時關注浮選電流變化，預判浮選機槽底沉砂情況。