浮选机分两大类:自吸气式和充气式。自吸气式靠叶轮旋转把空气吸进去,充气式靠外部鼓风机强制供气。好比一个是用嘴吸氧,一个是给戴氧气面罩。
充气式浮选机的叶轮主要作用是搅拌和分散空气,不需要兼顾吸气这个任务。所以叶轮转速可以低一些,功耗也低。鼓风机送进来的空气通过转子上的小孔均匀分散到矿浆里,气泡细密、分布均匀。
充气式浮选机的优势是充气量可独立调节,不管矿浆浓度怎么变,充气量稳稳的。气泡细度高,有用矿物和气泡接触的机会多,回收率有保障。但需要配鼓风机和管路,系统比自吸气式复杂。
结构和工作原理
充气式浮选机由槽体、叶轮、定子、充气装置、刮泡装置、传动系统和液位控制系统组成。
槽体。通常是矩形槽,每个槽之间有通道连通。槽体深度一般在1.2-2米,深度越大矿浆停留时间越长。槽体材质是钢板焊接,内壁涂防腐涂层或贴耐磨橡胶。
叶轮。安装在槽体底部中央,负责搅拌矿浆和分散空气。叶轮转速通常200-400转/分,比自吸气式低。叶轮材质有橡胶包覆和聚氨酯两种,耐磨耐用。
定子。固定在叶轮周围,作用是稳定矿浆流态,把空气剪切成细小的气泡。定子叶片数量和角度影响气泡大小。叶片多、角度合适,气泡就细。
充气装置。鼓风机通过主管道和支管将空气送到叶轮腔。空气量通过阀门或变频鼓风机调节。充气压力一般0.02-0.06MPa,气量0.5-2.5立方米/平方米每分钟。
刮泡装置。槽体上方的刮板把泡沫刮到泡沫槽里。刮板转速可调,泡沫层厚度通过液位控制来调节。泡沫层厚了精矿品位高但回收率降,薄了回收率高但品位降。
液位控制系统。通过调节尾矿箱的闸板高度来控制槽内液位。大型浮选机配自动液位控制,用超声波或雷达液位计配合气动闸板阀。
传动系统。电机通过皮带或直联带动叶轮轴,电机功率一般在每立方米槽容3-5千瓦。
云南某铜矿选厂处理量3000吨/天,粗选用16台充气式浮选机,单槽容积20立方米。充气量调到每平米每分钟1.2立方米,叶轮转速280转/分,铜回收率做到了91%,比原来用的自吸气式提高了3个百分点。
充气式 vs 自吸气式
| 对比项 | 充气式浮选机 | 自吸气式浮选机 |
|---|---|---|
| 供气方式 | 外部鼓风机 | 叶轮自吸 |
| 充气量调节 | 独立可调 | 受转速影响 |
| 叶轮转速 | 较低 | 较高 |
| 单位功耗 | 低 | 高20-30% |
| 气泡大小 | 细密均匀 | 较粗 |
| 矿浆浓度适应性 | 强 | 较弱 |
| 设备投资 | 需配鼓风机 | 单机成本低 |
充气式省电是公认的。同样是20立方槽,自吸气式电机功率要75-90千瓦,充气式45-55千瓦就够了,加上鼓风机每槽分摊10-15千瓦,总功率还是低不少。
充气式的短板是需要鼓风系统,管道多、阀门多,维护点也多。自吸气式开机就吸,没那么多外设。中小型选厂选自吸气式图个省事,大型选厂选充气式图个省电、指标好。
选型要抓住哪些关键点
选充气式浮选机,槽体容积、充气量和叶轮转速三件事要算清楚。
处理量决定单槽容积。处理量500-1000吨/天,选8-12立方槽;1000-2000吨/天,选16-20立方;2000-4000吨/天,选20-30立方;4000吨以上选30-50立方甚至更大。槽子越大,单位容积投资越低,但液位控制难度也增加。
矿物可浮性决定充气量范围。易浮矿物充气量每平米每分钟0.6-1.0立方米就够了。中等可浮矿物1.0-1.5立方米。难浮矿物需要1.5-2.5立方米。充气量不是越大越好,过大泡沫发黏、药剂消耗增加。
矿浆停留时间决定槽数。停留时间根据浮选动力学试验确定,一般粗选4-8分钟,扫选6-12分钟。停留时间除以单槽矿浆通过时间,就是需要的槽数。粗选通常4-8槽串联,扫选6-10槽。
叶轮周边线速度要合适。线速度过低搅拌不充分、气泡分散不好;线速度过高功耗大、叶轮磨损快、矿化泡沫被破坏。通常线速度控制在6-10米/秒。
核心参数参考:单槽容积2-50立方米,叶轮转速150-400转/分,充气量0.6-2.5立方米/平方米每分钟,叶轮电机功率5-150千瓦(每槽),矿浆浓度25-40%。
充气式浮选机能浮什么
铜矿。黄铜矿、斑岩铜矿。充气式浮选机气泡细密,对铜矿物回收有利。江西某铜矿年处理量1300万吨,粗扫选全部用40立方充气式浮选机,铜回收率稳定在89-91%。
铅锌矿。方铅矿、闪锌矿。铅锌浮选对泡沫层和液位控制要求高,充气式浮选机配自动液位控制,能精准调节各作业的泡沫厚度。
金矿。含金硫化矿。充气量大、气泡细,微细粒金回收有优势。但含粗粒金的金矿要用自吸气式,粗颗粒在充气式里容易沉槽。
铁矿反浮选。石英和铁矿物分离。反浮选需要较大的充气量和稳定的泡沫层。充气式浮选机能满足要求,且单位功耗低。
镍矿、钼矿。铜镍矿、辉钼矿。这些矿物浮选速度慢、停留时间长,充气式浮选机搅拌力适中、气量可调,适合长时间浮选。
不太适合的场景:粗粒浮选(大于0.3mm)颗粒容易沉槽;要求充气量特别大的难浮矿物,要考虑其他设备;含矿泥多的物料,充气式产生的气泡细,矿泥更容易上浮污染精矿。
充气式浮选机好在哪
充气量独立调节,适应性强。叶轮转速固定,充气量想大就大、想小就小。矿浆浓度变化也不影响。自吸气式充气量随转速变化,转速调高了搅拌强、泡沫细度下降,转速调低了充气量不足。
省电,运行成本低。叶轮转速低,搅拌功耗小。同样处理量,充气式的电耗比自吸气式低20-30%。大型选厂一年电费差几百万。
气泡细密均匀,回收率高。鼓风机供给的空气通过定子剪切,气泡直径一般0.5-2mm。气泡小意味着表面积大,矿物颗粒和气泡碰撞的机会多。细粒矿物回收率能提高2-5个百分点。
矿浆液位平稳,泡沫层可控。自动液位控制保持液面稳定,泡沫厚度恒定。精矿品位波动小,操作工省心。
槽体深,矿浆停留时间长。充气式浮选机槽深1.8-2.5米,自吸气式一般1.2-1.5米。同样槽容,矿浆流经路径长,有用矿物和气泡接触时间多。
安装要盯这几处
基础水平度要达标。浮选机通常是多槽串联,各槽基础标高误差不超过±2mm。水平度差了,槽间连接板安装困难还会变形漏浆。
叶轮和定子间隙要精准。叶轮上沿和定子下沿间隙控制在5-15mm。间隙大了空气分散不好,气泡粗;间隙小了叶轮容易蹭到定子,磨损快。
充气管路要干净。安装前吹扫管道,焊渣、铁锈清干净。管路上的阀门方向别装反,止回阀保证吹向槽内。
刮板轴要找正。多槽共用一根刮板轴,各槽轴承座要在一条直线上,同轴度偏差不超过1mm/m。刮板条和槽体边缘间隙3-5mm,不刮蹭槽体也得防止跑料。
液位控制系统要调试。现场模拟液位变化,看执行机构响应速度。自动控制打手动也能操作,留一手。
内蒙古某钼矿安装30立方充气式浮选机,叶轮和定子间隙没按图纸调,一边大一边小。投产后间隙大的一侧充气明显不足,泡沫层薄回收率低。停机拆开重调,前后耽误一周。
日常操作要点
充气量要适量。充气量大小用转子流量计或阀门开度控制。气量太小回收率低,气量太大泡沫发黏、泡沫槽跑料。标准是泡沫层饱满不破不堆,泡沫刮出时带脆响声。
液位要稳住。液位控制在泡沫层厚度50-150mm之间。液位高泡沫层厚,精矿品位高但回收率可能降;液位低泡沫层薄,回收率高但品位降。自动控制设好参数,打手动要勤调。
叶轮转速一般不动。转速出厂时就定好了,生产过程中不调。除非矿浆性质变化特别大,找厂家商量后再调。
泡沫刮出量要适中。刮板转速过快泡沫多、品位低;转速慢了泡沫堆积、刮不掉。调到泡沫刚好看不到明显堆积,刮板轻轻带过就刮走。
观察泡沫颜色和状态。铜矿泡沫黄褐色、泡沫致密、泡沫层厚说明药剂合适。泡沫发脆、气泡大说明起泡剂少。泡沫发黏消不掉说明起泡剂多或者矿泥重。
每班做样。测入料和尾矿品位、浓度、粒度、pH值。尾矿跑高马上找原因:充气量小了?药剂比例不对?液位高了?
维护保养做什么
每日检查:叶轮电机电流;鼓风机出口压力和风量;各槽充气管阀门状态;刮板运转有无异响;槽体有无漏浆;液位控制执行机构动作是否正常。
每周检查:叶轮和定子磨损情况,打开检修孔看;充气管道阀门是否灵活;刮板轴轴承润滑;泡沫槽和管道有无堵塞。
每月检查:拆检一组叶轮和定子,测量磨损量。叶轮叶片磨损超过原厚30%要换;定子叶片磨穿或缺口要换。检查槽体内壁防腐层有无脱落。
每半年:检查鼓风机轴承和皮带(或联轴器);清理空气滤清器;冲洗所有浮选槽,清理积矿;检查液位计探头有无结垢。
叶轮和定子是关键件。橡胶包覆叶轮寿命通常8-18个月,聚氨酯叶轮12-24个月。定子磨损比叶轮慢,换两次叶轮换一次定子。发现叶轮不平衡、振动加大立即换。
常见故障及处理
| 故障现象 | 可能原因 | 处理方法 |
|---|---|---|
| 充气量不足 | 鼓风机故障、阀门开度小、管道堵塞 | 检查鼓风机,开大阀门,清理管道 |
| 充气不均匀 | 定子堵塞、叶轮磨损、充气孔堵塞 | 清理定子,更换叶轮,疏通充气孔 |
| 泡沫发黏 | 充气量过大、起泡剂过量、矿泥重 | 降低充气量,减少起泡剂,添加分散剂 |
| 泡沫发脆易破 | 充气量不足、起泡剂不够 | 增加充气量,补加起泡剂 |
| 槽底积矿 | 叶轮转速低、矿浆浓度过高 | 适当提高转速(咨询厂家),降低浓度 |
| 电机电流超 | 叶轮磨损不平衡、矿浆浓度过高 | 更换叶轮,降低浓度 |
| 液位不稳 | 液位控制故障、尾矿箱卡堵 | 检查控制系统,清理尾矿箱 |
| 精矿品位低 | 泡沫层过厚、药剂过量 | 降低液位,调整药剂制度 |
选型建议总结
充气式浮选机适合大中型选厂。处理量1000吨/天以上,充气式比自吸气式划算。充气式省的电几年就把设备投资差价省回来了。
建议配自动液位控制。充气式浮选机不配自动液位控制,优势发挥不出来。液位手动调,操作工累还调不稳。自动控制头几个月多花点钱,长期看值。
定子叶片角度有讲究。不同厂家的充气式浮选机,定子叶片角度不一样。选型时问清楚充气量范围和气泡大小数据。有条件做实验室浮选试验,确定合适的气量和停留时间。
和吸入槽搭配要匹配。充气式本身不吸矿浆,每列首槽要用自吸式(如XCF型)吸入给矿。两种槽子的容积、槽宽、槽高要一致,方便串联布置。
国内某大型铅锌矿年处理量200万吨。粗选用20立方充气式浮选机,一粗四扫三精配置。配自动液位控制和在线品位分析仪。投产后铅回收率88%、锌回收率91%,单位电耗比同规模自吸气式选厂低不少。
充气式浮选机技术成熟、节能降耗效果好。选对规格、调好参数、维护跟得上,回收率和品位都能稳定达标。如果选厂规模大、电费高,充气式浮选机值得认真考虑。







