现阶段浮选机技术现状

　　现阶段浮选机技术现状

　　目前国内外使用的浮选机种类较多，差异主要在于以下几个方面：曝气方式不同;不同的搅拌方法;不同于转子结构;凹槽的形状和深度不同;运动方式、循环方式以及从上一个浮选槽到下一个浮选槽的方式不同。泡沫以不同的方式排出。因此，对浮选机进行分类的方法有很多。但是，实际生产中使用的浮选机通常是根据不同的曝气和混合方式进行分类的，大致可以分为四种基本类型。

　　经过一个多世纪的发展，浮选机无论是外观还是处理能力都与上个世纪大不相同。如今，随着矿山的不断发展，对浮选机提出了更高的要求，这也在一定程度上为浮选机的发展提供了方向。一般来说，浮选机的发展趋势包括：

　　大规模

　　浮选设备的大型化不仅增加了处理能力，而且减少了设备之间的连接、占地面积和成本。2012年之前，全球较大的浮选机产能为350m3。2012年，美国， 他州，的史密斯公司生产了一台更大的浮选机，容量为660m3。然而，在大规模技术，尤其是同规模放大技术中，仍有一些技术问题亟待解决。由于浮选机的容积变化，对安装功率、风量、风压等指标有不同的要求。

　　国内大型浮选机落后于国际先进水平。目前中国生产的浮选机产能不能超过100台。难点之一在于叶轮的设计。当浮选槽变大时，需要增强叶轮的搅拌力，这就需要更大的叶片和更高的功率。随着功率的增加，设备的能耗也会大大增加，使得大型浮选机遇到瓶颈。然而，一些矿山机械企业开发了新的浮选机，使用其他结构代替叶轮。如山东鑫海矿业科技设备有限公司生产的全断面气升微泡浮选机，利用气室和单向阀完成曝气搅拌功能，气室和单向阀由鼓风机充气。该装置不仅替代了叶轮，还节省了叶轮的能耗，据说节能60-80%。理论上，这种结构的浮选机可以根据需要制造得很大，完全避免了叶轮设计瓶颈对大型浮选槽的制约。

　　能源节省

　　选矿作业中，浮选机数量多，总功率大，常年运行，电耗不容忽视。中国提出了“碳中和计划”，即碳排放在2030年前达到峰值，碳中和目标在2060年前实现。因此，浮选机的节能升级势在必行。这也是提高选矿作业经济效益指标的一种方式，也符合我国“节能降耗”的政策。目前可以采用的节能方法如下：调整电机转速：目前根据浮选机电机的转矩特性，可以采用外置变频器改变电机频率，调整浮选机主轴电机转速进行节能改造。选择变频器时，要考虑场地的环境、海拔等因素。频率调节在一定程度上提高了电机、皮带和叶轮的使用寿命。当浮选机电机出现过载、缺相、欠压等故障时，变频器具有上述保护功能，可以及时停机保护，降低电机等电气元件的损坏率，从而延长浮选机的使用寿命。

　　改变叶轮形状：目前浮选机的叶轮有离心式、混流式和轴流式三种，轴流式叶轮又可分为扇形叶轮、斜平桨式叶轮和螺旋桨式叶轮三种。为了确定节能叶轮的基本形式，分别对垂直叶片、倾斜叶片、带弯曲叶片的蜗轮式叶轮和螺旋桨式叶轮等4种叶轮装置进行了分析和试验。叶轮结构如图2所示。试验结果表明，在相同的叶轮直径和相同的试验条件下，垂直叶片和垂直弯曲叶片的蜗轮叶轮能耗较高，而三叶片的螺旋桨叶轮能耗较低，仅为六个垂直平叶片的蜗轮叶轮能耗的1/7。

　　自动化

　　浮选是一个非常复杂的过程，它包含许多难以处理的复杂性，如大时滞、多变量、耦合、时变、非线性、不确定性和随机扰动。为了尽可能减少这些干扰选矿的因素，自动浮选工艺已经成为一种趋势。现阶段，矿浆液位、尾矿库闸门、泡沫层厚度、加药量和进料流量主要由敏感元件和检测仪器调节。

　　浮选机液位传感器：该传感器的原理是根据不同物质具有不同电导率的原理设计的。插入液体中的两个电极之间的电导率与电极的横截面积成正比，与两个电极之间的距离成反比。因此，浮选机的液位可以通过测量矿浆电导率的变化来确定。

　　浆池中常用的液位检测仪表有电容式液位计、吹气式液位计、超声波液位计和激光液位计等。经过长期的现场实践，得出激光液位计具有误差小、测量准确、使用寿命长、稳定可靠、维护工作量小、长期工作无位置漂移、无需仪器校准等优点。

　　曝气控制系统：浮选机浮选过程中液位和曝气的单参数闭环控制是实现浮选过程自动控制的第一步。目前，国内外公司已经开发了多参数浮选过程控制专家系统，并开始将其应用于浮选过程。

　　浮选机液位自动控制系统：在浮选过程控制中，传统人工调节方式的准确性和及时性难以保证。然而，现代浮选机液位自动控制系统不仅克服了人工调节的缺点，而且降低了浮选生产的能耗，提高了精矿的产量和质量，提高了金属回收率，给选矿厂带来了直接的经济效益，同时降低了现场操作人员的劳动强度。泡沫的数字图像控制：浮选泡沫由大量大小、形状和灰度值不同的矿化气泡组成，含有大量与浮选过程变量和浮选结果相关的信息。泡沫图像上有许多特征参数。通过分析各特征参数的物理意义及其与浮选时间(泡沫结构)的关系，定性指出各特征参数与泡沫结构的相关性。

　　由于某些矿物加工试剂的腐蚀作用，传感器会受到很大的损坏。因此，浮选传感器防腐材料的发展速度也会在一定程度上影响浮选自动化的发展。目前，瑞士和德国开发的传感器在性能和使用寿命上远远超过国内。我国浮选自动传感器的发展还需要材料、冶金、铸造等行业的共同努力。