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高效旋流器的應用分析

 

1  前言
  在選礦生產中，因可磨性和可選性較差的低品位礦石越來越多，選礦工藝流程也越來越復雜。磨礦分級系統(tǒng)是選礦生產的重要環(huán)節(jié)，其選別指標直接影響到最終的選礦技術指標。旋流器作為分級設備，因其具有的節(jié)能、高效、運營費用低，易維護等優(yōu)點，在國內大部分選礦廠得到了廣泛的應用。旋流器的分級細度主要是由旋流器的規(guī)格(即直徑)決定的，通常粗粒度的分級選用大直徑旋流器，細粒度的分級選用小直徑旋流器。小直徑旋流器的分級粒度細，但處理礦漿量小，為防止沉砂嘴堵塞還需對待分離漿液進行粗粒和雜物隔離。當待處理漿液量較大時，需要多臺小旋流器并聯(lián)安裝和使用，配置繁瑣且工作條件要求苛刻，而高效高分級旋流器的應用解決了這一難題，并獲得了更好的磨礦分級效果，能更好地提高選礦廠的各項技術經(jīng)濟指標。
2  高效旋流器的結構和特點
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，沿漸開線方向進入旋流器高速旋轉，在離心力場的作用下，細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旋流向上運動，從上部溢流管得到粒度細的溢流產物。粒度較大的礦物顆粒由于所受的離心力較大，被甩向旋流器的內壁，同時在重力的作用下，隨外旋流向下運動，在下部的沉砂口得到粒度粗而密度大的沉砂產物。
2.2  高效高分級旋流器的結構
  高效高分級旋流器由進料裝置、分離裝置、底流裝置、溢流裝置構成，進料裝置采用漸開線形式給料，給料管為矩形漸縮管，其外沿線以漸開線平滑過度至進料箱內側，分離裝置由柱體和錐體組成，根據(jù)待分離礦物的比重、粒度以及對溢流細度的要求，匹配不同的柱體高度。錐體部分采用變錐技術，以保持顆粒在錐體分離部位的切向速度，達到最佳的分離效果。底流裝置的內部形狀亦采用柱錐形式，并相應加大柱體高度。
  
2.3  高效高分級旋流器的特點
  與普通旋流器(20度錐角)相比，高效分級旋流器具有如下特點：
  (1)在處理同樣的物料、同樣的操作條件下，分級溢流細度相對提高20％-30％。
  (2)在獲得同樣的溢流細度時，分級效率至少提高10％以上。生產實踐中，高效分級旋流器的分級效率最高可提高27％。
  (3)可用大直徑高效旋流器代替小直徑普通旋流器，能達到相同的溢流細度。
  (4)能量損耗低，高效分級旋流器可在較低的壓力下丁作，能保證分級效果。
3  高效高分級旋流器與普通旋流器對比
3.1  某鐵礦選礦廠使用效果
  國內一大型鐵礦選廠，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，脫泥的礦漿進入反浮選。一段磨礦采用螺旋分級機與磨機構成閉路作業(yè)，分級機溢流和二段磨礦排礦進人普通旋流器，旋流器的底流返回二段磨礦，溢流進入高頻細篩，篩上物進入二磨，篩下物進人脫泥斗。在實際生產中，一段磨礦分級溢流細度平均為-200目61％，溢流濃度平均為48％。二段分級旋流器的規(guī)格為250型，溢流細度平均為-200目含量84％，經(jīng)高頻細篩再次分級后，篩下物-325目含量平均為75％。由于高頻細篩篩下物-325目含量達不到80％的設計指標，造成反浮選指標差，高頻細篩篩上物夾細嚴重，分級效益不高，循環(huán)負荷過大，同時工作狀態(tài)不穩(wěn)定，停機頻繁，對整個生產過程造成嚴重影響，因此決定采用高細度高效旋流器代替普通旋流器和高頻細篩，系統(tǒng)改造前后的工藝流程。

  
  從表1測定數(shù)據(jù)可以看出：高細度高效旋流器溢流中-325目含量平均達到82％以上，而沉砂中—325目含量平均降低到23％1~下，高細度高效旋流器沉砂的濃度平均達到79％以上，更好地發(fā)揮了二段球磨機磨礦效果。采用高細度高效旋流器代替普通旋流器和高頻細篩構成的二次串聯(lián)分級流程經(jīng)現(xiàn)場使用證明，高細度高效旋流器工作平穩(wěn)，分級效率明顯提高，溢流細度完全達到了設計指標，從而大幅度提高了了選廠的最終產品指標。
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)一段磨礦分級后進入浮選，浮選粗精礦進入二段磨礦分級系統(tǒng)，二磨分級采用普通旋流器分級，為保證分級溢流細度，現(xiàn)場幾經(jīng)改造，最終采用了250型旋流器二并二串二級分級流程，即兩臺旋流器的溢流再分別進人兩臺二級250旋流器。二級旋流器的溢流進入精選作業(yè)，一、二級旋流器的底流合并后進人二段磨礦，流程中共使用了四臺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目達到90％以上，但實際生產平均為-400目82％左右；
  (2)二并二串流程的分級效率低，分級質效率平均為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，嚴重影響生產過程的順利進行。改造方案為在一個生產系統(tǒng)中用一臺傘300mm高細度高效旋流器代替原來的二并二串250型普通旋流器二級分級流程，另一個生產系統(tǒng)暫不變動，做對比試驗測定。
  表2為兩個系統(tǒng)新舊旋流器的在2007年6月至2007年9月使用對比效果測定數(shù)據(jù)(平均值)。

  采用高細度高效旋流器后，分級效果明顯改善。高效高分級旋流器溢流細度較普通旋流器更細，平均細度達到-400目91％，而普通旋流器溢流細度只有-400目81.74％。高細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。分級效率大幅提高，平均值效率為53.7％，沉砂口由原來的20mm提高到35mm，不易堵塞，生產過程穩(wěn)定，只需一臺300高細度旋流器就可完全替代原來的二并二串四臺250旋流器，簡化了分級系統(tǒng)。
4  結論
  生產試驗表明，高效高分級旋流器由于其自身具有的特殊結構特點比普通旋流器效率高，分級溢流細度和分級效率顯著提高，滿足了選別丁序對粒度的要求，旋流器沉砂濃度提高約1.5~2倍，可以大大改善二段磨礦效果，提高二段磨機利用系數(shù)。在達到相同的分級溢流細度的條件下用大直徑高效旋流器代替小直徑普通旋流器，不僅可以簡化分級流程，而且排砂口不易堵塞，使選礦生產過程更加穩(wěn)定。