劉 偉 王 磊 袁廣春

(1.中國有色金屬建設(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)

針對常規(guī)錐體旋流器存在的循環(huán)負荷高、底流夾細量大、分級效率低等問題，研發(fā)了應(yīng)用于高濃度、粗顆粒物料分級的柱式平底旋流器。分析了其運行機理，并在某選廠一段閉路磨礦分級系統(tǒng)中代替錐體旋流器進行試驗。結(jié)果表明，在保證溢流細度不變的情況下，柱式平底旋流器的使用可使臺時處理量提高18.8 t，在選廠提產(chǎn)增效中具有推廣應(yīng)用價值。

柱式平底旋流器 溢流細度 循環(huán)負荷

水力旋流器是利用離心力場進行非均相液體混合物分離的設(shè)備，具有結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、處理量大和分離效率高等優(yōu)點，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。對于高濃度、粗粒物料分級選用常規(guī)水力旋流器時，由于其分離粒度較小，常造成循環(huán)負荷過高、溢流跑粗及底流夾細量增多等問題，從而導致旋流器分級效率低、磨機過磨，并限制了球磨機臺時處理量的提高。

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

1 柱式平底旋流器運行機理

旋流器柱錐結(jié)構(gòu)決定了其主流場的邊界結(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)負荷高、分級效率較低、易堵塞等問題，海王旋流器有限公司應(yīng)用平底循環(huán)流化床分級技術(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)流中聚集形成一個環(huán)流狀流化床，粗顆?？纱┻^該流化床進入底流，細顆粒由于穿不透該床層而通過內(nèi)旋流進入溢流，從而減少了細粒級在底流中的排出量，降低循環(huán)負荷，提高分級效率及球磨機的處理量，同時解決了高濃度、粗粒大密度物料分級時其在筒體內(nèi)的堆積問題。

2 應(yīng)用實踐

2.1 錐體旋流器存在問題

國內(nèi)某鐵礦選廠一段磨礦分級采用φ3 245 mm格子型球磨機與φ610 mm錐體旋流器構(gòu)成閉路，分級效率40.72%，分級循環(huán)負荷346.63%，錐體旋流器運行指標見表1。

表1 錐體旋流器分級指標 %

存在問題：①錐體旋流器循環(huán)負荷過大，導致磨機運轉(zhuǎn)負荷過大，限制了產(chǎn)能提升；②格子型球磨機強制排礦，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旋流器沉砂夾細量大。

改進目標：①降低磨礦循環(huán)負荷，緩解磨機“吐塊”、“吐球”現(xiàn)象，解決旋流器沉砂口頻繁堵塞問題，確保生產(chǎn)過程穩(wěn)定順利進行；②提高分級效率，減少沉砂夾細，在確保溢流細度的前提下提高球磨機處理量。

2.2 柱式平底旋流器試驗

提產(chǎn)前磨機臺時處理量110 t，以2臺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錐體旋流器進行試驗，磨機和旋流器穩(wěn)定運行時考察旋流器分級指標，結(jié)果見表2。

由表2可以看出，在滿足現(xiàn)場生產(chǎn)對旋流器溢流細度要求(-0.074 mm≥48%)的前提下，球磨機臺時處理量從 109 t/h最高可提高到127.8 t/h，提高了16個百分點；循環(huán)負荷可穩(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)用有效降低了磨機內(nèi)物料的通過量；在臺時處理量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%，分級質(zhì)效率可達50.14%，較原旋流器提高了近10個百分點。

表2 不同取樣條件下柱式平底旋流器分級指標 %

3 結(jié) 論

柱式平底旋流器采用平底循環(huán)流化床分級技術(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，對粗粒級磨礦分級具有更好的適應(yīng)性，可有效的解決溢流跑粗、底流夾細和底流口堵塞問題[2]。

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

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

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

2016-08-10)

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