浮選機(jī)自問(wèn)世以來(lái)，已經(jīng)有100年的歷史。在歷史上先后出現(xiàn)過(guò)法格葛倫、法連瓦爾德、米哈諾布爾、XJZ、SF、KYF以及BS-K等多種型號(hào)的浮選機(jī)，浮選機(jī)的容量也從最開(kāi)始的8m³發(fā)展到目前超過(guò)160m³的尺寸。自建國(guó)以后，我國(guó)在蘇聯(lián)浮選機(jī)的基礎(chǔ)上，開(kāi)始獨(dú)立研制浮選設(shè)備。目前，我國(guó)已經(jīng)具備制造超大容積浮選機(jī)的能力。那么，浮選機(jī)的發(fā)展歷史究竟是怎樣的？未來(lái)浮選機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)如何？本文將帶您知曉。

浮選機(jī)發(fā)展歷史簡(jiǎn)述

古代浮選

早在我國(guó)明朝年間，浮選就被應(yīng)用于醫(yī)藥和冶金行業(yè)。在醫(yī)藥方面，利用礦物表面的天然疏水性來(lái)凈化朱砂、滑石等礦質(zhì)藥物，使礦物細(xì)粉被泡沫抓取而飄浮于水面，從而與下沉的脈石分開(kāi)。在古代文獻(xiàn)中，亦有很多關(guān)于浮選藥物的描述，例如，據(jù)明朝李時(shí)珍《本草綱目》著作中記載，代赭石和云母等（即赤鐵礦）的加工過(guò)程為：凡使研細(xì)，以蠟水重重飛過(guò)，水面上有赤色如薄云者去之；又如雄黃的加工雄黃以甘草、紫背天葵、地膽、碧棱花等細(xì)削入坩堝中煮三伏時(shí)，濾出，搗如粉，水飛澄去黑者，曬干再研用；再如云母的加工過(guò)程是每一斤用小地膽草、紫背天葵、生甘草、地黃汁各一鎰，于瓷堝中安置，下天池水二鎰煮七日夜，以水猛投其中攪之。浮如蝸涎者即去之，如此三度淘盡。（文章來(lái)源：《中國(guó)古代的礦物加工技術(shù)———傳承與發(fā)展》，作者：王淀佐，姚國(guó)成）

冶金方面，在金銀淘洗加工過(guò)程中，利用金粉的天然疏水性及親油性，將鵝毛粘上油去刮取浮在水面的金粉，使其與塵土等親水性的雜質(zhì)分離?！短旃ら_(kāi)物》一書(shū)曾記載一種回收金銀的過(guò)程為：凡金箔黏物，他日敝棄之時(shí)，刮削火化，其金仍藏灰內(nèi)，滴清油數(shù)點(diǎn)，伴落聚底，淘洗入爐，毫厘無(wú)差。（文章來(lái)源：《中國(guó)古代的礦物加工技術(shù)———傳承與發(fā)展》，作者：王淀佐，姚國(guó)成）

近代浮選

進(jìn)入世界近代史，在第一次工業(yè)革命、第二次工業(yè)革命、第一次世界大戰(zhàn)以及第二次的多重背景下，西方資本主義對(duì)金屬的需求量不斷增加，而僅僅依靠重選就能達(dá)到工業(yè)使用級(jí)別的鉛鋅礦、鐵礦資源卻在不斷減少，而磁選技術(shù)亦不能處理細(xì)粒度礦石顆粒。因此，浮選作為一種選礦方法被明確提出。1903年，由埃爾默提出的混合油浮選法，是目前被認(rèn)為最早的現(xiàn)代浮選理論。他使用2kg/t的油，利用溶解在水中的空氣浮選粘附在油滴上的硫化物顆粒，同時(shí)也可以用礦漿酸化，釋放出CO₂氣體來(lái)作為上浮氣體的一部分。該法被認(rèn)為是現(xiàn)代浮選理論的起點(diǎn)，在此之后，浮選工藝取得了快速的發(fā)展，浮選設(shè)備的研制工作也緊鑼密鼓地展開(kāi)。

1909年，Goover T制造了第一臺(tái)可用于泡沫浮選的浮選設(shè)備—多槽葉輪攪拌裝置，1913年John Callow發(fā)明出充氣式浮選機(jī)，Robert Towne和Frederick Flinn發(fā)明出充氣式浮選柱。1914年Callow G獲得從槽子多孔假底噴入空氣的浮選設(shè)備專(zhuān)利。1915年Durrel制造出噴射式浮選機(jī)的樣機(jī)。

到了20世紀(jì)20年代，為了滿(mǎn)足當(dāng)時(shí)蓬勃發(fā)展的電力行業(yè)用銅的需求，國(guó)外制造商開(kāi)發(fā)出各類(lèi)型機(jī)械攪拌式浮選機(jī)和充氣式機(jī)械攪拌浮選機(jī)。從1930年開(kāi)始，隨著市場(chǎng)對(duì)銅金屬的需求一落千丈，新型浮選機(jī)研制一度停滯。到1945年二戰(zhàn)結(jié)束時(shí)，雖然充氣式浮選機(jī)還在使用，但機(jī)械攪拌式浮選機(jī)已經(jīng)成為當(dāng)時(shí)運(yùn)用最廣泛的浮選機(jī)類(lèi)型。當(dāng)時(shí)，一個(gè)大型選礦廠要采用超過(guò)100臺(tái)2m³左右的浮選槽，因此建設(shè)、管理和運(yùn)行成本很高。如1942年時(shí)美國(guó)的莫倫西選礦廠是當(dāng)時(shí)最大的選礦廠，處理能力為40.8kt/d，該廠采用432臺(tái)1.7m³的Fagergren浮選機(jī)。直到1960年，銅金屬的價(jià)格才再次攀升。經(jīng)濟(jì)蕭條和戰(zhàn)爭(zhēng)帶來(lái)的陰影漸漸散去，浮選設(shè)備開(kāi)始朝著大型化的方向發(fā)展，幾年后，第一臺(tái)大型機(jī)械攪拌式浮選機(jī)在Bougainville島的成功運(yùn)用，宣告了浮選機(jī)大型化的開(kāi)始。20世紀(jì)70年代以來(lái)，除了機(jī)械攪拌式浮選機(jī)外，充氣式浮選機(jī)和浮選柱等設(shè)備也在結(jié)構(gòu)、材料上不斷創(chuàng)新，逐漸被市場(chǎng)所認(rèn)可，獲得大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用。（文章來(lái)源：《浮選機(jī)發(fā)展歷史》，作者：沈政昌）

反觀我國(guó)，由于受到清朝末年閉關(guān)鎖國(guó)政策以及近代戰(zhàn)爭(zhēng)等原因，我國(guó)浮選機(jī)的起步較晚，發(fā)展也不順利。直到解放后，我國(guó)才開(kāi)始仿制前蘇聯(lián)的米哈諾布爾型浮選機(jī)。但由于受到當(dāng)時(shí)工業(yè)條件的限制，直到20世紀(jì)70年代才開(kāi)始自主研發(fā)，而第一臺(tái)JJF機(jī)械攪拌式浮選機(jī)則是到了80年代才被研發(fā)出來(lái)，后來(lái)又相繼出現(xiàn)了充氣機(jī)械攪拌式浮選機(jī)、粗顆粒浮選機(jī)、閃速浮選機(jī)、浮選柱等數(shù)十種浮選機(jī)。在當(dāng)時(shí)，可以基本滿(mǎn)足不同選礦廠生產(chǎn)要求。

改革開(kāi)放以后，我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)腳步逐漸加快，國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長(zhǎng)，借助于改革開(kāi)放的浪潮，浮選理論研究和浮選設(shè)備技術(shù)也被引進(jìn)、吸收、創(chuàng)新。近年來(lái)，隨著我國(guó)礦石品位下降，低品位難選礦石的二次利用成為熱門(mén)話題，因此，國(guó)內(nèi)浮選設(shè)備在大型化、多樣化和自動(dòng)化等研究方面取得顯著的進(jìn)步。

現(xiàn)階段浮選機(jī)技術(shù)現(xiàn)狀

目前國(guó)內(nèi)外使用的浮選機(jī)種類(lèi)繁多，其差別主要在于如下幾個(gè)方面：充氣方式不同：攪拌方式不同；轉(zhuǎn)子和定子結(jié)構(gòu)不同；槽體形狀和深度不同；礦漿在槽體內(nèi)的運(yùn)動(dòng)方式，循環(huán)方式以及由前一個(gè)浮選槽進(jìn)入到后一個(gè)浮選槽的方式不同；泡沫產(chǎn)品的排出方式不同。因此，對(duì)浮選機(jī)的分類(lèi)方式有多種。但實(shí)際生產(chǎn)中使用的浮選機(jī)通常按充氣和攪拌方式不同進(jìn)行分類(lèi)，大致可分為四種基本類(lèi)型，如下表所示：

經(jīng)歷了一個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展，浮選機(jī)無(wú)論是從外型，還是從處理能力上，均與上個(gè)世紀(jì)有較大差別。現(xiàn)如今，隨著礦山的不斷發(fā)展，也對(duì)浮選機(jī)提出了更高的要求，這也在一定程度上為了浮選機(jī)的發(fā)展提供了方向，總體來(lái)說(shuō)，浮選機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)包括：

大型化

浮選設(shè)備大型不僅增大了處理量，而且減少了設(shè)備與設(shè)備之間的連接，減少了占地面積，節(jié)省了成本。在2012年以前，世界上最大的浮選機(jī)容積為350m³，2012年美國(guó)猶他州FLSmidth公司生產(chǎn)出了更大容積的浮選機(jī)，容積達(dá)到了660m³。但是大型化技術(shù)，尤其是同比例放大技術(shù)中，還存在一些技術(shù)問(wèn)題亟待解決。由于浮選機(jī)容積的變化，對(duì)于安裝功率、空氣量、空氣壓力等指標(biāo)也有不同要求。

在國(guó)內(nèi)，浮選機(jī)大型化比國(guó)際先進(jìn)水平落后，目前中國(guó)生產(chǎn)的浮選機(jī)的容積數(shù)還無(wú)法過(guò)百，難點(diǎn)之一就在于葉輪的設(shè)計(jì)。當(dāng)浮選槽變大，葉輪的攪拌力也需要增強(qiáng)，這就需要更大的葉片和更高的功率。隨著功率的增大，設(shè)備能耗也會(huì)大幅增加，這使浮選機(jī)大型化遭遇了瓶頸。但也有礦山機(jī)械企業(yè)研發(fā)了新型浮選機(jī)，使用其他結(jié)構(gòu)替代了葉輪。如山東鑫海礦業(yè)技術(shù)裝備股份有限公司制造的全截面氣升式微泡浮選機(jī)，使用氣室和單向閥完成充氣和攪拌的功能，氣室和單向閥由鼓風(fēng)機(jī)充氣，這種裝置不僅取代了葉輪，而且節(jié)省了葉輪的能耗，據(jù)稱(chēng)節(jié)能可達(dá)60～80％。這種結(jié)構(gòu)的浮選機(jī)在理論上需要多大就可以制造多大，完全避免了葉輪設(shè)計(jì)瓶頸對(duì)浮選槽大型化的限制。

節(jié)能化

在選礦作業(yè)中，浮選機(jī)數(shù)量多，總功率大，并且全年運(yùn)轉(zhuǎn)，因此其消耗的電量也不容忽視。由于我國(guó)提出了碳中和計(jì)劃，即2030年前碳排放達(dá)峰，2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)。因此，對(duì)于浮選機(jī)的節(jié)能化升級(jí)，也將勢(shì)在必行。而這也是提高選礦作業(yè)經(jīng)濟(jì)效益指標(biāo)的一種途徑，也符合我國(guó)節(jié)能降耗的政策。目前，節(jié)能的方式可以采用：

調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速：目前，根據(jù)浮選機(jī)電機(jī)的力矩特性，可以采用外加變頻器來(lái)改變電機(jī)頻率，調(diào)節(jié)浮選機(jī)主軸電機(jī)轉(zhuǎn)速的方法進(jìn)行節(jié)能改造。在選擇變頻器的時(shí)候，要考慮現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境、海拔等因素。調(diào)頻調(diào)速在一定程度上增加了電動(dòng)機(jī)、皮帶、葉輪的使用壽命，當(dāng)浮選機(jī)電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)過(guò)載、缺相、欠壓等故障時(shí)，由于變頻器具有上述保護(hù)功能，及時(shí)停機(jī)保護(hù)，降低了電機(jī)和其他電器元件的損壞率，從而延長(zhǎng)了浮選機(jī)工作壽命。

更改葉輪的形狀：目前，浮選機(jī)葉輪可采用的3種形式包括離心式、混流式和軸流式等，軸流式葉輪又可分為風(fēng)扇形渦輪、傾斜平槳葉輪及螺旋槳型葉輪等3種。為確定節(jié)能型葉輪的基本形式，分別對(duì)豎直葉片、傾斜葉片、彎曲葉片的蝸輪型葉輪及螺旋槳型葉輪等4種形式的葉輪裝置進(jìn)行分析試驗(yàn)，葉輪結(jié)構(gòu)如圖2所示。試驗(yàn)結(jié)果表明，在葉輪直徑相同、試驗(yàn)條件一致的情況下，帶有垂直葉片和垂直彎曲葉片的蝸輪型葉輪能耗最高，而帶有3個(gè)葉片的螺旋槳型葉輪的能耗最低，僅為帶有6個(gè)垂直平葉片的蝸輪型葉輪能耗的1/7。

4種不同形式的葉輪簡(jiǎn)圖

a：豎直葉片蝸輪葉輪  b：傾斜葉片蝸輪葉輪  c：彎曲葉片蝸輪葉輪  d：螺旋槳葉輪

（圖片及文章來(lái)源：《浮選機(jī)節(jié)能技術(shù)研究的新探索》，作者：沈政昌、盧世杰、劉桂芝）

自動(dòng)化

浮選是一個(gè)很復(fù)雜的過(guò)程，其過(guò)程中包含了很多難以處理的復(fù)雜性，如大時(shí)滯、多變量、耦合、時(shí)變、非線性、不確定性和隨機(jī)擾動(dòng)。為了盡可能地減少這些干擾選礦的因素，自動(dòng)化浮選工藝便成為一種趨勢(shì)?，F(xiàn)階段，主要是依靠靈敏元件以及檢測(cè)儀表等對(duì)礦漿液位、尾礦槽閘板、泡沫層厚度、加藥量以及進(jìn)料流量進(jìn)行調(diào)節(jié)。

浮選機(jī)液位傳感器：該傳感器的原理是根據(jù)不同物質(zhì)具有不同電導(dǎo)率的原理設(shè)計(jì)的。插入液體中的兩個(gè)電極之間的電導(dǎo)率，與電極的橫斷面積成正比，與兩電極之間距離成反比。所以，浮選機(jī)的液位可以通過(guò)測(cè)量礦漿電導(dǎo)率的變化來(lái)確定。

常用的礦漿槽液位檢測(cè)儀表有電容式液位計(jì)、吹氣式液位計(jì)、超聲波液位計(jì)和激光液位計(jì)等。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐總結(jié)激光液位計(jì)具有誤差小，測(cè)量精確，同時(shí)由于是非接觸式測(cè)量，使用壽命長(zhǎng)、穩(wěn)定可靠、維護(hù)工作量很小，長(zhǎng)期工作也不會(huì)產(chǎn)生位置漂移的現(xiàn)象，無(wú)需再進(jìn)行儀表的校對(duì)的優(yōu)勢(shì)。

充氣量控制系統(tǒng)：浮選機(jī)浮選過(guò)程中的液位和充氣量的單參數(shù)閉環(huán)控制是實(shí)現(xiàn)浮選過(guò)程自動(dòng)控制的第一步。目前，國(guó)內(nèi)外已有公司開(kāi)發(fā)出浮選過(guò)程控制的多參數(shù)專(zhuān)家系統(tǒng)，并開(kāi)始在浮選過(guò)程中應(yīng)用。

浮選機(jī)液面自動(dòng)控制系統(tǒng)：在浮選過(guò)程控制中，傳統(tǒng)人工手動(dòng)調(diào)節(jié)方式的準(zhǔn)確性和及時(shí)性均難以得到保證。而現(xiàn)代浮選浮選機(jī)液面自動(dòng)控制系統(tǒng)化控制系統(tǒng)，不但克服了人工調(diào)節(jié)的缺點(diǎn)，而且通過(guò)對(duì)浮選過(guò)程的穩(wěn)定控制與優(yōu)化控制，降低浮選生產(chǎn)的能耗，提高精礦產(chǎn)量、質(zhì)量，增加金屬回收率，為選礦廠帶來(lái)直接的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)減輕現(xiàn)場(chǎng)操作工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。

泡沫數(shù)字圖像控制：浮選泡沫體由大量大小不一、形狀各異、灰度值不同的礦化氣泡組成，包含大量與浮選過(guò)程變量及浮選結(jié)果有關(guān)的信息。泡沫圖像上有很多特征參數(shù)，通過(guò)分析各特征參數(shù)的物理意義及其隨浮選時(shí)間（泡沫紋理）的變化關(guān)系，定性地指出了各泡沫特征參數(shù)與泡沫紋理的相關(guān)性。

由于某一些選礦藥劑具有腐蝕作用，會(huì)對(duì)傳感器的損傷的較大，因此針對(duì)于浮選用傳感器防腐材料的發(fā)展速度，也將在一定程度上影響浮選自動(dòng)化發(fā)展。目前，瑞士、德國(guó)研制的傳感器，無(wú)論是在性能上還是在使用壽命上，都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)國(guó)內(nèi)。我國(guó)浮選自動(dòng)化傳感器的發(fā)展，還需要材料、冶金、鑄造等多行業(yè)的共同努力。

應(yīng)用廣泛化

現(xiàn)在浮選設(shè)備越來(lái)越多地應(yīng)用在不同領(lǐng)域，不僅用于分選礦物，還用于造紙、農(nóng)業(yè)、食品、醫(yī)藥、微生物、環(huán)保等行業(yè)的許多原料、產(chǎn)品或廢棄物的回收、分離、凈化。

微生物浮選分離：已經(jīng)證實(shí)藻類(lèi)和細(xì)菌等很多微生物都能被泡沫富集，所以浮選技術(shù)能夠很好地應(yīng)用在水處理方面。目前用浮選法除去藻類(lèi)已經(jīng)成為熱帶國(guó)家很好的選擇方案。

廢紙脫墨：廢紙脫墨技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟。在廢紙脫墨技術(shù)中主要利用的是機(jī)械攪拌式浮選機(jī)和浮選柱，效果顯著。脫墨浮選機(jī)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)，并且其工藝得以?xún)?yōu)化改善。我國(guó)廢紙脫墨浮選技術(shù)已完成了質(zhì)的飛躍。

凈化含油污水：在用浮選柱脫油時(shí)，由于浮選柱攪拌力度小，油與氣泡附著順利，附著氣泡上升的油很難脫離，提高了油的回收率。由于浮選法除油效率高，停留時(shí)間短，所以在世界各油田得到廣泛應(yīng)用。

我國(guó)浮選機(jī)研制開(kāi)發(fā)從上世紀(jì)六、七十年代起，歷經(jīng)幾十年的發(fā)展已經(jīng)形成了浮選機(jī)的國(guó)產(chǎn)化、多樣化和系列化，技術(shù)水平也已經(jīng)跟上國(guó)際步伐，但是日益惡化的原礦稟賦條件，對(duì)浮選設(shè)備設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)提出了新的要求。浮選機(jī)的大型化、節(jié)能化、自動(dòng)化是必然趨勢(shì)。未來(lái)，依托于機(jī)械部件更加耐磨、構(gòu)造更加便于維修、自動(dòng)化水平更高、能耗更低的浮選設(shè)備，勢(shì)必會(huì)出現(xiàn)少人化，甚至是無(wú)人化浮選車(chē)間，而這也將為我國(guó)選礦工藝智能化升級(jí)添上濃墨重彩的一筆。

免責(zé)聲明：如文章文字、圖片存在侵權(quán)行為，煩請(qǐng)聯(lián)系公眾號(hào)運(yùn)營(yíng)人員，微信號(hào)：zjks2016，我們會(huì)予以刪除！

長(zhǎng)按并識(shí)別二維碼，添加小編微信，

回復(fù)主營(yíng)礦種+姓名，石頭兄弟邀請(qǐng)入群！