尼尔森离心选矿机机,黄金离心机

　　尼尔森选矿机(Knelsonconcentrators)是一种高效的离心选矿设备。它适于从矿石及其它固体物料中回收金、银和铂族等贵金属,并已成功地用于其它一些较大比重矿物的选别。实践表明,它已成为世界许多新建和改建的各种规模的黄金、有贵金属伴生的有色金属选矿厂选用的重选设备。 重力选矿作为主要的选矿方法之一,具有无环境污染、潜在适用面广的特点。但在过去相当长的一段时间内,随着矿物资源难选性增加,通常认为其技术发展空间和应用范围已十分有限。离心作用能产生高倍“强化重力”的特性为重力选矿进一步发展提供了理论可能。多种离心选矿机的出现正是建立 在此基础上。但物料选别床层迅速压死,缺乏足够 的有效分选时间一直是此类设备的大缺点。 拜伦尼尔森(ByronKnelson)先生成功解决了上述难题,发明了以其姓氏命名的“尼尔森选矿机”。实践证明它能很好地适用于贵金属选矿和其他许多矿物的选别,并在世界范围内得到广泛认可和采用。 尼尔森选矿机早的商业产品始于1978年。到目前为止,它已在70多个国家使用,累积总安装已达2700多台套。我国已在山东尹格庄2000t/d的大型金选厂得到成功应用。
　　1 尼尔森选矿机结构与原理 111 基本结构 尼尔森选矿机的分选机构是一个内壁带有反冲水孔的双壁锥,可理解为由两个可一同旋转的立式同心锥构成。外锥与内锥之间构成一个密封水腔。内锥的内侧有数圈沟槽,并有按一定设计排列的进水孔,叫流态化水孔;内锥称为富集锥。
　　设备的其余部分由给矿、排矿、供水(气)装置及驱动、自动控制系统和机架等组成。112 工作原理 尼尔森选矿机是基于离心原理的强化重力选矿 设备。在高倍的强化重力场内,比重大和比重小的矿物的重力差别被极大地放大,这使得轻重矿物之间的分离比自然重力场内更加容易;而特殊设计的物料床层保持结构,在具有专利技术的流态化水和干涉沉降的相互作用下,能够持续地保持松散状态。 在上述条件下,重矿物颗粒能够取代轻矿物颗粒在选别床层中占据的位置而保留下来,轻矿物颗粒则作为尾矿排出,从而实现矿物颗粒按比重分选。加拿大麦吉尔大学的凌竟宏和A.R.Laplante推导出,在斯托克斯定律范围内,矿物颗粒在尼尔森选矿机内的瞬时径向沉降速度,当转数给定时,改变流态化水的速度,可改变矿粒离心沉降速度的大小。该机在生产运行时,富集锥内的离心加速度可达60倍或更高的重力加速度,当矿浆给入富集锥底部时,矿浆在离心力的作用下被甩向富集锥的内侧壁,并沿着内壁向上运动,同时由富集锥的进水孔连续向锥内注入水流使床层呈流态化。在离心力和反冲水力的共同作用下,单体金等重矿物颗粒能克服水的径向阻力,离心沉降或钻隙沉降在精矿床内。而脉石矿物因受离心力较小,难以克服反冲水力的作用,结果在轴向水流冲力和离心力的轴向分力共同推动下被排出富集锥成为尾矿。
　　2 适用物料及粒级 211 适用物料 尼尔森选矿机现有两种类型产品,一种是间断排矿型,另一种是连续可变排矿(CVD)型,根据精矿产率大小不同,两类产品各自适用于不同的情况。 一般以精矿产率011%为分界线,在分界线以下考 虑用间断排矿型,反之则用连续可变排矿型。间断排矿型选矿机排放周期取决于所处理矿石的性质、给矿量等,脉矿一般为1～4小时,砂矿一般为4～12小时。连续可变排矿型选矿机可连续排矿,并根据需要连续调节精矿产率,可在0～50%任意选择。间断排矿型尼尔森选矿机适用于贵金属回收,包括金、银和铂族金属。其中为广泛的应用是岩(脉)金、砂金及有色金属伴生金的回收;从镍铜硫化矿石中回收铂、钯等是近年来尼尔森选矿机应用的又一大进展。连续可变排放型尼尔森选矿机主要用来回收较大产率(一般大于015%)的有价组份。当目的矿物和脉石比重差大于115时,CVD型选矿机能使它们有效的分离。可应用于黑(白)钨矿、锡石、钽铁矿、铬铁矿、钛铁矿、金红石、氧化铁矿物和含金银的硫化物等较大比重矿物的富集,以及工业矿物除铁、粉煤的洗选等。除上述矿石之外,尼尔森选矿机已在多家选矿厂被用来从含金浮选铜精矿等物料中分选出高品位的金精矿,以此提高金的冶炼厂净返(NSR)系数,增加经济效益。另外它还在非矿物资源回收方面开始得到应用。
　　212 给矿粒度和回收粒级 尼尔森选矿机给矿粒度区间较宽,间断排矿型为0～6mm,连续排矿型为0～312mm。其回收粒级 很宽,以金回收为例,+38 μm为极易回收粒级,10～38 μm为可回收粒级,-10μm为较难回收粒级。在生产实践中,单体解离的金粒绝大多数为可回收粒级,因此这部分单体金较易回收。

　　3 生产实践 311 应用概况 尼尔森选矿机已在世界黄金工业中普遍得到应用,迄今为止,公司已累积售出2700多台套设备,客户遍及七十多个国家。有数字表明,在产金大国澳大利亚,黄金年产量的35%由尼尔森选矿机产出,加拿大是30%～35%,南非和俄罗斯是15%。对铂族金属回收也取得了很好的效果,如在俄罗斯的诺里斯克(Norilsk)矿业公司,尼尔森选矿机被用来加强铂钯的回收,使得铂、钯的回收率提高了6%～8%。该公司已成为尼尔森公司的大客户之一,安装KC-XD48(48英寸)设备已达26台.
　　应用已显现出良好的发展趋势,已开始在加拿大、俄罗斯和非洲等地区得到工业应用。应用情况调查结果 为了更好了解尼尔森选矿机的应用情况,在1998年曾对全球客户进行了随机抽样调查,摘录部分调查内容(平均值)如下:精矿Au品位为20949g/t;金回收率为31176%;设备运转率96189%;主要耐磨件使用寿命预期13978～40000小时;备件消耗成本018美分/t(以CD30英寸为例)。 调查结果说明,尼尔森选矿机具有令人满意的重选工艺性能,设备日常维护工作量和费用很低. 在炭浆厂的应用 南非的PresidentSteyn金矿采用炭浆工艺,月处理矿量70000～95000t。在1999年后期到2000年3月,对磨矿流程进行了改造并引进尼尔森选矿机进行重选。包括将1#和3#两台半自磨机改为全自磨和恢复2#磨机生产,三个磨矿回路各加装1台KC-CD20(20英寸)尼尔森选矿机。 优化工艺流程以期达到如下目标:降低浸渣品位;消除偶尔浸渣品位极高的(不稳定)现象;降低入浸品位和减少浸出时间;增加金总回收率1%～2%;有效的安全性;改善现金流(较大部分金尽早产出)。 在试验结果评估的基础上,该矿先后在2000年3月15日之前安装了3台CD20(20英寸)设备。 第1台设备安装到3#磨机回路,于1999年11月15日试车,并于当月底比预期多产金62kg,这部分金来自于原系统的金沉积和循环负荷;第2台安装在2#磨机回路,当时磨机是新衬板,没有发现预想的“丢”金现象。尼尔森选矿机使得循环负荷中金没有再进入衬板中。 安装时将一段旋流器位置提高,在沉砂池的底部加装带有控制阀的6英寸出口管,给料至筛孔为3mm的筛子。筛下物自流到尼尔森选矿机,筛上物和选矿机尾矿自流进入磨机给矿端。控制阀由选矿机的独立控制系统控制。 第3台尼尔森选矿机装在1#磨机回路,2000年3月15日试车使用。

　　 选矿机的精矿各自排至储料箱中,用安全笼防护。每天清空储料箱,送至冶炼间进一步处理。选矿机的精矿经Gemeni摇床精选后焙烧、冶炼。摇床尾矿返回到磨机。Gemeni摇床精选的作业回收 率约为85%。 试验预期实际生产中尼尔森重选回收率可能为30%～32%(精选之前)。投产后,发现冶炼浇铸金的回收率已达30%～35%,估算尼尔森重选回收率为35%～41%;后经优化操作参数,冶炼浇铸金的回收率达44%～45%。估算尼尔森重选回收率可达51%～53%。 尼尔森的重选应用达到或超过原预期目标。浸渣品位由过去平均为0122g/t降至0116g/t;浸渣品位波动远比以前要小;入浸品位也由415～510g/t降为217～310g/t,由于要求的浸出时间减短,因此去掉了6个浸出槽中的2个;氰化物的用量降低10%;重选投产后金的总回收率大于97%,而过去 的月平均值小于95%,因此金的总回收率提高了 2%以上。代替磨矿回路中的传统重选设备 (1)代替跳汰机。位于西班牙的RioNarcea金矿是一个含铜矿山,Au410～610g/t,Cu012%～019%,其中铜90%以上为氰化易溶铜。 选厂于1998年初投产,处理能力60～70t/h,工艺流程为“跳汰重选+浮选+炭浸”。重选金回收率为2%,浮选金回收率为70%,炭浸回收率为18%,金总回收率约87%。浮选金的冶炼厂净返(NSR)值仅为8215%。 从1998年10月起,采取加装1台30英寸尼尔森选矿机作重选为主要措施,辅以其他一些相关改造,30英寸尼尔森选矿机的精矿用12英寸尼尔森选矿机精选后卖出。至1999年10月,金的重选回收率由原来的2%提高到了20%～25%,这部分金的冶炼厂净返(NSR)值为9713%,仅此一项月增效益150000美元。此外还增加了选厂处理能力30%,生产流程更加稳定。 (2)代替摇床。澳大利亚的Paddington金矿处理矿石120万t/a,采用炭浸工艺。原设计在磨矿回路中的旋流器底流用摇床回收粗粒金,投产后重选金回收率仅为3122%。后改用2台30英寸尼尔森选矿机代替摇床,其重选回收率从3122%提高到3218%,并使选厂金的回收率提高了2%。应用结 果既减少了劳动力,改善了劳动条件,又提高了经济效益。