某高海拔大型铜多金属矿浮选粗扫选设备的选择

４２　湖南有色金属　ＨＵＮＡＮ　Ｎ０ＮＦＥＲＲＯＵＳ　ＭＥＴＡＬＳ　第２６卷第６期　２０１０年１２月　

某高海拔大型铜多金属矿浮选粗扫选设备的选择　

李小健，黄易柳，黄光洪　

（长沙有色冶金设计研究院，湖南长沙４１００１１）　

摘要：针对西藏某大型铜多金属矿规模大、建设场地海拔高的特点，通过对现有大型浮选设备的　调研和国内外大型铜矿的生产实践的考察，着重介绍了该项目粗扫选设备的选择。　关键词：浮选机；浮选柱；铜多金属选矿；高海拔选矿；大型选厂　中图分类号：ＴＤ９２８．１　文献标识码：Ａ　文章编号：１００３—５５４０（２０１０）０６—００４２—０５　

近年来，随着经济的发展，世界各国都面临着高　品位矿体日益减少，矿产资源日益枯竭，矿产资源的　井发利用逐步向边远地区、高海拔地区进军，大量低　品位矿体也正在被开发利用。为了满足人们对矿产　

资源的需求，选矿规模不断扩大，从日处理几千吨矿　石发展到几万吨，甚至十几万吨。各大制造商为了　

适应市场的需求，纷纷研制新型、高效、低耗的浮选　设备，规格从５０　ＩＴ１０到３００　１Ｔ１　不等。长沙有色冶金　

设计研究院设计的某大型铜多金属矿地处我国西藏　高原，矿山海拔高达５　０００余ｍ，选矿厂海拔也在　

４　３００　Ｉｎ左右，且规模特大，设计日处理原矿１０万ｔ，　矿浆流量大，选择适合的浮选设备做粗扫选是一个　重要课题。　

１　项目概况　

该铜多金属矿属于斑岩型铜矿床，矿石矿物组　成比较复杂，金属矿物以黄铁矿、黄铜矿为主，辉钼　矿次之，再次是黝铜矿、自然铜、白铁矿、磁铁矿、赤　

铁矿、褐铁矿、孔雀石、蓝铜矿、铜蓝、斑铜矿、方铅　矿、闪锌矿等；非金属矿物主要为石英、长石、黑云　母、绢云母、绿泥石、方解石、硬石膏、石膏、高岭石　等。矿石的矿物共生组合：地表为孔雀石一蓝铜矿　

一高岭石一褐铁矿一铜蓝，深部主要为黄铜矿一黄　铁矿一石英组合和辉钼矿一石英组合。原矿化学多　

元素分析结果列于表１…。　原矿中铜主要以黄铜矿，其次为蓝辉铜矿、铜蓝　

及辉铜矿等铜的独立矿物存在，它们的占有率为　

作者简介：李小健（１９６５一），男，高级工程师，主要从事选矿厂设计和　研究工作。　９５．３０％。原矿中钼矿物主要以辉钼矿的形式存在，　占有率为９８．５０％。　

表１　原矿化学多元素分析结果　％　

注：Ａｇ、Ａｕ含量单位为ｇ／ｔ。　设计工艺流程为钼铜等可浮选一铜浮选工艺。　

矿石经碎矿和磨矿至６５％一０．０７４　ｍｍ，首先等可　浮选钼一铜；其次浮选铜。铜一钼混合精矿再磨　（７５％一０．０３８　ｍｍ）后进行钼一铜分离，经一粗二扫　

五精得到钼精矿和铜精矿１；铜粗精矿再磨（７０％一　０．０３８　ｒａｍ）后进行铜精选，经一粗三扫三精得到铜　精矿２。铜精矿１和铜精矿２合并为铜精矿＿２　Ｊ。　

２粗选浮选机设计选型考虑因素　

根据原矿性质和设计选矿工艺流程，结合项目　特点，粗扫选浮选设备设计选型考虑以下因素（本文　所说粗扫选是指钼铜等可浮选一铜浮选工艺的粗选　

作和扫选作业）：　１．满足选矿工艺要求，该矿为铜多金属矿，原矿　

品位较低，铜只有０．４％～０．５％，粗磨矿粒度为　６５％一０．０７４　ｍｍ，属中等粒级低品位矿石的浮选。　

２．设备规格与选厂规模相适应，因该项目处理　规模特大，根据目前国内外选矿设备规格来看，单系　列配置无法满足选厂生产能力要求。本工程磨矿设　

计为四个系列，为了保持磨浮系统生产系列的一致　

性，减少分矿作业，粗选浮选设备也按四个系列进行　第６期　李小健，等：某高海拔大型铜多金属矿浮选粗扫选设备的选择　４３　

设备选型。　３．设备性能满足高海拔的要求，有足够的充　（吸）气量。有高海拔的良好使用业绩，设备技术先　

进，性能可靠，经济合理。　４．高效节能，运行成本低，设备磨损少，维修费　

用低。　

３浮选设备生产现状简述　

各大制造商的选矿设备研究人员针对矿石的特　

点，朝着大型化、多品种、低能耗的方向发展，研究出　了一系列构思新颖的浮选设备。通过市场调查和对　国内外大型铜矿的生产实践的调查了解，用于铜矿　或铜多金属矿最先进的大型浮选设备主要有：　１．威姆科Ｓｍａｒｔ　Ｃｅｌｌ自吸式浮选机，它是自吸　

气机械搅拌式浮选机，主要用于粗选和扫选，规格有　４２　ｍ０、７０　ｍ０、１００　ｍ　、１３０　ｍ　、１６０　ｍ　、２５７　ｍ　等多　

种规格。智利Ｍｉｎｅｒａｌ　Ｌｏｓ　Ｐｌｕｍｂｅｒｓ铜矿，使用１１　台ＷＥＭＣＯ　２５７　ｍ。Ｓｍａｒｔ　Ｃｅｌｌ（自吸式浮选机），智利　ＥＳＣＯＮＤＩＤＡ铜矿，海拔３　１００　ｍ，使用９４台ＷＥＭ．　

ＣＯ　１６０　ｍ　ＳｍａｒｔＣｅｌｌ自吸式浮选机。智利Ｃｏ１．　１ａｈｕａｓｉ铜钼矿，海拔４　５００　ｍ，使用５９台ＷＥＭＣＯ　

１３０　ｍ。Ｓｍａｒｔ　Ｃｅｌｌ自吸式浮选机。２００２年，我国铜　陵铜矿１８台１３０　ｍ　Ｓｍａｒｔ　Ｃｅｌｌ，目前已正常运行３　

ａ。２００５年，洛阳栾川钼业集团万吨选厂用８台１３０　

ｍ。Ｓｍａｒｔ　Ｃｅｌｌ。国内尚未生产５０　ｍ　以上的大型机　

械搅拌式浮选机。其主要特点：（１）威姆科自吸气机　械搅拌式浮选机可自动吸人浮选所需要的气量，不　

需要充气风机，操作控制简单平稳，这不仅减少风　机、建筑、管线、阀门仪表和隔音设备的投资，而且每　年可节约大量的风机运行维护费用；（２）威姆科自吸　式浮选机转子位置比充气式高，其所受磨损也较轻，　使用寿命一般为充气式转子的３～５倍，并且所有浮　

选机转动设备可实现在线更换，更换时系统中的其　它浮选机仍可正常运行，而且当系统因其它设备停　

止运行后，也不需要将浮选机内的浆液排空，在停机　

一段时间内仍可带料直接启动，这在实际生产中具　有很高的实用性；（３）威姆科浮选机的转子接近槽体　

表面，一旦目的矿物颗粒同气泡黏附，可在较短的时　问到达泡沫排放槽，减少颗粒和气泡分离的机会，提　高回收率。矿石浮选的目的就是将有价值的颗粒从　

矿浆中分离出来，通过增加颗粒同气泡接触机会，减　少黏附后脱落，可使目的矿物的回收率最大。一旦　目的矿物颗粒同气泡黏附，尽可能减少将气泡排出　设备的时间，可达到提高回收率的目的；（４）提升的　转子可使浆液在槽体表面由里向外流动，可促使浮　

选泡沫流人泡沫排放槽。　２．奥图泰的Ｔａｎｋ　Ｃｅｌｌ浮选机，它是充气机械搅　

拌式浮选机，主要用于粗选和扫选。世界上最大的　

浮选机——奥图泰的ＴＡＮＫＣＥＬＬ　一３００浮选机　２００９年已在智利Ｃｏｄｅｌｃｏ公司丘基卡马塔分部成功　

通过测试　３。在昆士兰Ｚｉｎｉｆｅｘ　Ｃｅｒｔｔｕｒｖ锌选矿厂使　用的最大Ｔａｃｋｌｅ浮选机的容积为２００　ｍ　，１０台２００　

ｍ。的浮选机在澳大利亚的Ｃｏｗａｌ金选矿厂中被使　用。奥图泰的Ｔａｎｋ　Ｃｅｌｌ＠浮选机的特点：（１）利用鼓　

风机，在任何海拔高度上都可以实现最佳的充气；　（２）基于矿物学和动力学的研究，Ｔａｎｋ　Ｃｅｌｌ＠在任何　

情况下都具有最优化的泡沫表面积。Ｔａｎｋ　Ｃｅｌｌ浮选　机被设计用来为特定的浮选任务，处理最大、运载率　

和泡沫负荷。满载下易启动；（３）圆柱形Ｔａｎｋ　Ｃｅｌｌ　＠浮选机作为粗选、扫选和精选设备，是理想的浮选　

设备，它使矿粒和气泡碰撞几率最大，并且减少了短　路；（４）底部安装的转子，使浆液向轴向流动，气泡远　

离排放槽。　３．美卓矿机ＲＣＳ型浮选机，它也是充气机械搅　拌式浮选机，主要用于粗选和扫选，从５　ｍ　到２００　

ｍ　共１２个规格。美卓矿机ＲＣＳ型浮选机槽体为圆　柱形，受专利保护的ＤＶＴＭ（深叶片）搅拌机构由具有　

独特布置的垂直的下边缘收缩的叶片和空气分散搁　板组成。ＤＶ　（深叶片）搅拌机构在浮选槽内，最大　

化地使颗粒一泡沫接触，使固体颗粒充分悬浮，并使　

空气充分分散和分布。浮选机构被设计成能够使矿　浆径向强流向浮选槽壁，并再强回流向叶轮下面，避　免发生任何矿砂沉槽。另外，也是这种叶轮设计，使　

矿浆尽量能再回流到上叶轮部分。垂直分散器叶片　促进径向流动，完全消除了矿浆在槽中旋转。　

４．Ｂａｔｅｍａｎ集团公司Ｂａｔｅｍａｎ　Ｒｏｕｎｄ（ＢＱＲ）浮　选机，它也是充气机械搅拌式浮选机。这种浮选机　

的特点是采用了一种已获专利的浮选机构，这种机　构可以方便地调节固体悬浮液，而且还能产生巨大　

的剪切力来强化气泡向颗粒上的附着。该设备的开　放的转子和悬挂的定子由聚氨酯制造，在正常的工　作条件下可连续工作２～４　ａ。此设备调节气流和泡　沫很简单，机构可实现动态平衡，以限制机构对浮选　

槽的振动。通过顶部密闭的内部暗阀来控制矿浆水　

平，可以保证在操作中颗粒不下沉，并创造一定阻塞　

流作用。给料箱和排料箱与浮选机整体相连，以提　湖南有色金属　第２６卷　

高结构强度。箱子还有一个６０。的斜坡。一排浮选　

机中第一台浮选机安装一个整体的半圆形的给料　箱，以减少厂房的长度。该浮选机最大规格为１５０　ｍ３。　

５．北京矿冶研究总院研制的ＫＹＦ一１１型浮选　机，它也是充气机械搅拌式浮选机，主要用于粗选和　扫选，规格有５０　ｍ　、７０　ｍ　、１００　ｍ　、１３０　ｍ。、１６０　ｍ　、　

２００　ｍ　。２００７年，金川有色公司新建１４　０００　ｔ／ｄ选　

矿厂应用２２台ＫＹＦⅡ一１６０浮选机，中国黄金集团　公司在内蒙某铜钼矿使用ＫＹＦ一１６０浮选机３２台；　

２００９年ＫＹＦ一２００浮选机的工业试验在国内某大　型铜矿完成ｌ４　Ｊ。ＹＦ一Ⅱ型浮选机创新点在于独特　

之处是采用了单壁后倾叶片倒锥台状叶轮和多孔圆　筒型气体分配器和较小的悬空式定子。槽体结构有　

“Ｕ”型、圆柱形，一般大于５０　ｍ　的浮选机采用圆柱　

形槽体结构。　６．加拿大工艺技术公司研制的ＣＰＴ浮选柱，是　

一种具有柱型槽体的无机械搅拌充气式浮选设备。　ＣＰＴ浮选柱的主要特点为正方形或圆形截面，直径　

最大达到６　ｍ，高度为８～１６　ｍ。在柱底部附近安装　可从柱体外部拆装检修的Ｓｌａｍｊｅｔ气体分散器。　

Ｓｌａｍｊｅｔ在浮选柱运行的情况下都易于插入和抽出，　检查、维修方便。ＳｌａｍＪｅｔ气体分散器等新技术，解　

决了充气器易结钙堵塞等技术难题，提高了自动控　制程度，使ＣＰＴ浮选柱在世界上得到普遍应用，已　

有超过５００台的浮选柱和无数的气体分散器系统在　南非、巴西、秘鲁、澳大利亚、智利、墨西哥、美国、俄　罗斯、中国和加拿大等３Ｏ多个国家使用，主要用于　

精选作业。　７．美卓矿机ＣＩＳＡ型浮选柱由圆柱和气泡发生　器构成。ＣＩＳＡ的气泡发生器由嵌入式静态混合器　

和一台离心泵组成。ＣＩＳＡ的气泡发生器起源于Ｍｉ—　ｃｒｏｅｅｌ　专利技术，该气泡发生器在根据品位一回收　率曲线调整浮选操作方面的高度灵活性可使选矿指　

标得到提高。矿浆从浮选柱的底部经由静态混合器　泵出，在静态混合器里空气和矿浆在高剪切条件下　混合，从而产生弥射泡沫。当空气和矿浆的混合物　通过位于静态混合器内部的固定叶片时，空气受其　

强力搅拌作用被剪切成非常小的气泡，气泡发生器　

所产生的细小、均匀气泡的典型尺寸在４００～１　２００　肚ｍ之间。气泡矿浆悬浮液从浮选柱底部进入后，气　

泡会上升穿过浮选柱富集区。　８．长沙有色冶金设计研究院研制的ＣＣＦ型浮　

选柱，属于高柱体逆流无充填式浮选柱，包括给矿装　置、排尾装置、柱体、充气装置、泡沫淋洗水装置以及　工业自动控制系统等主要部件。ＣＣＦ浮选柱工作　时，矿浆由给矿分配器均匀给人，然后沿浮选柱的整