?。ㄖ芎胛?，中南大學(xué)資源加工與生物工程學(xué)院 ）懸振選礦機是一種新型的細粒重選設備，該機是在拜格諾理論和流膜選礦原理的基礎上設計而成的，其分選原理是在復合立場(chǎng)中通過(guò)礦物粒的密度和粒度的不同實(shí)現分選。礦漿剛由分選錐面中心的給礦器進(jìn)入錐面的給礦區時(shí)，礦漿的流態(tài)為明顯的紊流狀態(tài)，在流動(dòng)過(guò)程中礦漿流膜由厚逐漸變薄，流速也慢慢降低，礦物粒在自身重力和回旋振動(dòng)產(chǎn)生的剪切斥力作用下在盤(pán)面上適度的松散、分層，此后分選錐面的低速轉動(dòng)將礦物依次帶進(jìn)有低速水流區域的精選區，并將不同密度和粒度的礦物帶進(jìn)尾礦槽、中礦槽和精礦槽。而在分層上，分選錐面最上面的表流層為密度和粒度小的輕礦物，這個(gè)表流層中的脈動(dòng)速度大小決定了回收礦物粒度的下限，大部分懸浮礦粒在給礦區即被排入尾礦槽；礦漿中間的流變層由粒度小而但密度大的重礦物和粒度大但密度小的輕礦物組成，此層的礦漿厚度是最大的，拜格諾力也是最強的。在此層中礦物粒群較為集中，沒(méi)有較大的垂直介質(zhì)流速影響，分層可以看成是近似按靜態(tài)條件進(jìn)行的，所以該層是按密度分層的較為有效層，之后隨著(zhù)設備緩慢的轉動(dòng)，部分礦物在精選區洗滌水的作用下被分選出來(lái)流到中礦槽中。與分選錐面直接接觸的沉積層中為密度大的重礦物，接近給礦器這端的為細粒重礦物，而靠近排礦端的為粗粒重礦物，由于細粒的重礦物會(huì )粘結在床面上不易被帶走，所以在精礦槽末端布置了一水力較大的沖洗水管將粘結在床面的細粒重礦物沖洗進(jìn)精礦槽。
1 懸振選礦機應用前景
1.1 懸振選礦機的應用優(yōu)勢
細粒礦物如金紅石、錫石等由于在礦石中的嵌布粒度細、礦物組成與嵌布關(guān)系復雜，屬于難選礦種。浮選工藝由于具有較高作業(yè)回收率，通常被用于處理細粒礦，但浮選工藝的藥劑制度復雜，藥劑種類(lèi)繁多，對礦泥的適應性差，且對環(huán)境存在污染，因此，實(shí)際生產(chǎn)中難于應用。重選工藝在細粒礦特別是非金屬礦選礦富集中經(jīng)常使用，但普通的重選設備普遍存在對細粒礦回收率低的缺點(diǎn)。因此，探索細粒礦的綠色高效富集工藝，對細粒礦物開(kāi)發(fā)利用、尾礦回收具有重要意義。
懸振錐面選礦機是依據拜格諾剪切松散理論和流膜選礦原理研制而成的新型微細粒重選設備，其設計獨具匠心、結構簡(jiǎn)潔、適用性廣，充分利用礦石顆粒粒度、密度的差異實(shí)現分選。該選礦機對-37+19微米的微細粒礦物如金紅石、重晶石、鋯石、錫石、鎢、鉭、鈮、鈦、鐵等金屬及非金屬礦物有良好的回收效果。
懸振選礦機作為極具針對性的產(chǎn)品，其具有以下應用優(yōu)勢。1）環(huán)保指數高，它屬于復合力場(chǎng)條件下的重力選礦設備，有別于浮選，不依賴(lài)于化學(xué)藥劑，所以不會(huì )造成環(huán)境污染；2）應用空間廣，可用于有比重差異的細粒礦物分離，尤其是氧化或部分氧化狀態(tài)的礦物，應用空間廣闊；3）能源消耗低，直徑4m的工業(yè)機電力功率約為0.7KW，且分選洗滌用水量少，可大大降低選礦廠(chǎng)的能耗成本；4）處理能力大，懸振錐面選礦機的處理能力是傳統礦泥搖床的10倍以上；5）入選粒級寬，-100微米（150目）可不分級全量入選，指標穩定；6）基建投資小，設備震動(dòng)性小，且安裝簡(jiǎn)單，可大幅度減少基建投資。
1.2 懸振選礦機的實(shí)驗及應用前景
宋翔宇等人通過(guò)對細粒金紅石礦重選富集工藝的研究表明，分別采用螺旋溜槽、普通礦泥搖床和新型雙曲波搖床選別細粒金紅石礦的粗精礦回收率均在 80% 左右，但品位較低，均低于6%，采用FALCON 離心選礦機選別時(shí)，粗精礦品位較高，在 8.5% 以上，但回收率較低，低于70%。而采用懸振選礦機選別該細粒金紅石礦效果最好，精礦品位和回收率均較高，分別為9.13%和80.96%。
秦廣林通過(guò)對廣西大廠(chǎng)細粒錫石研究，發(fā)現實(shí)驗室采用直徑3m的試驗用懸振選礦機處理廣西大廠(chǎng)的多線(xiàn)細泥搖床尾礦，在試驗過(guò)程中，通過(guò)調節重錘振動(dòng)頻率、分選面轉動(dòng)周期、給礦濃度、處理量和洗滌水用量五個(gè)因素,最終得到品位1.73%,回收率45.54%,富集比9.88倍的精礦產(chǎn)品。
目前，以68臺直徑為4米的懸振選礦機組構成的尾礦處理工藝的規?；I(yè)應用已在云南蒙自礦冶選礦廠(chǎng)建成投產(chǎn)運營(yíng)。投產(chǎn)以來(lái)取得了理想的效益，實(shí)際生產(chǎn)耗電小于0.7千瓦時(shí)；與礦泥搖床相比，直徑4米的懸振選礦機其處理能力是礦泥搖床的8～10倍，-19微米（800目）粒級的錫礦石回收率比礦泥搖床高出10%以上。
我國礦產(chǎn)資源的特點(diǎn)是貧、細、雜，即共伴生和貧礦難選礦多、礦石自然品位較低、單一大型礦床少等。由于生產(chǎn)技術(shù)水平和管理機制，采選技術(shù)、加工技術(shù)及設備相對落后等原因，礦產(chǎn)資源回收率低、單位礦產(chǎn)品的廢棄物產(chǎn)生量大，造成我國礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)利用浪費嚴重。國內外現有大量的尾礦，這些尾礦中大多含有數量可觀(guān)的有用礦物，因此，懸振選礦機應用前景十分廣闊。
2 懸振選礦機試驗
2.1 云錫集團老廠(chǎng)尾礦回收錫石試驗
表 1 試樣粒度篩析
| 粒級/目 |
產(chǎn)率/% |
品位/% |
分布率/% |
| +200 |
8.39 |
0.32 |
11.22 |
| -200~+320 |
4.14 |
0.31 |
5.36 |
| -320~+400 |
2.60 |
0.35 |
3.80 |
| -400~+800 |
13.95 |
0.61 |
35.56 |
| -800~+1600 |
18.44 |
0.23 |
17.73 |
| -1600 |
52.48 |
0.12 |
26.33 |
| 合計 |
100.00 |
0.24 |
100.00 |
試驗礦樣來(lái)自云錫集團老廠(chǎng)尾礦庫，該錫尾礦礦石總量約為2000萬(wàn)噸，含錫品位約為0.24%。測定樣品細度為-200目占91.61%，通過(guò)在光學(xué)顯微鏡下觀(guān)察發(fā)現：這部分細粒級的尾礦單體解離度較高，由于粒度較細，搖床沒(méi)有辦法回收。而-1600目粒級占53.48%，錫石分布率為26.33%，該礦石為細粒級難選錫石。試驗粒度組成見(jiàn)表1。
通過(guò)用懸振選礦機對該尾礦進(jìn)行分級（拋掉+200目粗砂）-粗選的初步試驗，回收效果非常明顯。在給礦濃度為20%時(shí)，粗選精礦產(chǎn)率為5.06%，品位可達1.82%，回收率為41.11%，尾礦品位為0.11%遠低于選別前的0.22%。詳見(jiàn)表2。
表 2 試驗結果
| 產(chǎn)品名稱(chēng) |
產(chǎn)率/% |
品位/% |
分布率/% |
| 錫精礦 |
8.39 |
1.82 |
41.11 |
| 中礦 |
4.14 |
0.22 |
9.96 |
| 尾礦 |
13.95 |
0.11 |
38.39 |
| +200目 |
2.60 |
0.36 |
10.55 |
| 給礦 |
100.00 |
0.22 |
100.00 |
2.2 鉭鈮尾礦試驗
表 3 試樣粒度篩析
| 粒級/目 |
產(chǎn)率/% |
Nb2O5品位/（g/t） |
Ta2O5品位/（g/t） |
| +150 |
40.76 |
86.60 |
89.20 |
| -150~+200 |
11.38 |
71.50 |
93.30 |
| -200~+320 |
16.31 |
92.10 |
116.80 |
| -320~+400 |
4.98 |
160.50 |
164.40 |
| -400~+800 |
15.84 |
315.60 |
318.00 |
| -800 |
10.72 |
86.40 |
91.00 |
| 合計 |
100.00 |
125.71 |
134.35 |
試驗礦樣來(lái)自金輝環(huán)?？萍加邢薰镜你g鈮尾礦，該礦樣粒度在320目以上的產(chǎn)率較大為68.46%，鉭、鈮品位相對較低，尾礦單體解離度較低。另外，該礦樣800目以下的產(chǎn)率為10.72%，鉭品位為86.40g/t，金屬分布率為7.37%；鈮品位為91.00g/t，金屬分布率為7.26%。由于該級別的鉭鈮礦屬于過(guò)粉碎狀態(tài)，粒級較細，目前的選礦設備難以回收，采用懸振錐面選礦機只能部分回收，大部分金屬會(huì )損失在尾礦當中，從而影響整體回收效果。詳見(jiàn)表3。
為探索懸振選礦機對細粒級礦物的分選效果，我們用320目標準篩篩取尾礦樣2000g，取篩下細粒級尾礦通過(guò)用懸振選礦機進(jìn)行一粗一精選別試驗，回收效果非常明顯。在給礦濃度為20%，Nb2O5品位為158.70g/t， Ta2O5品位為148.63g/t時(shí)，精礦產(chǎn)率為2.38%，Nb2O5品位可達5400.10g/t，回收率為81.14%，Ta2O5品位可達4774.50g/t，回收率為76.60%，富集比均在30倍以上。詳見(jiàn)表４。
表 4 試驗結果
| 產(chǎn)品名稱(chēng) |
產(chǎn)率/% |
Nb2O5品位/（g/t） |
Ta2O5品位/（g/t） |
| 鉭鈮精礦 |
2.38 |
5400.10 |
4774.50 |
| 中礦1 |
3.63 |
33.50 |
79.10 |
| 尾礦1 |
4.87 |
69.70 |
81.20 |
| 中礦2 |
24.10 |
30.60 |
26.70 |
| 尾礦2 |
65.02 |
27.60 |
33.10 |
| 給礦 |
100.00 |
158.70 |
148.63 |
3 結語(yǔ)
懸振選礦機是一種新型流膜選礦設備,分選面上的礦漿流態(tài)包括紊流、弱紊流和層流三種形式。因分選面上多數分選區域以層流為主,所以拜格諾力是分選面分選的主要影響因素。在選礦機的工作過(guò)程中,偏心錘旋轉使選礦機分選面一直處在回旋運動(dòng)中,層流中的除了礦漿流動(dòng)自身產(chǎn)生的速度梯度和分散壓外,還產(chǎn)生了附加的速度梯度和分散壓,這有助于增加分選面上礦物顆粒的有效分選,提高選礦指標。
細粒礦物如金紅石、錫石等由于在礦石中的嵌布粒度細、礦物組成與嵌布關(guān)系復雜，屬于難選礦種。研究表明懸振選礦機對-37+19微米的微細粒礦物如金紅石、錫石等金屬及非金屬礦物有良好的回收效果。與搖床相比，懸振選礦機對微細粒礦物的回收效果明顯提高。與浮選相比，懸振選礦機具有能耗低，綠色環(huán)保的特點(diǎn)。在對細粒礦物開(kāi)發(fā)利用、尾礦回收上具有廣闊的應用前景。
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