在选矿工艺过程中,分级是极为重要的一个准备作业。分级能有效地将粗细颗粒分开,这样既避免了细粒矿物的过粉碎,减少不必要的能耗,又能使粗粒矿物成为返砂返回磨机得到有效的粉碎。分级的好坏直接影响到磨矿机生产能力、产品质量以及后续选别作业精矿品位与回收率等技术经济指标的高低。
分级工艺可分为重力水力分级、离心力水力分级和高频细筛三大类。水力分级为颗粒在水中受到重力或离心力的作用,达到按沉降末速分布的分级方法,主要包括螺旋分级机、水力旋流器、风力分级机等。细筛分级是严格按照颗粒粒度尺寸大小进行的分级作业。近年来选矿分级工艺的改造,都是为了使分级过程能够更好而且稳定的进行。
(1)螺旋分级机分级
使用中小型球磨机的选矿厂,出于经济性和生产稳定性考虑,一段磨矿闭路分级仍均倾向于使用螺旋分级机。刘曙等人报道了水力旋流器在程潮选矿厂一段磨矿分级系统的工业试验。程潮选矿厂一段闭路磨矿系统共6个系列,1-4系列为Φ2.7m×3.6m球磨机与Φ2000mm双螺旋分级机构成的闭路系统。
(2)水力旋流器分级
水力旋流器是一种高效率的分级、脱泥设备。由于它的构造简单,便于制造,处理量大,在国内外已广泛使用,主要缺点是消耗动力较大。
一段磨矿用大型球磨机的选矿厂,分级设备有采用水力旋流器的趋势。杨海波等人报道,鲁南矿业公司选矿厂设计有4个系列,采用阶段磨选+反浮选提质降硅的多段选别工艺流程,阶段磨选中,一段分级设备逐渐更换为海王旋流器有限公司生产的FX500-GT新型旋流器,取得了良好的效果,一段磨选分级溢流粒度下降,磨矿功耗降低4.48kW·h/t-0.074mm,磨矿效率提高0.68t-0.074mm/(m3.h)。王永刚报道了酒钢选矿厂一次分级由双螺旋分级机改为旋流器的效果分析,采用Φ500mm旋流器2台代替双螺旋分级机,磨矿分级循环负荷大幅度提高,一次分级粒度明显变细。于涛报道了辽宁排山楼金矿一段磨矿原采用Φ3.2m×4.5m格子型球磨机和Φ2400mm沉没式螺旋分级机组成闭路,试验了在一段磨矿采用Φ500mm水力旋流器代替螺旋分级机,处理量可提高,但电费比分级机高3.5倍,且生产矿浆泄漏故障导致停车时间长,故认为不合理。
二段磨矿多采用溢流型球磨机和旋流器分级组成闭路。张振平等人介绍了大直径Φ710mm旋流器在三山岛金矿二段磨矿分级中的应用参数优化。
(3)细筛分级
细筛分级是严格按照颗粒粒度尺寸大小进行的分级作业,它可以解决水力分级中大密度有用矿物易过磨泥化、小密度脉石矿物未单体解离的问题。
钟君报道了长沙矿冶研究院研制的GPS1410-3高频振动细筛的应用。攀西某钒钛磁铁矿采用GPS1410-3型高频振动细筛替代原旋流筛进行二段磨矿分级,改造后筛分量效率平均达72.70%,质效率达53.34%,唐山陆凯公司研制的MVS型电磁振动高频振网筛在多家铁矿使用。赵平等人[155]弘报道了湖北鑫鹰公司开发的HCZS型叠层高频振动细筛在钼钨选矿中的应用。周忠堂等人介绍了美国Derrick重叠式高频振动细筛在云锡大屯氧化锡矿中的运用。王连生等人介绍了美国Derrick高频振动细筛在尖山铁矿选矿技术改造中的应用与效果。德瑞克高频细筛还在峨口铁矿选矿厂应用良好,取代了原有的三台尼龙筛和五台高频振网筛,降低了磨机的循环负荷,使三段磨机的作用得到了有效的发挥。
(4)多种分级设备联合分级
还原铁项目要求的钒钛磁铁矿全铁品位不能低于56%,新疆普昌钒钛磁铁矿选矿厂精矿品位一直在53%-55%,刘维廉等人为此开展了精矿再磨再选和流程考察工作。根据流程考察结果找出了问题并提出了两种技改方案,第一种为用高频细筛代替水力旋流器,结果显示效果不佳;第二种即水力旋流器与高频细筛配合使用,形成二次分级,最终与二段球磨形成闭路循环,实现稳产全铁品位不低于56%的目的,为还原铁提供了优质原料。
国外对分级机搭配使用大部分是靠模拟技术完成的,D.Stefka等人介绍了模拟积分在动态分级系统中的应用,以及一种新的模拟方法(ISFM)对分级组合的应用。