工作原理
KYF系列浮選機的工作原理為: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,通過分配器周邊的孔進入葉輪葉片間,礦漿與空氣在葉輪葉片間進行充分混合後,由葉輪上半部周邊排出,排出的礦流向斜上方運動,由安裝在葉輪四周斜上方的定子穩定和定向後,分散到整個槽子中。礦化氣泡上升到槽子表面形成泡沫,泡沫自流到泡沫槽中,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。
KYF型浮選機均屬充氣型浮選機,葉輪直徑小,圓周速度低,可降低功率30-50%;槽內設有一個空氣分配器,因而空氣分散均勻;葉輪起離心泵作用,可是固體顆粒充分懸浮; 採用U型槽結構,可是尾砂沉澱積最少;葉輪結構及葉片間隙流倒設計合理,葉輪磨損較均勻,葉輪、定子使用壽命長。
技術參數
KYF型充氣機械攪拌浮選機技術性能
型號 | 有效容積 (m3) | 處理能力 (m3/min) | 葉輪 直徑(mm) | 葉輪 轉數(r/min) | 鼓風機風壓(k.p.a) | 最大 充氣量 (m3/m 2.min) | 電機功率(KW) | 單槽體重量(T) | 備註 |
攪拌用 | 刮板用 |
KYF-1 | 1 | 0.2-1 | 340 | 281 | ≥12.6 | 2 | 4 | 1.1 | 0.8 | 需充氣,無自吸礦漿能力,需階梯配置,可與XCF型配成機組 |
KYF -2 | 2 | 0.4-2 | 410 | 247 | ≥14.7 | 2 | 5.5 | 1.1 | 1.4 |
KYF -3 | 3 | 0.6-3 | 480 | 219 | ≥19.8 | 2 | 7.5 | 1.5 | 1.9 |
KYF -4 | 4 | 1.2-4 | 550 | 200 | ≥19.8 | 2 | 11 | 1.5 | 2.2 |
KYF -8 | 8 | 3.0-8 | 630 | 175 | ≥21.6 | 2 | 15 | 1.5 | 4.2 |
KYF -16 | 16 | 4-16 | 740 | 160 | ≥25.5 | 2 | 30 | 1.5 | 6.0 |
KYF -24 | 24 | 6-24 | 800 | 153 | ≥30.4 | 2 | 37 | 1.5 | 8.4 |
KYF -38 | 38 | 10-38 | 880 | 138 | ≥34.3 | 2 | 45 | 1.5 | 10.5 |
設計原則
(1)保證浮選槽內能充入足量空氣,使空氣在礦漿中充分地分散成大小適中的氣泡,保證槽內有足夠的氣-液分選界面,增加礦粒與氣泡碰撞、接觸和粘附的機會。(2)葉輪-定子系統所產生的流體動力學狀態要滿足浮選動力學的要求,以利於粗粒礦物與氣泡集合體的形成和順利上浮,建立一個相對穩定的分離區和平穩的泡沫層,減小礦粒的脫落機會。(3)葉輪攪拌力適中,流程暢通無阻,槽底不會有沉砂,同時保證較粗礦粒充分懸浮。(4)定子應有利於葉輪產生的旋轉礦流變成徑向礦流,形成細微空氣泡,降低能耗。(5)適當加大槽深,延長氣泡上升距離,以增加礦粒與氣泡的碰撞機會。(6)充氣量易於調節,操作簡單方便。(7)可在全負載下開、停車。(8)通過控制給氣、給藥、補水、調節液面,可迅速調節浮選過程,實現自動化控制。
設計研究
槽體設計:對於充氣機械攪拌式浮選機,由於不需要靠葉輪造成負壓來吸氣,而是靠鼓風機向槽內壓入空氣,因此槽體可以適當加深:(1)空氣消耗量隨槽深增加而減少,氣泡上升距離大,氣泡在槽內的時間延長,氣泡與礦粒碰撞機會相應增加,氣泡能得到充分利用;(2)由於浮選機葉輪直徑的大小直接與浮選槽的長寬有關,長寬加大則所需的葉輪直徑也大,長寬減小則所需的葉輪直徑也小,所以在容積一定的情況下槽深增加,則浮選槽的長寬可以減小,葉輪直徑就相應減小,功耗就會降低;(3)深槽在浮選過程中容易形成比較平穩的泡沫區和較長的分離區,有利於精礦質量的提高和回收率的提高;(4)深槽設備占據廠房的面積小,可減少基建投資。
葉輪設計:葉輪是機械攪拌式浮選機最主要的部件,它擔負著攪拌礦漿、循環礦漿和分散空氣的作用。浮選機的葉輪設計中需著重考慮下列問題:(1)攪拌力要適中,不應在槽內造成較大的速度頭,這是因為速度頭大會造成分選區不穩定、液面翻花,影響氣泡礦化,降低有用礦物的回收,同時增加了不必要的功率消耗;(2)通過葉輪的礦漿循環量要大,這有利於礦粒懸浮、空氣分散和改善選別指標;(3)礦漿在葉輪中的流線合理,磨損輕且均勻;(4)形式合理,結構簡單,功耗低。根據葉輪設計原則,煙臺鑫海礦山機械製造的KYF型充氣式浮選機在葉輪腔中裝置了多孔圓筒形空氣分配器,空氣分散均勻,氣漿結合好,受到高度好評。
葉輪形狀:根據離心泵的設計理論,葉輪葉片出口安裝角B有三種情況,即葉片前傾、葉片徑向和葉片後傾。對後向葉片而言,當流量大時產生的理論壓頭低,總理論壓頭中動壓頭成分相應較小,速度頭較低,這對於穩定礦漿液面有好處,符合浮選機流體動力學的要求。另外後向葉片流量較大時,功耗較低,因此,採用後向葉片形式完全符合浮選機流體動力學的要求。
葉輪的另一個重要作用是分散空氣,為此在葉輪腔中設有空氣分配器,空氣分配器能預先將空氣較均勻地分布在轉子葉片的大部分區域內,提供大量的礦漿-空氣界面,從而大大改善葉輪彌散空氣的能力,提高空氣分散度。
葉輪參數確定。確定葉輪結構參數是一個複雜的過程,除了進行理論計算外,還必須利用以往經驗,進行大量實驗,逐步取得合理的參數。由於確定葉輪結構之間的關係一般要進行大量的試驗,為了減少試驗費用,通常只在實驗室小型浮選機內進行,待葉輪結構參數之間的關係確定後,再用葉輪直徑這個表征葉輪結構參數的參數通過研究確定的放大倍數進行放大,並在工業型浮選機內進行試驗,最後得出所需的合理參數。
定子設計:根據大型浮選機的設計原則,定子應有利於將葉輪產生的旋轉礦流變成徑向礦流,形成細微空氣泡,穩定液面,防止翻花現象的發生並降低能耗。浮選槽內充氣-攪拌區需要較強的混合效果,礦漿處於紊流狀態,雷諾數一般大於104,而分離區和泡沫區又需要相對穩定,定子必須能夠將葉輪產生的切向旋轉的礦漿流轉化為徑向礦漿流,防止礦漿在浮選槽中打旋,促進穩定的泡沫層形成,並有助於礦漿在槽內進行再循環。其次,在葉輪周圍和定子葉片間產生一個強烈的剪力環形區,促進細小氣泡的形成。
浮選機套用
黃金作為一種特殊的礦產能源,其儲備量直接關係到我國的國際經濟地位。而我國大部分黃金選礦設備落後、效率低、耗能耗,導致資源利用率低、選礦廠和冶煉廠高耗低效。下面看一下新型的黃金選礦設備KYF系列大型浮選機的選礦效果和生產試驗結論。
充氣量大小可任意調整,空氣分散均勻,分散度高,氣泡大小及分布合理。浮選機液位計泡沫層厚度可通過自動控制系統根據需要調節,以滿足生產需要,可在滿負荷情況下開停車。各項指標均滿足大型浮選機設備原則及要求。
KYF系列大型浮選機每處理1t礦石可節能0.19kw.h電量,每年可節約25.1萬元的電能消耗費用。KYF浮選系統運行後,浮選機台數減少,回響地減少了備品備件的消耗,方便了維修保養,節約了維修費用和人工成本,充分證明了KYF大型浮選機有利於節能降耗。 KYF浮選機具有良好的分選效果:流程考察結果表明:KYF浮選系統比SDF-30浮選機系統處理量提高了33%。在原礦品位有所下降的情況下,精礦品位提高了2.33g/t,尾礦品位降低了0.04g/t,浮選回收率提高了0.36個百分點。
實踐表明,KYF大型浮選機在相同作業前提下,浮選處理能力提高了15%;在原礦品位下降0.04g/t的情況下,精礦品位提高了1.2g/t;尾礦品位下降了0.01g/t,浮選回收率提高了0.24個百分點,創造了巨大的經濟效益。
對於黃金選礦設備來說,原料綜合利用的關鍵好似改善浮選方法,提高浮選回收率。因此,像KYF系列大型黃金選礦設備浮選機這種大型、節能、高效的選礦設備在黃金選礦工業中就有了很大的發展空間。