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利用強力的離心力來實現混合物在高速旋轉下的分離。例如經典的靜態式水力旋流器,利用外部壓力把進料混合物以較大的速度推入旋流器內部,由于該混合物是順著旋流器的切向運動的,這將促使液體沿筒壁作旋轉運動,一般把這種運動稱為外旋流。
旋流器在選廠中常與球磨機聯合使用構成閉路循環,確保磨礦產品粒度,同時通過對其結構參數的調整,現在水力旋流器也可用于濃縮、脫泥等作業。生產實踐中影響最終分級效果的參數有很多,這使得選廠在水力旋流器參數調節上存在一定的困難。
加快旋流器的旋轉速度對分級效果有幫助嗎?
水力旋流器的結構參數對最終產品的指標有著十分大的影響。水力旋流器的結構參數有:給礦口直徑、圓筒殼體直徑、錐體錐角、溢流管插入深度、圓柱體高度等,其中圓柱體直徑可用來表示旋流器其規格,其對分級粒度有著巨大的影響,通常粗粒級分級采用大直徑,反之用小直徑,錐角的選擇與直徑類似。除了水力旋流器的結構參數外給礦濃度、給礦壓力、給礦方式等因素對最終分級效果也有著一定的影響。通常分級濃度高,分級的粒度較粗,分級效率低,而分級粒度越細,給礦濃度應越低。給礦壓力主要影響旋流器處理能力而對分級粒度影響較小,給礦壓力增大,礦漿流速加快,分級效果得到改善,最終沉砂濃度升高。而水力旋流器的給礦方式有借助高差自流給礦、穩壓箱給礦、砂泵直接給礦三種方式,給礦方式主要通過影響給礦壓力,最終對分級效果產生影響。
外旋流中的顆粒受到離心力作用,如果它的密度大于四周液體的密度,它所受的離心力就越來越大,一旦離心力大于因運動所產生的液體阻力,顆粒就會克服這一阻力向器壁方向移動,與周圍液體分離,到達器壁附近的顆粒受到旋流器上方液體推動,沿器壁向下運動,到達底流口附近匯集成為稠化度較高的懸浮液,從底流口排出。
分離后的液體旋轉向下繼續運動,進入圓錐段后,因旋液分離器的內徑逐漸縮小,液體旋轉速度加快。由于液體在產生渦流時沿徑向方向的壓力分布不均,越接近軸線的地方越小而至軸線時趨近于零,成為低壓區甚至為真空區,導致液體趨向于軸線方向移動。同時,由于旋液分離器底流口大大縮小,液體無法迅速從底流口排出,而旋流腔頂蓋中央的溢流口,由于處于低壓區而使一部分液體向其移動,因而形成向上的旋轉運動,并從溢流口排出。
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。
受離心沉降的作用,大顆粒較重,會從分級旋流器底部排出,而小顆粒較輕,就會從旋流器的溢流管排出,這樣就實現了混合液的分級。而對于分級旋流器的維護,要經常清洗旋流器的表面污垢,以便能及時發現設備的異常情況,及時解決,避免更大損失。
旋流器都有按密度分選和按粒度分選的雙重作用,由于設計結構的不同,分級旋流器突出的是分級作用。分級旋流器的工作原理是離心沉降,從旋流器入口以一定壓力沿切線方向進入旋流器后,在圓形桶壁的作用下,做旋轉運動并形成強有力的漩渦流,這樣水力旋流器內部的混合液,受到離心力和重力的共同作用,在密度相差不大的情況下,大小不同的顆粒在此立場中,所受到的離心力、相心浮力和流體曳力的大小均不相同,大顆粒和小顆粒的運動方向也會因受力不同而不同。
確保水力旋流器的分級效果好的操作注意事項
一、 確定合適的結構參數
在選擇水力旋流器時,我們應主要依據所要處理的礦漿體積和分級粒度來確定各結構參數。首先,根據要處理的礦漿體積和分級粒度來確定旋流器的直徑大小。一般,溢流較粗、處理量較大時,建議選用大規格的旋流器,反之則采用小規格的旋流器。當處理量很大而溢流又很細時,建議選用小規格的旋流器相并聯組成旋流器組。其次,當旋流器的直徑已確定,根據處理量和分級粒度來選擇其結構參數,如溢流管直徑、沉砂口徑、給礦口徑、圓柱體高度、溢流管插入深度、錐角等。
二、 選擇適當的給礦方式
通常,水力旋流器的給礦方式主要包括以下三種:
1、借高差自流給礦:這種給礦方式要求有較大的高差(一般在5m以上),在地形條件不允許時難以實現;
2、穩壓箱給礦:此種給礦方式的優點是壓力穩定,但缺點是管路較多,礦漿回流大,經濟效果較差;
3、砂泵直接給礦:此種給礦方式的管路少,經濟效果較好,但給礦壓力波動較大。目前,多數選礦廠采用砂泵直接給礦方式(即所謂動壓給礦)。
三、 保持穩定的給礦壓力
通常,水力旋流器的給礦壓力會直接影響旋流器的處理量和分級粒度,可通過給礦砂泵加變頻器來進行調控。給礦壓力越大,礦漿流速越高,水力旋流器的處理量也就越大,同時礦漿在旋流器中的旋轉速度和離心力也越大,分級粒度就越細。在確定分級粒度后,需要一定的壓力與之相適應。壓力過大,沉砂中混入的細粒會隨之增多,壓力過小則溢流中混入的粗粒增多,這都會大大降低水力旋流器的分級效率。
當采用砂泵直接給礦時,所選砂泵的揚程(指有效揚程)和流量比旋流器的正常給礦大即可。如果砂泵能力過大,砂泵會出現喘氣,此時可在砂泵揚出管上裝一支管,引一部分礦漿短路流回泵池,或引回一部分旋流器的溢流入泵池。當砂泵給礦時,應在流器給礦管上安裝壓力表,使旋流器操作人員能及時掌握旋流器的工作情況和砂泵的磨損情況。建議砂泵池容積要大些,以使泵池起到良好的緩沖作用。同時,建議砂泵選用襯膠內襯,以延長其使用壽命。
四、注意沉砂口直徑的變化
當沉砂口增大時,沉砂量增大,濃度降低,沉砂中的細粒增多,溢流量減小,溢流變細;反之,當沉砂口減小時,沉砂濃度增高,溢流中粗粒增多,溢流量增大。
沉砂口的變化可根據沉砂噴出時的噴射角來判斷,噴射角一般在20°-30°之間。如果沉砂呈繩狀排出,說明沉砂口小,此時沉砂濃度較高;如果沉砂呈傘狀噴出,則說明沉砂口大,此時沉砂濃度最低。
沉砂口是水力旋流器易磨損部件之一,因此需用襯膠或其他耐磨材料來減緩其磨損速度,延長使用壽命,同時需要定期替換新的沉砂嘴。若沉砂口的大小需經常調節,可選用可換套嘴式旋流器或帶有可調沉砂口大小裝置的旋流器。
生產中,水力旋流器操作人員應注意旋流器沉砂口是否出現堵塞問題,若出現長期堵塞現象,需立即停止旋流器,清理沉砂口堵塞。
五、維持適當的給礦濃度
給礦濃度大小會直接影響最終產品的濃度和粒度。當給礦濃度太低時,水力旋流器的分級效率較高但干礦處理量下降;當給礦濃度太高時,礦漿的黏度增大,水力旋流器的分級效率下降。通常,分級粒度越細,給礦濃度應越低。
六、給礦前及時清除雜物
對于小直徑的旋流器,除渣作業顯得尤其重要。在旋流器給礦前,可借助篩子隔除草渣、木屑等雜物,防止旋流器堵塞。一般,除渣篩孔尺寸約為沉砂口直徑的1/6-1/5。
目前,水力旋流器已廣泛用于多個選礦作業,既可在磨礦回路中作分級設備(尤其是細磨的分級設備),又可對礦漿進行脫泥、濃縮作業,這就要求旋流器操作人員需熟知其各項技術參數,并可隨時根據生產變化進行相應的調整,以保證旋流器的作業效率。
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