越南Nui Phao矿山浮选系统 升级改造后提高回收率、可靠性、耐磨性增强

背景

马山资源（Masan Resources）是越南最大的私营自然资源企业之一，于2010年收购了越南北部世界级多金属项目Nui Phao矿山的控股权；2014年第一季度实现商业化生产，并于同年第四季度达到稳定的处理量和回收率。

Nui Phao矿山是目前中国以外最大的钨生产商，同时也是全球领先的酸级萤石和铋生产商之一。马山资源为提升Nui Phao矿山的运营盈利能力开展了多项工程，但铜及硫化矿混合浮选BSF粗选回路仍存在效率不足问题。

自安装调试以来，Nui Phao铜及BSF粗选的选矿性能未达预期。2013年3月，BSF尾矿中硫品位高达3.5% S（平均值），显著高于设计值<1.5% S。高硫尾矿品位影响了下游钨重选厂的性能。粗粒硫与钨在重力分选过程中竞争，导致钨品位和回收率均下降。较低的硫回收率（特别是+106 μm粗粒级）归因于浮选容量不足及浮选槽内颗粒悬浮（分层）效果差。

Nui Phao矿山采取了多项补救措施，将BSF尾矿硫品位降至2.5% S，但铜及BSF回路仍存在显著的结构及机械振动问题，且部件磨损寿命缩短。虽然采取了短期补救措施，仍然需要寻找能长期改善的解决方案。

项目范围

2015年，Nui Phao矿业有限公司联系美卓，旨在优化铜及BSF回路的回收率，同时降低结构振动并延长零部件使用寿命。美卓还评估了从BSF粗选尾矿中进一步回收硫化矿物的方案。矿物学报告显示，尾矿中仍有大量粗粒硫化物可通过浮选回收，目标将BSF尾矿硫品位降至≤1.5% S（作为钨重选回路的给料）。 

FloatForce升级

经审查现有铜及BSF回路后，美卓建议将其浮选槽的内部组件更换为FloatForce搅拌机构。在美卓的机械设计中，定子悬挂于下轴，该结构被认定为机械和结构振动的根源。FloatForce定子设计通过螺栓固定于槽底，预计可大幅降低回路振动，且不会影响选矿性能。

2015年10月，对一台美卓浮选槽进行FloatForce试验性升级，振动显著降低且选矿性能未受影响。2016年3月，利用3天停机时间，将所有剩余铜及BSF粗选槽升级为FloatForce搅拌机构，并更换新轴承组件和驱动轴。

结构改进

FloatForce机构显著降低了结构及机械振动，见图1。升级前，铜及BSF回路中12个测点的振动值介于6-17 mm/s，其中7个点超出允许范围；升级后，所有测点振动值均 < 4 mm/s，符合标准。

节约运营成本

FloatForce机制显著延长了部件寿命。升级前，铜及BSF回路的所有浮选转子和定子每6个月需更换一次，导致备件和人工成本较高；升级后，部件寿命从6个月延长至15个月，且转子线速度与原设计相当。

选矿性能提升

升级后，BSF粗选回路初期因颗粒悬浮不良导致硫回收率下降。美卓与Nui Phao矿山密切合作优化性能，至2016年10月完成全部建议的改造，包括FlowBooster二级叶轮、垂直稳流挡板和泡沫稳定鳍板，BSF尾矿硫品位恢复至目标值<2.5% S。

SkimAir闪速浮选槽

美卓将闪速浮选机SkimAir SK500纳入BSF升级方案，以提高粗粒+106 μm解离硫化物的回收率，并将BSF尾矿硫品位从<2.5% S进一步降至≤1.5% S。

采用闪速浮选而非常规浮选的理由是基于ALS矿物学分析的结果。尾矿中的粗粒硫化矿物主要是单体解离或富集于连生体中。因此，在最佳浮选条件下，预计只需相对较短的停留时间即可实现额外的硫回收。

2015年5月，美卓在Nui Phao矿区进行了实验室闪速浮选试验，随后NPMC公司自行开展了中试试验。试验表明，在硫品位为27% S的情况下，其作业回收率达到了54%（平均值），这与美卓的性能保证相符，因此决定安装工业规模的闪速浮选。BSF粗选尾矿被泵送至一个新的旋流器组，旋流器底流则被送入奥图泰闪速浮选机。闪速浮选精矿被送往精矿浓密机，而闪速浮选尾矿则与旋流器溢流混合，并被泵送至钨重力选矿回路。值得注意的是，Nui Phao的闪速浮选回路或将具有独特性，因为通常闪速浮选机是位于碎磨回路中的。

冶金性能改进

在闪速浮选设备运行的最初几周，冶金结果显著低于预期。2016年4月的闪速浮选调查结果表明，硫的作业回收率仅为30%（平均值），低于预测的50 - 60%的硫回收率。

美卓技术人员到现场观察后发现，精矿流槽的泡沫流速低于理想值。粒度分析结果证实，与较细粒级相比，粗粒硫的回收效果较差。粗颗粒的回收率急剧下降，这在闪速浮选流程中并不常见。

优化闪速浮选

为提高性能，美卓公司建议采用新的双泡沫溜槽形式，并配备更大的推泡锥，以减小泡沫表面积FSA并将泡沫携带率FCR提高到最佳速率。2016年7月，安装了新的泡沫溜槽，硫回收率立即得到改善。

在给矿密度为1.52t/m3 S.G时，闪速浮选硫的作业回收率提高到55%。-180 + 150 μm粒级硫的回收率约为70%，与更细粒级的回收率相当。结果证实，新的泡沫溜槽成功提高了粗粒硫矿物的回收率。因此，BSF最终尾矿品位降低到了目标值≤1.5% S。

图2为钨浮选回路回收率的CUSUM图表（基于月平均值），表明自2016年3月以来钨回收率有所提高。需要注意的是，从2016年4月至10月，钨浮选回路进行了其他优化项目，使钨回收率提高了4.5%。自2016年10月以来，BSF回路的升级使钨回收率进一步提高了2.7%。

总结

现有铜及BSF粗选回路中的FloatForce搅拌机构，结合新闪速浮选机SkimAir SK500回路，在Nui Phao矿区实现了金属回收率的改进目标。富含硫的粗颗粒回收率提高带来硫回收率的提高。硫矿物总回收率提高了4.7%，并在钨重力选矿回路中产生了预期的改进效果。自2016年10月以来，钨回收率提高了2.7%。

此外，美卓FloatForce机构的设计在与之前相似的叶轮线速度下运行，实现了预期的操作效益。结构振动已降至可接受的水平< 4.0 mm/s，运营成本也有所降低，机构件的使用寿命延长了150%。基于冶金和操作方面的优势，BSF回路的升级达成项目目标，该工艺段无需进一步技术升级。

*本案例撰写于美卓与奥图泰公司合并前