1 前言
水力旋流器是利用離心力場(chǎng)分離兩相液體的高效分離設(shè)備。僅由筒體、錐體、進(jìn)料體、溢流管、底流口等及部件組成，它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、生產(chǎn)能力大、分級(jí)效率高、占地面積小、無(wú)傳動(dòng)部件和易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的優(yōu)點(diǎn)，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的許多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
大山選礦廠旋流器主要用于一段磨礦和二段磨礦，一段旋流器型號(hào)為Ф660mm，二段為Ф350 mm和Ф380mm型號(hào)旋流器。2010年12月大山選礦廠半自磨系統(tǒng)投產(chǎn)，Ф838 mm旋流器首次應(yīng)用于半自磨磨礦分級(jí)系統(tǒng)，由于對(duì)新型旋流器的工作條件不是十分的了解，因此，探索Ф838旋流器最佳工藝條件，穩(wěn)定優(yōu)化磨礦分級(jí)是現(xiàn)場(chǎng)的迫切要求。
2 流程簡(jiǎn)介
大山選礦廠半自磨系統(tǒng)處理能力2.25萬(wàn)噸/日，采用半自磨+球磨+頑石破碎的SABC流程，半自磨機(jī)和球磨機(jī)為一對(duì)一的配置，半自磨機(jī)一臺(tái)，規(guī)格為Φ10.37×5.19m，電機(jī)功率為2×5586kw,采用雙同步電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng);球磨機(jī)為一臺(tái)Φ7.32×10.68m溢流型球磨機(jī)，電機(jī)功率為2×5586kw,也采用雙同步電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng);半自磨機(jī)的排料端設(shè)有兩臺(tái)3600×7500mm直線振動(dòng)篩(一臺(tái)工作，一臺(tái)備用)進(jìn)行篩分，篩上產(chǎn)物去頑石破碎系統(tǒng)進(jìn)行破碎，篩下產(chǎn)物進(jìn)入旋流器分級(jí)系統(tǒng);旋流器分級(jí)系統(tǒng)為兩組Φ838-6旋流器組(兩組同時(shí)工作);頑石破碎系統(tǒng)采用一臺(tái)MP800型圓錐破碎機(jī)，頑石經(jīng)破碎后返回半自磨機(jī)。與半自磨系統(tǒng)配套的為一個(gè)160m3浮選機(jī)系列，采用9槽160m3浮選機(jī)，分為四個(gè)浮選作業(yè)，采用2-3-2-2的浮選槽配置。半自磨工藝流程見(jiàn)圖2-1所示。
3 水力旋流器結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化
針對(duì)半自磨磨礦分級(jí)系統(tǒng)特點(diǎn)，首先對(duì)第一組旋流器進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化，優(yōu)化后再與另一組旋流器進(jìn)行比對(duì)驗(yàn)證，通過(guò)給礦壓力、沉砂嘴、溢流管等組合對(duì)比試驗(yàn)，探索水力旋流器最佳結(jié)構(gòu)參數(shù)。
3.1 使用現(xiàn)狀
優(yōu)化前對(duì)半自磨系統(tǒng)磨礦分級(jí)系統(tǒng)第1組Φ838旋流器進(jìn)行工藝性能考查，主要考查分級(jí)系統(tǒng)的分級(jí)效率及分級(jí)產(chǎn)品質(zhì)量，考查結(jié)果見(jiàn)表3-1。
表3-1：原旋流器工藝參數(shù)及分級(jí)指標(biāo)
從現(xiàn)場(chǎng)考查數(shù)據(jù)可以看出：Φ838旋流器使用原參數(shù)配置旋流器分級(jí)效率僅為52.80﹪，旋流器分級(jí)效率偏低;溢流產(chǎn)品細(xì)度為64.20%，細(xì)度偏差;返砂比為423.83﹪，返砂比偏大。因此有必要對(duì)Φ838旋流器參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。
3.2 旋流器工作壓力優(yōu)化
旋流器壓力試驗(yàn)使用兩組旋流器同時(shí)進(jìn)行，第1組6臺(tái)旋流器沉砂嘴為152mm，第2組6臺(tái)沉砂嘴為158mm，由于兩組旋流器供礦有所差異，兩組旋流器工作壓力稍有不同，試驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)表3-2，3-3。
表3-2：第一組旋流器不同壓力對(duì)比結(jié)果
表3-3：第二組旋流器不同壓力對(duì)比結(jié)果
從表3-2,3-3可見(jiàn)，兩組旋流器雖沉砂嘴直徑不同，但都在給礦壓力為0.5～0.55 kg/cm2下分級(jí)效率最高，而且溢流中-200目含量相對(duì)較高。
3.3 旋流器沉砂嘴直徑優(yōu)化
水力旋流器沉砂嘴直徑對(duì)其生產(chǎn)指標(biāo)影響很大，隨著沉砂嘴直徑的減小則沉砂濃度增大，溢流粒度變粗，溢流產(chǎn)率增加，沉砂產(chǎn)率下降，返砂比減小。沉砂嘴直徑的優(yōu)化，以旋流器工作壓力0.50 kg/cm2，在第一組旋流器前后兩次選用兩臺(tái)不同沉砂嘴進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3-4。
表3-4：不同沉砂嘴試驗(yàn)對(duì)比結(jié)果
從兩組數(shù)據(jù)來(lái)看，沉砂嘴152mm和146mm相差不大，146mm比158mm-200目含量略低，但分級(jí)效率要高。由于在實(shí)際生產(chǎn)中沉砂嘴存在磨損，所以暫定初裝146mm沉砂嘴為最優(yōu)結(jié)果。
為了進(jìn)一步了解沉沙嘴直徑為146mm在不同壓力下的分級(jí)效果，進(jìn)行了對(duì)比試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4-5
表3-5：146mm沉砂嘴不同壓力試驗(yàn)對(duì)比結(jié)果
從表3-5可見(jiàn)，旋流器沉砂嘴直徑為146mm時(shí)，在壓力0.45～0.50 kg/cm2時(shí)，溢流-200目含量66.77%，分級(jí)效率62.23%，分級(jí)效果最好。
3.4 旋流器溢流管直徑優(yōu)化
水力旋流器的溢流管直徑除影響其生產(chǎn)能力和分離粒度外，還影響其分級(jí)效率、返砂比和產(chǎn)物濃度。一般情況下，當(dāng)溢流管直徑增大時(shí)，則其生產(chǎn)能力和分離粒度亦增大，溢流產(chǎn)率提高，分級(jí)效率相應(yīng)降低，當(dāng)溢流管直徑減小時(shí)，則其結(jié)果相反。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。
表3-6：不同溢流管直徑試驗(yàn)對(duì)比結(jié)果
從表3-6可以看出：在旋流器沉砂嘴直徑146 mm時(shí)，溢流管直徑13英寸時(shí)，溢流產(chǎn)品質(zhì)量最好，分級(jí)效率也最高。為進(jìn)一步考查溢流管參數(shù)，以13.5、14.0、14.5英寸再次進(jìn)行試驗(yàn)，對(duì)比結(jié)果見(jiàn)表3-7。
表3-7：不同溢流管直徑試驗(yàn)對(duì)比結(jié)果
從表3-7可以看出，給礦條件一樣，溢流管越小，溢流產(chǎn)品質(zhì)量越好，分級(jí)效率也更高。
另外，繼續(xù)用上面各種直徑溢流管，與直徑為152mm和146mm的沉砂嘴進(jìn)行多次反復(fù)試驗(yàn)，通過(guò)綜合平衡，最后確定選用13.5英寸溢流管，其分級(jí)效率及產(chǎn)品質(zhì)量最好。
3.5 旋流器溢流管插入深度優(yōu)化
溢流管插入深度一般為0.7-0.8圓柱體高度，插入過(guò)深或過(guò)淺都會(huì)使溢流粒度變粗，沉砂中細(xì)粒級(jí)含量增加，分級(jí)效率下降。不同溢流管插入深度試驗(yàn)對(duì)比數(shù)據(jù)見(jiàn)表3-8：
表3-8：不同溢流管插入深度試驗(yàn)對(duì)比結(jié)果
從表3-8可見(jiàn)，沉砂嘴146mm，溢流管直徑13.5英寸時(shí)，溢流管插入深度490mm分級(jí)效率最好。
3.6 參數(shù)優(yōu)化數(shù)據(jù)相比
通過(guò)逐步優(yōu)化，第一組旋流器6臺(tái)全部改為溢流管直徑13.5英寸，溢流管插入深度490mm，第二組旋流器保持原配置不變，進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3-9。
表3-9：優(yōu)化參數(shù)與原配置試驗(yàn)對(duì)比結(jié)果
通過(guò)優(yōu)化后的旋流器參數(shù)分級(jí)效果有所改善，第1組-200目含量比第2組提升了1.16%，基本達(dá)到了試驗(yàn)的目的。
4 結(jié)論
1、在一定的給礦條件下，水力旋流器的溢流管、沉砂嘴的大小直接影響到水力旋流器的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際供礦條件合理搭配水力旋流器的結(jié)構(gòu)參數(shù)，是提高水力旋流器分級(jí)指標(biāo)有效途徑與手段。
2、通過(guò)試驗(yàn)研究，確定半自磨系統(tǒng)φ838旋流器組的給礦壓力應(yīng)在0.50 kg/cm2左右，初裝沉砂嘴直徑為146mm，溢流管直徑為13.5英寸，溢流管插入深度為490mm。
3、對(duì)φ838旋流器進(jìn)行工藝參數(shù)優(yōu)化后的驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果表明，旋流器沉砂嘴直徑146mm、溢流管內(nèi)徑13.5英寸、插入深度490mm的溢流管，分級(jí)效率及溢流產(chǎn)品質(zhì)量好于原配置參數(shù)指標(biāo)，并在隨后的生產(chǎn)實(shí)踐中得到了證實(shí)。
參考文獻(xiàn)：
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聲明：
“大山選礦廠Φ838旋流器參數(shù)優(yōu)化研究” 該技術(shù)專利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學(xué)習(xí)研究，如用于商業(yè)用途，請(qǐng)聯(lián)系該技術(shù)所有人。
我是此專利(論文)的發(fā)明人(作者)
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編輯：中冶有色技術(shù)網(wǎng)
來(lái)源：江西銅業(yè)股份有限公司德興銅礦
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