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旋流器是利用離心力場進行兩相流體分離的有效分離設備,它是由上部筒體和下部錐體兩大部分組成的非運動分離設備。水力旋流器是一種高效的細微粒礦物分級、脫泥、濃縮設備,廣泛于有色金屬選礦、陶瓷、化工等工業中,其特點是結構簡單,生產能力大,占地面積小,工作效率高。
其原理是待礦漿以切線、漸開線或螺旋線方式由給礦管射入筒體后,介質和顆粒的混合體產生旋轉形成離心力場,不同粒度、不同密度的顆粒(或液相)產生不同的運動軌跡,在離心力、介質阻力和等力場的作用下,粗顆粒和大密度的顆粒向周邊運動,通過錐形體從沉砂口排出;細顆粒和低密度的顆粒(或液相)向中心運動,由溢流管排出,最終實現固體顆粒的粗細分級和不同密度流體的分離。在選礦實踐中,旋流器主要用于磨礦回路中的分級作業,尤其是在細磨的分級作業中應用比較多;也可對礦進行脫泥、濃縮進行分選作業。
不同的用途自然對水力旋流器的技術參數提出了不同的要求,包括結構參數、工藝操作參數、給料性質等,且各技術參數間往往相互關聯,相互制約,不易調整和控制,這就要求我們在選擇水力旋流器前必須清楚各技術參數,有針對性地進行選擇。
1、旋流器圓柱形筒體直徑和高度
圓柱形筒體的直徑為區分水力旋流器尺寸規格的主要標準,與其他各部件尺寸之間均有一定的比例關系。增大圓柱形筒體的直徑,可提高水力旋流器的處理能力,但同時溢流粒度會變粗,反之亦然。當處理微細粒物料且處理量比較大時,我們可采用多臺小型旋流器并聯成組的辦法。
圓柱形筒體的高度對礦漿在旋流器中停留時間、分級效率有著顯著影響。當溢流管插入深度一定時,增長筒體高度則延長分離時間,減少分離粒度和提高分離效率的作用,但亦有降低產量和增加能耗的負作用,減少筒體高度時,則會得到相反的結果。通常情況下,當圓柱形筒體的高度為圓柱形筒體的直徑的0.6-1.0倍時,效果較好。
2、旋流器給礦口直徑
通常,給礦口直徑為旋流器直徑的0.13-0.25倍,適當增大給礦口直徑可提高旋流器處理量,但同時分級效率會有所降低。通常,水力旋流器給礦管的斷面形狀多為圓形和矩形兩種,而且以矩形居多,其配置方式多呈長邊與旋流器軸線平行,短邊與旋流器軸線相垂直。
早期給礦管的結構形式和與筒體的貫通方式多為切線形,其優點是結構簡單,配置方便,但流型變化突然,沿程阻力損失大,易于產生紊流。后來普遍采用漸開線型給礦管,具有降低能量消耗,增加生產能力和提高分離效率的作用。
3、旋流器溢流管直徑
溢流管多為圓形,其直徑通常為水力旋流器直徑的0.2-0.3倍,其主要作用是把分離好的溢流產物平穩、恒定、連續地引出體外。增大溢流管直徑,溢流量會有所增加,但溢流粒度也會變粗,且沉砂中細粒減少而濃度提高。
4、旋流器沉砂口直徑
通常,沉砂口直徑增大,溢流量減小,溢流細度變細,而沉砂量增加、濃度變低、細度增多,但對旋流器處理量無顯影響,沉砂口直徑變小,沉砂排出量減小,溢流中會出現“跑粗”現象,若過小,會使粗粒在錐頂越積越多,以致出現堵塞現象。
一般情況下,沉砂口直徑應確保沉砂呈傘狀排出,夾角為20°-30°比較理想。沉砂口直徑通常為溢流管直徑的0.07-0.1倍。
5、旋流器溢流管插入深度
若溢流管插入過淺,則短路流量增加、分離時間縮短、溢流產物中粗粒級含量增加、沉砂產物中細粒級含量上升分級(離)效率下降;若溢流管插入過深,底部粗粒級會進入溢流,降低水力旋流器的分級效率。一般情況下,溢流管插入深度應為圓柱筒體高度的0.5-0.8倍。
6、旋流器圓柱形筒體的錐角
增大圓柱形筒體錐角會減小旋流器的高度,而增大礦漿的平均徑向流速。同時,由于錐體的阻流作用增大,礦漿向上的流速也會增大,從而導致溢流粒度變粗。因此,在分離粗粒度顆粒時,建議采用大錐角(30°-60°);在分離細粒度顆粒時,建議采用小錐角(15°-30°);在脫泥時則采用更小的錐角(10°-15°)。
7、旋流器給礦壓力
給礦壓力對旋流器處理量和分離粒度有著直接影響。通常,給礦壓力應保持為49-157kPa。增大給礦壓力可降低分級粒度,提高處理量,但同時也會顯著增加動力消耗和旋流器磨損。當正常工作時,水力旋流器的給礦壓力應保持一個穩定數值。
8、旋流器礦漿性質
礦漿性質主要包括密度、粒度和礦漿濃度。相同礦漿濃度情況下,礦石密度越大,分級粒度就越細。
當礦漿濃度較大、含泥量較高時,礦漿的黏度和密度也會隨之增大,這就增加了粒度的運動阻力,使得分級粒度變粗。反之亦然。理想的礦漿濃度應根據具體生產情況由選礦試驗來確定。綜上可知,旋流器操作人員在使用旋流器過程中可通過調整礦漿壓力大小、改變沉砂口直徑、礦漿濃度、錐體角度、給礦管及溢流管的尺寸和物料粒度組成來及時調整操作。
此外,在選擇水力旋流器時,建議從專業、正規的旋流器廠家購買,結合自身的實際生產情況,咨詢專業旋流器技術人員,爭取實現技術指標與經濟效益雙贏。
規格 | 75 | 125 | 250 | 500 |
分離粒度(mm) | 0.010 | 0.019 | 0.037 | 0.074 |
給礦壓力(pa) | 2-2.4 | 1.5-2.5 | 0.7-0.8 | 0.5-0.7 |
給礦粒度(mm) | 0.037 | 0.037 | 0.074 | 2 |
給礦體積(m3/臺日) | 80-90 | 250-380 | 600-700 | 2200-2500 |
給礦濃度(%) | 5-8 | 5-10 | 8-10 | 10-15 |
沉砂濃度(%) | 30-40 | 30-40 | 40-50 | 40-55 |
溢流濃度(%) | 3-6 | 3-8 | 5-10 | 8-12 |
分級和脫泥效率(%) | 70-75 | 80-85 | 65-70 | 80-85 |
漩流筒直徑(mm) | 75 | 125 | 250 | 500 |
重量(kg) | 13 | 50 | 107 | 600 |