浮选机自问世以来，已经有年的历史。在历史上先后出现过法格葛伦、法连瓦尔德、米哈诺布尔、XJZ、SF、KYF以及BS-K等多种型号的浮选机，浮选机的容量也从最开始的8m3发展到目前超过m3的尺寸。自建国以后，我国在苏联浮选机的基础上，开始独立研制浮选设备。目前，我国已经具备制造超大容积浮选机的能力。那么，浮选机的发展历史究竟是怎样的？未来浮选机的发展趋势如何？本文将带您知晓。
浮选机发展历史简述
古代浮选
早在我国明朝年间，浮选就被应用于医药和冶金行业。在医药方面，利用矿物表面的天然疏水性来净化朱砂、滑石等矿质药物，使矿物细粉被泡沫抓取而飘浮于水面，从而与下沉的脉石分开。在古代文献中，亦有很多关于浮选药物的描述，例如，据明朝李时珍《本草纲目》著作中记载，代赭石和云母等（即赤铁矿）的加工过程为：“凡使研细，以蜡水重重飞过，水面上有赤色如薄云者去之”；又如雄黄的加工“雄黄以甘草、紫背天葵、地胆、碧棱花等细削入坩埚中煮三伏时，滤出，捣如粉，水飞澄去黑者，晒干再研用”；再如云母的加工过程是“每一斤用小地胆草、紫背天葵、生甘草、地黄汁各一镒，于瓷埚中安置，下天池水二镒煮七日夜，以水猛投其中搅之。浮如蜗涎者即去之，如此三度淘尽”。（文章来源：《中国古代的矿物加工技术———传承与发展》，作者：王淀佐，姚国成）
冶金方面，在金银淘洗加工过程中，利用金粉的天然疏水性及亲油性，将鹅毛粘上油去刮取浮在水面的金粉，使其与尘土等亲水性的杂质分离。《天工开物》一书曾记载一种回收金银的过程为：“凡金箔黏物，他日敝弃之时，刮削火化，其金仍藏灰内，滴清油数点，伴落聚底，淘洗入炉，毫厘无差”。（文章来源：《中国古代的矿物加工技术———传承与发展》，作者：王淀佐，姚国成）
近代浮选
进入世界近代史，在第一次工业革命、第二次工业革命、第一次世界大战以及第二次的多重背景下，西方资本主义对金属的需求量不断增加，而仅仅依靠重选就能达到工业使用级别的铅锌矿、铁矿资源却在不断减少，而磁选技术亦不能处理细粒度矿石颗粒。因此，浮选作为一种选矿方法被明确提出。年，由埃尔默提出的混合油浮选法，是目前被认为最早的现代浮选理论。他使用2kg/t的油，利用溶解在水中的空气浮选粘附在油滴上的硫化物颗粒，同时也可以用矿浆酸化，释放出CO2气体来作为上浮气体的一部分。该法被认为是现代浮选理论的起点，在此之后，浮选工艺取得了快速的发展，浮选设备的研制工作也紧锣密鼓地展开。
年，GooverT制造了第一台可用于泡沫浮选的浮选设备—多槽叶轮搅拌装置，年JohnCallow发明出充气式浮选机，RobertTowne和FrederickFlinn发明出充气式浮选柱。年CallowG获得从槽子多孔假底喷入空气的浮选设备专利。年Durrel制造出喷射式浮选机的样机。
到了20世纪20年代，为了满足当时蓬勃发展的电力行业用铜的需求，国外制造商开发出各类型机械搅拌式浮选机和充气式机械搅拌浮选机。从年开始，随着市场对铜金属的需求一落千丈，新型浮选机研制一度停滞。到年二战结束时，虽然充气式浮选机还在使用，但机械搅拌式浮选机已经成为当时运用最广泛的浮选机类型。当时，一个大型选矿厂要采用超过台2m3左右的浮选槽，因此建设、管理和运行成本很高。如年时美国的莫伦西选矿厂是当时最大的选矿厂，处理能力为40.8kt/d，该厂采用台1.7m3的Fagergren浮选机。直到年，铜金属的价格才再次攀升。经济萧条和战争带来的阴影渐渐散去，浮选设备开始朝着大型化的方向发展，几年后，第一台大型机械搅拌式浮选机在Bougainville岛的成功运用，宣告了浮选机大型化的开始。20世纪70年代以来，除了机械搅拌式浮选机外，充气式浮选机和浮选柱等设备也在结构、材料上不断创新，逐渐被市场所认可，获得大规模工业应用。（文章来源：《浮选机发展历史》，作者：沈政昌）
反观我国，由于受到清朝末年闭关锁国政策以及近代战争等原因，我国浮选机的起步较晚，发展也不顺利。直到解放后，我国才开始仿制前苏联的“米哈诺布尔型”浮选机。但由于受到当时工业条件的限制，直到20世纪70年代才开始自主研发，而第一台JJF机械搅拌式浮选机则是到了80年代才被研发出来，后来又相继出现了充气机械搅拌式浮选机、粗颗粒浮选机、闪速浮选机、浮选柱等数十种浮选机。在当时，可以基本满足不同选矿厂生产要求。
改革开放以后，我国经济建设脚步逐渐加快，国内经济持续增长，借助于改革开放的浪潮，浮选理论研究和浮选设备技术也被引进、吸收、创新。近年来，随着我国矿石品位下降，低品位难选矿石的二次利用成为热门话题，因此，国内浮选设备在大型化、多样化和自动化等研究方面取得显著的进步。
现阶段浮选机技术现状
目前国内外使用的浮选机种类繁多，其差别主要在于如下几个方面：充气方式不同：搅拌方式不同；转子和定子结构不同；槽体形状和深度不同；矿浆在槽体内的运动方式，循环方式以及由前一个浮选槽进入到后一个浮选槽的方式不同；泡沫产品的排出方式不同。因此，对浮选机的分类方式有多种。但实际生产中使用的浮选机通常按充气和搅拌方式不同进行分类，大致可分为四种基本类型，如下表所示：
经历了一个多世纪的发展，浮选机无论是从外型，还是从处理能力上，均与上个世纪有较大差别。现如今，随着矿山的不断发展，也对浮选机提出了更高的要求，这也在一定程度上为了浮选机的发展提供了方向，总体来说，浮选机的发展趋势包括：
大型化
浮选设备大型不仅增大了处理量，而且减少了设备与设备之间的连接，减少了占地面积，节省了成本。在年以前，世界上最大的浮选机容积为m3，年美国犹他州FLSmidth公司生产出了更大容积的浮选机，容积达到了m3。但是大型化技术，尤其是同比例放大技术中，还存在一些技术问题亟待解决。由于浮选机容积的变化，对于安装功率、空气量、空气压力等指标也有不同要求。
在国内，浮选机大型化比国际先进水平落后，目前中国生产的浮选机的容积数还无法过百，难点之一就在于叶轮的设计。当浮选槽变大，叶轮的搅拌力也需要增强，这就需要更大的叶片和更高的功率。随着功率的增大，设备能耗也会大幅增加，这使浮选机大型化遭遇了瓶颈。但也有矿山机械企业研发了新型浮选机，使用其他结构替代了叶轮。如山东鑫海矿业技术装备股份有限公司制造的全截面气升式微泡浮选机，使用气室和单向阀完成充气和搅拌的功能，气室和单向阀由鼓风机充气，这种装置不仅取代了叶轮，而且节省了叶轮的能耗，据称节能可达60～80％。这种结构的浮选机在理论上需要多大就可以制造多大，完全避免了叶轮设计瓶颈对浮选槽大型化的限制。
节能化
在选矿作业中，浮选机数量多，总功率大，并且全年运转，因此其消耗的电量也不容忽视。由于我国提出了“碳中和计划”，即年前碳排放达峰，年前实现碳中和目标。因此，对于浮选机的节能化升级，也将势在必行。而这也是提高选矿作业经济效益指标的一种途径，也符合我国“节能降耗的”政策。目前，节能的方式可以采用：
调节电机转速：目前，根据浮选机电机的力矩特性，可以采用外加变频器来改变电机频率，调节浮选机主轴电机转速的方法进行节能改造。在选择变频器的时候，要考虑现场的环境、海拔等因素。调频调速在一定程度上增加了电动机、皮带、叶轮的使用寿命，当浮选机电动机出现过载、缺相、欠压等故障时，由于变频器具有上述保护功能，及时停机保护，降低了电机和其他电器元件的损坏率，从而延长了浮选机工作寿命。
更改叶轮的形状：目前，浮选机叶轮可采用的3种形式包括离心式、混流式和轴流式等，轴流式叶轮又可分为风扇形涡轮、倾斜平桨叶轮及螺旋桨型叶轮等3种。为确定节能型叶轮的基本形式，分别对竖直叶片、倾斜叶片、弯曲叶片的蜗轮型叶轮及螺旋桨型叶轮等4种形式的叶轮装置进行分析试验，叶轮结构如图2所示。试验结果表明，在叶轮直径相同、试验条件一致的情况下，带有垂直叶片和垂直弯曲叶片的蜗轮型叶轮能耗最高，而带有3个叶片的螺旋桨型叶轮的能耗最低，仅为带有6个垂直平叶片的蜗轮型叶轮能耗的1/7。
4种不同形式的叶轮简图
a：竖直叶片蜗轮叶轮b：倾斜叶片蜗轮叶轮c：弯曲叶片蜗轮叶轮d：螺旋桨叶轮
（图片及文章来源：《浮选机节能技术研究的新探索》，作者：沈政昌、卢世杰、刘桂芝）
自动化
浮选是一个很复杂的过程，其过程中包含了很多难以处理的复杂性，如大时滞、多变量、耦合、时变、非线性、不确定性和随机扰动。为了尽可能地减少这些干扰选矿的因素，自动化浮选工艺便成为一种趋势。现阶段，主要是依靠灵敏元件以及检测仪表等对矿浆液位、尾矿槽闸板、泡沫层厚度、加药量以及进料流量进行调节。
浮选机液位传感器：该传感器的原理是根据不同物质具有不同电导率的原理设计的。插入液体中的两个电极之间的电导率，与电极的横断面积成正比，与两电极之间距离成反比。所以，浮选机的液位可以通过测量矿浆电导率的变化来确定。
常用的矿浆槽液位检测仪表有电容式液位计、吹气式液位计、超声波液位计和激光液位计等。经过长期的现场实践总结激光液位计具有误差小，测量精确，同时由于是非接触式测量，使用寿命长、稳定可靠、维护工作量很小，长期工作也不会产生位置漂移的现象，无需再进行仪表的校对的优势。
充气量控制系统：浮选机浮选过程中的液位和充气量的单参数闭环控制是实现浮选过程自动控制的第一步。目前，国内外已有公司开发出浮选过程控制的多参数专家系统，并开始在浮选过程中应用。
浮选机液面自动控制系统：在浮选过程控制中，传统人工手动调节方式的准确性和及时性均难以得到保证。而现代浮选浮选机液面自动控制系统化控制系统，不但克服了人工调节的缺点，而且通过对浮选过程的稳定控制与优化控制，降低浮选生产的能耗，提高精矿产量、质量，增加金属回收率，为选矿厂带来直接的经济效益，同时减轻现场操作工人的劳动强度。
泡沫数字图像控制：浮选泡沫体由大量大小不一、形状各异、灰度值不同的矿化气泡组成，包含大量与浮选过程变量及浮选结果有关的信息。泡沫图像上有很多特征参数，通过分析各特征参数的物理意义及其随浮选时间（泡沫纹理）的变化关系，定性地指出了各泡沫特征参数与泡沫纹理的相关性。
由于某一些选矿药剂具有腐蚀作用，会对传感器的损伤的较大，因此针对于浮选用传感器防腐材料的发展速度，也将在一定程度上影响浮选自动化发展。目前，瑞士、德国研制的传感器，无论是在性能上还是在使用寿命上，都远远超过国内。我国浮选自动化传感器的发展，还需要材料、冶金、铸造等多行业的共同努力。
应用广泛化
现在浮选设备越来越多地应用在不同领域，不仅用于分选矿物，还用于造纸、农业、食品、医药、微生物、环保等行业的许多原料、产品或废弃物的回收、分离、净化。
微生物浮选分离：已经证实藻类和细菌等很多微生物都能被泡沫富集，所以浮选技术能够很好地应用在水处理方面。目前用浮选法除去藻类已经成为热带国家很好的选择方案。
废纸脱墨：废纸脱墨技术已经相当成熟。在废纸脱墨技术中主要利用的是机械搅拌式浮选机和浮选柱，效果显著。脱墨浮选机已经广泛应用于工业，并且其工艺得以优化改善。我国废纸脱墨浮选技术已完成了质的飞跃。
净化含油污水：在用浮选柱脱油时，由于浮选柱搅拌力度小，油与气泡附着顺利，附着气泡上升的油很难脱离，提高了油的回收率。由于浮选法除油效率高，停留时间短，所以在世界各油田得到广泛应用。
我国浮选机研制开发从上世纪六、七十年代起，历经几十年的发展已经形成了浮选机的国产化、多样化和系列化，技术水平也已经跟上国际步伐，但是日益恶化的原矿禀赋条件，对浮选设备设计和开发提出了新的要求。浮选机的大型化、节能化、自动化是必然趋势。未来，依托于机械部件更加耐磨、构造更加便于维修、自动化水平更高、能耗更低的浮选设备，势必会出现少人化，甚至是无人化浮选车间，而这也将为我国选矿工艺智能化升级添上浓墨重彩的一笔。
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