劉 偉 王 磊 袁廣春

(1.中國(guó)有色金屬建設(shè)股份有限公司；2.威海市海王旋流器有限公司)

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柱式平底旋流器及其應(yīng)用

劉 偉1王 磊2袁廣春2

(1.中國(guó)有色金屬建設(shè)股份有限公司；2.威海市海王旋流器有限公司)

針對(duì)常規(guī)錐體旋流器存在的循環(huán)負(fù)荷高、底流夾細(xì)量大、分級(jí)效率低等問(wèn)題，研發(fā)了應(yīng)用于高濃度、粗顆粒物料分級(jí)的柱式平底旋流器。分析了其運(yùn)行機(jī)理，并在某選廠一段閉路磨礦分級(jí)系統(tǒng)中代替錐體旋流器進(jìn)行試驗(yàn)。結(jié)果表明，在保證溢流細(xì)度不變的情況下，柱式平底旋流器的使用可使臺(tái)時(shí)處理量提高18.8 t，在選廠提產(chǎn)增效中具有推廣應(yīng)用價(jià)值。

柱式平底旋流器 溢流細(xì)度 循環(huán)負(fù)荷

水力旋流器是利用離心力場(chǎng)進(jìn)行非均相液體混合物分離的設(shè)備，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、處理量大和分離效率高等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于金屬、非金屬礦山、煤炭、電力環(huán)保、石油和食品等領(lǐng)域。對(duì)于高濃度、粗粒物料分級(jí)選用常規(guī)水力旋流器時(shí)，由于其分離粒度較小，常造成循環(huán)負(fù)荷過(guò)高、溢流跑粗及底流夾細(xì)量增多等問(wèn)題，從而導(dǎo)致旋流器分級(jí)效率低、磨機(jī)過(guò)磨，并限制了球磨機(jī)臺(tái)時(shí)處理量的提高。

柱式平底旋流器運(yùn)用于一段磨礦分級(jí)具有循環(huán)負(fù)荷低、分級(jí)效率高、處理能力大等優(yōu)點(diǎn)[1]，相比常規(guī)錐體旋流器，柱式平底旋流器循環(huán)負(fù)荷可低至100%～150%，能有效降低磨機(jī)內(nèi)的物料通過(guò)量，為提高產(chǎn)能和旋流器溢流細(xì)度創(chuàng)造條件。

1 柱式平底旋流器運(yùn)行機(jī)理

旋流器柱錐結(jié)構(gòu)決定了其主流場(chǎng)的邊界結(jié)構(gòu)，影響其分離精度和分離效率。為解決傳統(tǒng)旋流器循環(huán)負(fù)荷高、分級(jí)效率較低、易堵塞等問(wèn)題，海王旋流器有限公司應(yīng)用平底循環(huán)流化床分級(jí)技術(shù)，將傳統(tǒng)旋流器的錐體改為圓柱平底型結(jié)構(gòu)。

該平底結(jié)構(gòu)在柱段下部靠近底流口的附近存在循環(huán)流，固相顆粒在循環(huán)流中聚集形成一個(gè)環(huán)流狀流化床，粗顆?？纱┻^(guò)該流化床進(jìn)入底流，細(xì)顆粒由于穿不透該床層而通過(guò)內(nèi)旋流進(jìn)入溢流，從而減少了細(xì)粒級(jí)在底流中的排出量，降低循環(huán)負(fù)荷，提高分級(jí)效率及球磨機(jī)的處理量，同時(shí)解決了高濃度、粗粒大密度物料分級(jí)時(shí)其在筒體內(nèi)的堆積問(wèn)題。

2 應(yīng)用實(shí)踐

2.1 錐體旋流器存在問(wèn)題

國(guó)內(nèi)某鐵礦選廠一段磨礦分級(jí)采用φ3 245 mm格子型球磨機(jī)與φ610 mm錐體旋流器構(gòu)成閉路，分級(jí)效率40.72%，分級(jí)循環(huán)負(fù)荷346.63%，錐體旋流器運(yùn)行指標(biāo)見(jiàn)表1。

表1 錐體旋流器分級(jí)指標(biāo) %

存在問(wèn)題：①錐體旋流器循環(huán)負(fù)荷過(guò)大，導(dǎo)致磨機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)負(fù)荷過(guò)大，限制了產(chǎn)能提升；②格子型球磨機(jī)強(qiáng)制排礦，排礦端除渣篩除渣效果不佳，旋流器入料中夾雜部分大直徑碎球與物料，堵塞旋流器沉砂口；③旋流器沉砂夾細(xì)量大。

改進(jìn)目標(biāo)：①降低磨礦循環(huán)負(fù)荷，緩解磨機(jī)“吐塊”、“吐球”現(xiàn)象，解決旋流器沉砂口頻繁堵塞問(wèn)題，確保生產(chǎn)過(guò)程穩(wěn)定順利進(jìn)行；②提高分級(jí)效率，減少沉砂夾細(xì)，在確保溢流細(xì)度的前提下提高球磨機(jī)處理量。

2.2 柱式平底旋流器試驗(yàn)

提產(chǎn)前磨機(jī)臺(tái)時(shí)處理量110 t，以2臺(tái)FX610-P柱式平底旋流器(威海市海王旋流器有限公司生產(chǎn))替換原φ610 mm錐體旋流器進(jìn)行試驗(yàn)，磨機(jī)和旋流器穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)考察旋流器分級(jí)指標(biāo)，結(jié)果見(jiàn)表2。

由表2可以看出，在滿足現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)對(duì)旋流器溢流細(xì)度要求(-0.074 mm≥48%)的前提下，球磨機(jī)臺(tái)時(shí)處理量從 109 t/h最高可提高到127.8 t/h，提高了16個(gè)百分點(diǎn)；循環(huán)負(fù)荷可穩(wěn)定在230%～250%，磨音高于調(diào)試前的11.3 dB，表明柱式平底旋流器的應(yīng)用有效降低了磨機(jī)內(nèi)物料的通過(guò)量；在臺(tái)時(shí)處理量127 t/h左右、入料壓力0.071 MPa、泵頻37 Hz的最佳操作條件下，旋流器溢流-0.074 mm 53.77%，分級(jí)質(zhì)效率可達(dá)50.14%，較原旋流器提高了近10個(gè)百分點(diǎn)。

表2 不同取樣條件下柱式平底旋流器分級(jí)指標(biāo) %

3 結(jié) 論

柱式平底旋流器采用平底循環(huán)流化床分級(jí)技術(shù)，將傳統(tǒng)旋流器的錐體改為圓柱平底型結(jié)構(gòu)。相比錐體旋流器，對(duì)粗粒級(jí)磨礦分級(jí)具有更好的適應(yīng)性，可有效的解決溢流跑粗、底流夾細(xì)和底流口堵塞問(wèn)題[2]。

柱式平底旋流器代替錐體旋流器應(yīng)用國(guó)內(nèi)某鐵礦選廠一段磨礦分級(jí)作業(yè)，在粗粒級(jí)閉路磨礦系統(tǒng)中可大幅度提高系統(tǒng)產(chǎn)能，在保證溢流細(xì)度不變的情況下，臺(tái)時(shí)處理量可從109 t提高到127.8 t，循環(huán)負(fù)荷由346.63%降低至247.19%，取得了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。柱式平底旋流器分級(jí)性能良好，可用于黑色金屬礦山新、舊選廠一段磨礦分級(jí)作業(yè)產(chǎn)能的提升及指標(biāo)的改善。

[1] 秦同文.新型蝸殼預(yù)分級(jí)給料柱式旋流器的開(kāi)發(fā)及應(yīng)用[J].中國(guó)礦業(yè)，2009，18(10)：93-96.

[2] 秦同文，王連生，王德明.一段格子型球磨機(jī)與平底旋流器分級(jí)配置的應(yīng)用實(shí)踐[J] .金屬礦山，2009 (7)：47-49 .

2016-08-10)

劉 偉(1980—)，男，工程師，100029 北京市朝陽(yáng)區(qū)安定路10號(hào)有色大廈南樓910室。