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高效旋流器的應(yīng)用分析

1  前言
  在選礦生產(chǎn)中，因可磨性和可選性較差的低品位礦石越來(lái)越多，選礦工藝流程也越來(lái)越復(fù)雜。磨礦分級(jí)系統(tǒng)是選礦生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，其選別指標(biāo)直接影響到最終的選礦技術(shù)指標(biāo)。旋流器作為分級(jí)設(shè)備，因其具有的節(jié)能、高效、運(yùn)營(yíng)費(fèi)用低，易維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，在國(guó)內(nèi)大部分選礦廠得到了廣泛的應(yīng)用。旋流器的分級(jí)細(xì)度主要是由旋流器的規(guī)格(即直徑)決定的，通常粗粒度的分級(jí)選用大直徑旋流器，細(xì)粒度的分級(jí)選用小直徑旋流器。小直徑旋流器的分級(jí)粒度細(xì)，但處理礦漿量小，為防止沉砂嘴堵塞還需對(duì)待分離漿液進(jìn)行粗粒和雜物隔離。當(dāng)待處理漿液量較大時(shí)，需要多臺(tái)小旋流器并聯(lián)安裝和使用，配置繁瑣且工作條件要求苛刻，而高效高分級(jí)旋流器的應(yīng)用解決了這一難題，并獲得了更好的磨礦分級(jí)效果，能更好地提高選礦廠的各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。
2  高效旋流器的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)
2.1  旋流器的工作原理
  旋流器的工作原理。

  待分離漿液在壓力的作用下，沿漸開(kāi)線方向進(jìn)入旋流器高速旋轉(zhuǎn)，在離心力場(chǎng)的作用下，細(xì)而小的礦物顆粒由于所受離心力小，在旋流器的軸線中心富集并隨內(nèi)旋流向上運(yùn)動(dòng)，從上部溢流管得到粒度細(xì)的溢流產(chǎn)物。粒度較大的礦物顆粒由于所受的離心力較大，被甩向旋流器的內(nèi)壁，同時(shí)在重力的作用下，隨外旋流向下運(yùn)動(dòng)，在下部的沉砂口得到粒度粗而密度大的沉砂產(chǎn)物。
2.2  高效高分級(jí)旋流器的結(jié)構(gòu)
  高效高分級(jí)旋流器由進(jìn)料裝置、分離裝置、底流裝置、溢流裝置構(gòu)成，進(jìn)料裝置采用漸開(kāi)線形式給料，給料管為矩形漸縮管，其外沿線以漸開(kāi)線平滑過(guò)度至進(jìn)料箱內(nèi)側(cè)，分離裝置由柱體和錐體組成，根據(jù)待分離礦物的比重、粒度以及對(duì)溢流細(xì)度的要求，匹配不同的柱體高度。錐體部分采用變錐技術(shù)，以保持顆粒在錐體分離部位的切向速度，達(dá)到最佳的分離效果。底流裝置的內(nèi)部形狀亦采用柱錐形式，并相應(yīng)加大柱體高度。
  
2.3  高效高分級(jí)旋流器的特點(diǎn)
  與普通旋流器(20度錐角)相比，高效分級(jí)旋流器具有如下特點(diǎn)：
  (1)在處理同樣的物料、同樣的操作條件下，分級(jí)溢流細(xì)度相對(duì)提高20％-30％。
  (2)在獲得同樣的溢流細(xì)度時(shí)，分級(jí)效率至少提高10％以上。生產(chǎn)實(shí)踐中，高效分級(jí)旋流器的分級(jí)效率最高可提高27％。
  (3)可用大直徑高效旋流器代替小直徑普通旋流器，能達(dá)到相同的溢流細(xì)度。
  (4)能量損耗低，高效分級(jí)旋流器可在較低的壓力下丁作，能保證分級(jí)效果。
3  高效高分級(jí)旋流器與普通旋流器對(duì)比
3.1  某鐵礦選礦廠使用效果
  國(guó)內(nèi)一大型鐵礦選廠，利用反浮選法處理赤鐵礦。原礦經(jīng)二次連續(xù)閉路磨礦后脫泥，脫泥的礦漿進(jìn)入反浮選。一段磨礦采用螺旋分級(jí)機(jī)與磨機(jī)構(gòu)成閉路作業(yè)，分級(jí)機(jī)溢流和二段磨礦排礦進(jìn)人普通旋流器，旋流器的底流返回二段磨礦，溢流進(jìn)入高頻細(xì)篩，篩上物進(jìn)入二磨，篩下物進(jìn)人脫泥斗。在實(shí)際生產(chǎn)中，一段磨礦分級(jí)溢流細(xì)度平均為-200目61％，溢流濃度平均為48％。二段分級(jí)旋流器的規(guī)格為250型，溢流細(xì)度平均為-200目含量84％，經(jīng)高頻細(xì)篩再次分級(jí)后，篩下物-325目含量平均為75％。由于高頻細(xì)篩篩下物-325目含量達(dá)不到80％的設(shè)計(jì)指標(biāo)，造成反浮選指標(biāo)差，高頻細(xì)篩篩上物夾細(xì)嚴(yán)重，分級(jí)效益不高，循環(huán)負(fù)荷過(guò)大，同時(shí)工作狀態(tài)不穩(wěn)定，停機(jī)頻繁，對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程造成嚴(yán)重影響，因此決定采用高細(xì)度高效旋流器代替普通旋流器和高頻細(xì)篩，系統(tǒng)改造前后的工藝流程。

  
  從表1測(cè)定數(shù)據(jù)可以看出：高細(xì)度高效旋流器溢流中-325目含量平均達(dá)到82％以上，而沉砂中—325目含量平均降低到23％1~下，高細(xì)度高效旋流器沉砂的濃度平均達(dá)到79％以上，更好地發(fā)揮了二段球磨機(jī)磨礦效果。采用高細(xì)度高效旋流器代替普通旋流器和高頻細(xì)篩構(gòu)成的二次串聯(lián)分級(jí)流程經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)使用證明，高細(xì)度高效旋流器工作平穩(wěn)，分級(jí)效率明顯提高，溢流細(xì)度完全達(dá)到了設(shè)計(jì)指標(biāo)，從而大幅度提高了了選廠的最終產(chǎn)品指標(biāo)。
3.2  某鉬礦選礦廠使用效果
  該選廠雙系列處理原礦能力為200t／h。原礦經(jīng)一段磨礦分級(jí)后進(jìn)入浮選，浮選粗精礦進(jìn)入二段磨礦分級(jí)系統(tǒng)，二磨分級(jí)采用普通旋流器分級(jí)，為保證分級(jí)溢流細(xì)度，現(xiàn)場(chǎng)幾經(jīng)改造，最終采用了250型旋流器二并二串二級(jí)分級(jí)流程，即兩臺(tái)旋流器的溢流再分別進(jìn)人兩臺(tái)二級(jí)250旋流器。二級(jí)旋流器的溢流進(jìn)入精選作業(yè)，一、二級(jí)旋流器的底流合并后進(jìn)人二段磨礦，流程中共使用了四臺(tái)250旋流器，但使用效果并不如意。
  具體表現(xiàn)在：(1)工藝要求最終溢流-400目達(dá)到90％以上，但實(shí)際生產(chǎn)平均為-400目82％左右；
  (2)二并二串流程的分級(jí)效率低，分級(jí)質(zhì)效率平均為32％；
  (3)沉砂濃度低，平均為28％，惡化二段磨礦；
  (4)沉砂口小，易堵塞，嚴(yán)重影響生產(chǎn)過(guò)程的順利進(jìn)行。改造方案為在一個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)中用一臺(tái)傘300mm高細(xì)度高效旋流器代替原來(lái)的二并二串250型普通旋流器二級(jí)分級(jí)流程，另一個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)暫不變動(dòng)，做對(duì)比試驗(yàn)測(cè)定。
  表2為兩個(gè)系統(tǒng)新舊旋流器的在2007年6月至2007年9月使用對(duì)比效果測(cè)定數(shù)據(jù)(平均值)。

  采用高細(xì)度高效旋流器后，分級(jí)效果明顯改善。高效高分級(jí)旋流器溢流細(xì)度較普通旋流器更細(xì)，平均細(xì)度達(dá)到-400目91％，而普通旋流器溢流細(xì)度只有-400目81.74％。高細(xì)度高效旋流器沉砂濃度大幅提高，平均為51％，接近普通旋流器底流濃度約2倍。分級(jí)效率大幅提高，平均值效率為53.7％，沉砂口由原來(lái)的20mm提高到35mm，不易堵塞，生產(chǎn)過(guò)程穩(wěn)定，只需一臺(tái)300高細(xì)度旋流器就可完全替代原來(lái)的二并二串四臺(tái)250旋流器，簡(jiǎn)化了分級(jí)系統(tǒng)。
4  結(jié)論
  生產(chǎn)試驗(yàn)表明，高效高分級(jí)旋流器由于其自身具有的特殊結(jié)構(gòu)特點(diǎn)比普通旋流器效率高，分級(jí)溢流細(xì)度和分級(jí)效率顯著提高，滿足了選別丁序?qū)α６鹊囊螅髌鞒辽皾舛忍岣呒s1.5~2倍，可以大大改善二段磨礦效果，提高二段磨機(jī)利用系數(shù)。在達(dá)到相同的分級(jí)溢流細(xì)度的條件下用大直徑高效旋流器代替小直徑普通旋流器，不僅可以簡(jiǎn)化分級(jí)流程，而且排砂口不易堵塞，使選礦生產(chǎn)過(guò)程更加穩(wěn)定。