[科普中国]-圆锥选矿机

简介

圆锥选矿机是近三十年来发展起来的一种高效、新型湿式重选设备。由于它没有运动部件、生产能力高、又可处理高浓度矿浆、一台设备可完成粗选、扫选和精选各个作业，受到选矿工作者的重视。因此，它在选矿领域方面的用途日益扩大，正在取代螺旋选矿机和摇床。据不完全统计，目前世界上已安装的圆锥选矿机有600多台，即每天通过圆锥选矿机处理的矿石达100万t以上2。

圆锥选矿机是一种给矿浓度高(55%一65%)、处理能力大(约70 t/h)、分选效果好及作业成本低的重选设备。自E . Reichert研制成功以来，迅速在世界各地广泛应用。

在我国圆锥选矿机是由广州有色金属研究院于70年代后期研制成功的，并先后在海南乌场钦矿、大厂锡石多金属硫化矿、攀枝花钦铁矿、齐大山铁矿等进行了大量的试验研究，取得了较好的效果。

圆锥选矿机的结构
圆锥选矿机是由扇形溜槽改进而成的，将圆形配制的扇形溜槽侧壁去掉，形成一个倒置的锥面，这就是圆锥选矿机的工作面。由于消除了扇形溜槽的侧壁效应和对矿浆流动的阻碍，因而改善了分选效果，提高了处理能力1。
圆锥选矿机分单层和双层两种，单层圆锥选矿机(单层锥)、双层圆锥选矿机(双层锥)可以单独工作也可以联合起来应用。双层锥的处理能力大，单层锥则小些。目前应用的圆锥选矿机大多呈多段配置，其中又常加扇形溜槽，在1台设备上连续的粗、精、扫选作业3。

单层圆锥选矿机的分选锥的直径约为2米，分选带长750-850毫米，锥角146°（锥面坡度17°）。在分选锥面的上方设置一正锥体，用于向西面的分选锥分配矿浆，成为分配锥。高浓度矿浆由分配锥中心给矿斗均匀流下，通过分配锥与分选锥之间的周边缝隙进入分选锥。在分选锥锥面上的选别过程与在扇形溜槽上相同。进入底层的重矿物由环形开口缓缓流入精矿管中，上层含轻矿物的矿浆流以较高速度流到中心尾矿管。调节喇叭口状的环形截矿板的高度即可改变轻、重产物的数量和质量。除了这种排矿方法外，重矿物亦可由靠近分选锥面末端的环形开缝排出。

为了提高设备处理能力，分选工作面可制成双层的。双层圆锥选矿机设置合适的分选锥层面距离，并让分配锥在周边间断开口，因而能平均地将矿浆分配到两个锥面上。单层锥和双层锥可以单独工作亦可联合起来应用。

现时应用的圆锥选矿机多是呈多段配置，在一台设备上实现连续的粗、精、扫选作业。为了平衡各锥面的处理矿量，给矿量大的粗选和扫选圆锥被制成双层的，精选圆锥为单层的。单层圆锥选出的重产物再在扇形溜槽上精选。所用扇形溜槽均带有扇形板以提高分选的精确性。这样由一个双层锥，1-2个单层锥和一组扇形溜槽构成的组合体，被称为一个分选段。底层最末段通常不再设单锥。由各段双层锥产出的重产物在进入单层锥精选时需加水降低浓度，而轻产物在进入扫选锥分选前最好脱除部分水量。设备最后产出废弃尾矿、粗精矿，还有产率大约占20%的中矿。中矿一般返回本设备循环处理。

分选原理
入选矿浆经分配锥均匀分配在选别锥的周边上(双层锥则通过指形分配器将50%矿浆分别进入上下两层分选)，矿浆在向中心流动的过程中逐渐变厚，借助矿物的比重、粒度及析离分层作用，重矿物进入底层，通过环形截矿缝排出作为产品;经单层锥分选出来的重产品给入扉形溜槽分选得最终精矿，尾矿进入下一段分选;双层锥和单层锥尾矿则越过环形截矿缝从中心筒排出与本段扇形溜槽尾矿合并送下一段再选;最后一段双层锥轻产品作为最终尾矿排出，重产品作为中矿与扇形溜槽尾矿合并返回圆锥选矿机给矿4。
由于圆锥选矿机选别段数多，因此重矿物的回收率较高，通过扇形溜槽截取器的调节可得到理想的精矿品位和适宜的富集比。

随着电子技术的应用发展，圆锥选矿机采用了浓度和流量的自动控制，使其生产效率得到进一步提高。

圆锥选矿机的优点
1.处理量大;节省厂房面积、基建投资低2。
2.设备构造简单、轻便、易制造，安装(安装每台圆锥需要9个工日，起重设备)。

3.造价便宜(包括辅助管道400美元/t 矿石)。
4.设备本身无传动部件，省电。
5.高浓度选别，省水，并可减少管道和砂泵运输量。
6.操作人员少，易操作，易于程序控制。圆锥选矿机由于采用浓度和流量的自动控制，可使生产效率进一步提高，生产管理更加简单。

7.生产费用，保养费用均较低。
8.寿命长，便于搬迁，易于检修。

影响圆锥选矿机工作的因素影响圆锥选矿机工作的因素与扇形溜槽相同。同组合扇形溜槽相比，圆锥选矿机的处理能力更大，而指标也较稳定。圆锥选矿机的处理能力大而作业成本低廉，适合于处理大宗低品位矿石使用。可以装设在陆地选厂或采砂船上2。随着圆锥选矿机的出现，解决了长期以来处理细粒级设备能力低的问题，被认为是重选设备发展的重大革新。

圆锥选矿机的应用在海滨砂矿中的应用
我国的海滨砂矿资源较为丰富，海南万宁乌场钦矿就是采用圆锥选矿机为主体设备进行海滨砂矿生产的厂家。该矿采用斗轮挖掘机进行干采，湿选厂选用3DS6FD圆锥选矿机，入选原矿1 500 t/d，原矿经1台圆锥选矿机粗选，两次螺旋溜槽精选，可以获得含TiO2 3.94 %/ ZrO2 4. 26%的粗精矿，回收率TiO2 24.56%、 ZrO2 82. 6%4。
万宁乌场钦矿的生产实践表明:以圆锥选矿机为主体工艺流程处理能力大、回收率高，与水冶一摇床工艺比较，粗精矿品位提高10.52%，回收率提高9.02%，选厂面积减少近90%，水耗降低了70%左右，粗精矿车间成本降低近50%，经济效益较好。

在大厂锡石多金属硫化矿中的应用
车河选厂工系列是处理大厂细脉带矿石的，该矿石为锡石多金属硫化矿，原生产流程中的前重选段采用跳汰机和摇床丢弃尾矿，这些设备耗水量大、占地面积大、选别效率低。根据车河选厂一期改造任务，前重选段采用圆锥选矿机和跳汰机联合丢弃尾矿， 工业试验表明:细脉带矿石采用圆锥选矿机和跳汰机联合丢尾是有效的，前重选段尾矿产率由35%提高到50%，全厂锡的回收率提高1.83%，生产成本下降4. 93元//t，按改造当年处理矿石量计算，年增效益可达402. 9万元4。

在攀枝花磁选尾矿中的应用
攀枝花磁选尾矿中含TiO28%一14%,主要含钦铁矿、钒钦磁铁矿、硫化矿(黄铁矿、磁黄铁矿、镍黄铁矿、黄铜矿)，脉石以钦辉石为主，其次为斜长石等。生产中粗选段采用铸铁X600 mm螺旋选矿机和1200 mm螺旋溜槽，这些设备处理量小，选别作业台数多，生产管理困难，影响选钦厂技术经济指标的提高，为此进行了圆锥选矿机的选矿试验，粗选用2台((3DSD)机，精选用1台(3DS6FD)机4。
工业试验结果表明，用圆锥选矿机完全可以代替生产中原先使用的选矿设备，且简化了生产流程，以年产5万t精矿的选钦厂计算，精选设备使用台数由155台减少到29台，占地面积为原来的1/3，节约水、电约40%以上。

齐大山铁矿试验
齐大山铁矿为难选红铁矿，经试验研究后，采用圆锥选矿机为粗选设备进行选矿，试验原则流程为圆锥一磁选一离心机4。给矿铁品位27. 14%，精矿铁品位65. 77%，回收率78. 01%，这表明圆锥选矿机用于红铁矿选别是可行的。

选用圆锥选矿机应注意的问题1.要隔除大于2-3mm以上的粗颖粒3。

2,矿浆浓度要保持稳定，波动范围在士2%较好。

3.给矿中小于30μm含量不能太多。最好先用水力旋流器脱泥。
4.不能在处理量太低的情况下操作，否则会大大降低选别指标，甚至无法正常生产。