浮选柱试验选型数学模型分析

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1浮选柱直径的确定

对于不同的矿物，不同的粒级，其表观给矿速率与综合矿化率的关系曲线值是不同的，但曲线趋势是一致的，即随着表观给矿速率的增加矿物的综合矿化率也在增加，当综合矿化率达到最大值后，开始随着表观给矿速率的增大而减小。事实上，矿化率的测量，特别是带有二次碰撞黏附和脱落的综合矿化率的测量是不易实现的。对于浮选柱浮选指标的评价通常采用精矿品位β和回收率ε两个参数，这两个参数是易于测量和计算的。因此，我们需要将这两个参数和表观给矿速率Js联系起来，为了便于参数的选取，精矿品位和回收率合为一个参数，在此定义为经济综合数Ec。同时还要考虑选矿厂不同作业段对两者经济要素的要求，即考虑两者的权重，将精矿品位的权重系数设为A，回收率的权重系数设为B，图2所示为某一选矿厂典型作业段对两者权重系数的要求。不同作业段对精矿品位和回收率的要求是不同的，本文以精选1作业为例，根据所要求权重系数计算绘制表观给矿速率与经济综合数的关系曲线图，见图3。通过对图3中的经济综合数曲线进行二项式拟合，可得一般方程式。

2浮选柱高度的确定

不同矿种所需的浮选时间是不一样的，通常进行实验室小型试验，获得最优浮选时间，然后再根据生产实践进行放大，获得工业应用浮选时间T，这一参数一般在工程设计时会给出。通常情况下，给出的浮选时间还要和浮选时间—选矿效率关系曲线进行对比，确定其值处于一个合理的范围内。浮选时间—选矿效率关系曲线一般是通过生产实践和试验积累绘制出的大致曲线图，如图4所示。

3浮选柱直径的校核

浮选柱直径和高度确定后，浮选柱的规格即已确定。浮选柱直径的大小影响着浮选泡沫的回收，必须对其进行校核，本文采用泡沫载荷进行校核。浮选柱气泡发生器的形式确定后，其在矿浆中产生的气泡尺寸也已基本确定，计KYZ-B型气泡发生器产生的气泡直径为db、气含率为δ时的单位时间气泡含量个数可表示为:其中，κm—小于1的质量比例系数，为一经验参数。设计中的浮选柱精矿产率必须小于等于由式(10)计算的理论泡沫负载率。随着浮选柱直径的增大，泡沫的迁移距离增加，这一过程增加了矿化气泡中矿粒的脱落概率，即溢流堰溢流负载率小于实际泡沫负载率，即存在一个小于1的负载系数η，η与浮选柱直径D的关系如图5所示。同样地，设计中的浮选柱精矿产率必须小于等于由式(11)计算的理论溢流堰负载率。随着浮选柱直径的增大，溢流堰负载系数会显著减小，影响精矿有用矿物的回收，当溢流堰负载系数小于0.8时，就需要通过改变溢流堰结构来提高其负载系数，通常的方法是设置推泡锥和增加内置泡沫槽，或是采用径向泡沫槽。

4结论

不同的浮选柱结构有着不同的选型方法，即使对于同一类型的浮选柱，选型的方法也有很多种，试验选型法是一个复杂繁琐的过程，本文只是从表观给矿速率这一基点出发，建立起了KYZ-B型浮选柱的试验数学选型模型及校核方法。浮选柱选型除了在理论基础上进行计算推导外，还必须积累大量的生产数据，以确定不同计算阶段的各项系数。同时考虑经济和建设要求，还需要对计算完成的不同选型结果进行规整统一。在不影响浮选柱总体性能体现和实际生产需求的情况下，计算规格与实际规格允许有一定的偏差。

作者：韩登峰 单位：北京矿冶研究总院 矿物加工科学与技术国家重点实验室 北京市高效节能矿冶技术装备工程技术研究中心