螺旋線給料旋流器在某選礦廠的應(yīng)用實(shí)踐

趙旭龍　葉傳勇

(酒鋼集團(tuán)宏興鋼鐵股份有限公司選燒廠)

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螺旋線給料旋流器在某選礦廠的應(yīng)用實(shí)踐

趙旭龍葉傳勇

(酒鋼集團(tuán)宏興鋼鐵股份有限公司選燒廠)

摘要某選廠磨礦分級(jí)流程長(zhǎng)期以來主要使用漸開線給料旋流器進(jìn)行分級(jí)，分級(jí)效率較低，循環(huán)負(fù)荷比例較高，極大地限制了球磨機(jī)處理量的進(jìn)一步提高，同時(shí)磨礦過程中產(chǎn)生了較嚴(yán)重的過粉碎現(xiàn)象，對(duì)后續(xù)選別作業(yè)和精礦脫水作業(yè)十分不利。通過對(duì)新型螺旋線給料旋流器與漸開線給料旋流器的工業(yè)對(duì)比試驗(yàn)，得出螺旋線給料旋流器在分級(jí)指標(biāo)上優(yōu)于漸開線給料旋流器，磨礦分級(jí)流程中應(yīng)使用螺旋線旋流器替代原漸開線旋流器。

關(guān)鍵詞旋流器給料方式螺旋線漸開線分級(jí)效率

旋流器因占用空間小、處理能力大、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于操作、分級(jí)效率高等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于選礦細(xì)粒級(jí)分級(jí)作業(yè)。酒鋼選燒廠一選工序弱磁磨礦分級(jí)系統(tǒng)、強(qiáng)磁2段磨礦分級(jí)系統(tǒng)均使用漸開線進(jìn)料旋流器進(jìn)行分級(jí)，此類型旋流器分級(jí)效率偏低，循環(huán)負(fù)荷比例較高，給進(jìn)一步提高球磨機(jī)處理量造成瓶頸，同時(shí)使磨礦過程中產(chǎn)生了較嚴(yán)重的過粉碎現(xiàn)象，微細(xì)粒級(jí)礦石因選別過程無法回收導(dǎo)致有用金屬的流失，同時(shí)對(duì)后續(xù)濃縮和精礦脫水作業(yè)十分不利。

近年來，隨著旋流器技術(shù)的不斷發(fā)展，旋流器的研發(fā)和制造愈來愈先進(jìn)成熟，旋流器分級(jí)指標(biāo)也愈來愈理想。海王旋流器公司設(shè)計(jì)的螺旋線旋流器基于原漸開線旋流器錐體，設(shè)計(jì)了不同的給料管，給料管沿軸向設(shè)計(jì)了一定的坡度，并以螺旋線路徑逐漸延伸旋流器錐體。為了考查新型螺旋線進(jìn)料旋流器在以上分級(jí)作業(yè)中的工藝性能，探索進(jìn)一步提高酒鋼選燒廠一選工序磨礦分級(jí)指標(biāo)的可能性，分別在弱磁1段磨礦分級(jí)系統(tǒng)和強(qiáng)磁2段磨礦分級(jí)系統(tǒng)進(jìn)行了螺旋線進(jìn)料旋流器及漸開線進(jìn)料旋流器的對(duì)比試驗(yàn)。

1旋流器進(jìn)料方式設(shè)計(jì)應(yīng)用現(xiàn)狀

在水力旋流器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，給料口曲線形狀對(duì)設(shè)備工作性能有顯著影響。早期給料口往往簡(jiǎn)單地設(shè)計(jì)為直線形，與筒體相切，由直線到圓的過渡區(qū)僅為一點(diǎn)，變化突然，對(duì)物料流造成較大阻力，產(chǎn)生了紊流，不僅使工作狀態(tài)惡化，而且導(dǎo)致較大的材質(zhì)磨損和能量損失。在采用曲線形給料口的情況下，物料流從管路中的直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橥搀w內(nèi)旋流運(yùn)動(dòng)的過渡區(qū)由直線形給料口時(shí)的一點(diǎn)變?yōu)橐欢?，流?dòng)軌跡曲率半徑從直線運(yùn)動(dòng)時(shí)的無限大逐漸減小到筒體半徑，大大減少了紊流，改善了旋流器的工作狀況[1]。而入口的邊界條件對(duì)水力旋流器內(nèi)部流體的徑向速度起主要影響作用[2]。李建隆[3]等對(duì)內(nèi)置螺旋板、三次曲線長(zhǎng)錐體的新型α旋流器，進(jìn)行了模擬及試驗(yàn)研究，分析了其內(nèi)部導(dǎo)流板和曲線錐體結(jié)構(gòu)對(duì)其分離性能的影響。從理論模擬和試驗(yàn)實(shí)踐均取得了更優(yōu)的分級(jí)效果。海王旋流器有限公司設(shè)計(jì)的新型渦形漸開線旋流器較傳統(tǒng)漸開線旋流器取得了更優(yōu)的分級(jí)效率指標(biāo)。螺旋線旋流器構(gòu)造見圖1，漸開線旋流器構(gòu)造見圖2。

圖1　螺旋線旋流器構(gòu)造

圖2　漸開線旋流器構(gòu)造

2螺旋線進(jìn)料旋流器與漸開線進(jìn)料旋流器試驗(yàn)對(duì)比

2.1試驗(yàn)條件

試驗(yàn)旋流器與對(duì)比旋流器同時(shí)安裝，并使用同一規(guī)格尺寸的沉砂嘴，由同一旋流器組分配給料，以保證對(duì)比試驗(yàn)過程中2種旋流器給料條件的一致，同時(shí)對(duì)試驗(yàn)旋流器和對(duì)比旋流器的給料、沉砂、溢流取制樣分析。在分級(jí)溢流產(chǎn)品粒度相當(dāng)?shù)臈l件下，通過比對(duì)兩者的分級(jí)量效率、分級(jí)質(zhì)效率和返砂比指標(biāo)高低評(píng)價(jià)設(shè)備的優(yōu)劣。

2.2工業(yè)試驗(yàn)

FX-500型螺旋線旋流器安裝于弱磁1段磨礦分級(jí)旋流器組，與同組漸開線旋流器進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)；FX-350型螺旋線旋流器安裝于強(qiáng)磁2段磨礦分級(jí)系統(tǒng)旋流器組，與同組漸開線旋流器進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)。

2.2.1FX-500旋流器對(duì)比試驗(yàn)

對(duì)螺旋線旋流器與漸開線旋流器的各分級(jí)產(chǎn)品取樣考查，考察結(jié)果見表1。

表1螺旋線與漸開線旋流器弱磁1段磨礦分級(jí)作業(yè)指標(biāo)對(duì)比

%

由表1可知，弱磁1段磨礦分級(jí)作業(yè)螺旋線旋流器較漸開線旋流器-200目粒級(jí)評(píng)價(jià)分級(jí)量效率高12.18個(gè)百分點(diǎn)，分級(jí)質(zhì)效率高5.81個(gè)百分點(diǎn)，返砂比低209個(gè)百分點(diǎn)；-400目粒級(jí)評(píng)價(jià)分級(jí)量效率高8.94個(gè)百分點(diǎn)，分級(jí)質(zhì)效率高1.96個(gè)百分點(diǎn)，返砂比低147個(gè)百分點(diǎn)。

以上表明，弱磁1段磨礦分級(jí)作業(yè)，螺旋線旋流器較漸開線旋流器循環(huán)負(fù)荷低，分級(jí)效率高，說明螺旋線旋流器的使用有利于提高磨機(jī)臺(tái)時(shí)處理量，分級(jí)過粉碎程度輕，因此螺旋線旋流器的使用有利于改善后續(xù)選別作業(yè)的選別指標(biāo)。

2.2.2FX-350旋流器對(duì)比試驗(yàn)

對(duì)螺旋線旋流器與漸開線旋流器的各分級(jí)產(chǎn)品取樣考查，考查數(shù)據(jù)見表2。

表2螺旋線與漸開線旋流器強(qiáng)磁2段磨礦分級(jí)作業(yè)指標(biāo)對(duì)比

%

由表2可知，強(qiáng)磁2段磨礦分級(jí)作業(yè)螺旋線旋流器較漸開線旋流器-200目粒級(jí)評(píng)價(jià)分級(jí)量效率高2.76個(gè)百分點(diǎn)，分級(jí)質(zhì)效率高0.47個(gè)百分點(diǎn)，返砂比低29個(gè)百分點(diǎn)；-400目粒級(jí)評(píng)價(jià)分級(jí)量效率高3.95個(gè)百分點(diǎn)，分級(jí)質(zhì)效率高1.77個(gè)百分點(diǎn)，返砂比低28個(gè)百分點(diǎn)。

以上表明，強(qiáng)磁2段磨礦分級(jí)作業(yè)，螺旋線旋流器較漸開線旋流器分級(jí)效率高，過粉碎程度低，因此螺旋線旋流器的使用有利于改善選別作業(yè)選別指標(biāo)，且有利于改善后續(xù)濃縮沉降和降低精礦水分。

3結(jié)論

(1)在滿足生產(chǎn)入選粒度的條件下，相同錐體規(guī)格的螺旋線旋流器較漸開線旋流器能取得更高的分級(jí)效率，磨礦分級(jí)作業(yè)的循環(huán)負(fù)荷更低，過粉碎程度輕，有利于改善選別指標(biāo)，同時(shí)有利于后續(xù)濃縮沉降和降低脫水作業(yè)產(chǎn)品水分。

(2)在某選燒廠磨礦分級(jí)流程使用螺旋線旋流器代替原有漸開線旋流器，磨機(jī)處理能力得到了有效提高。

參考文獻(xiàn)

[1]吳建明.曲線形旋流器給料口設(shè)計(jì)[J].有色金屬：選礦部分，1992(3):21-23.

[2]李慧君，張斌.進(jìn)料方式對(duì)水力旋流器徑向流場(chǎng)影響的研究[J].華北電力大學(xué)學(xué)報(bào)，2009，36(4):42-46.

[3]李建隆，車香榮，陳光輝，等.新型α旋流器流場(chǎng)模擬與實(shí)驗(yàn)研究[J].高?；瘜W(xué)工程學(xué)報(bào)，2008，22(3):371-377.

(收稿日期2015-12-12)

趙旭龍(1987—)，男，助理工程師，735100 甘肅省嘉峪關(guān)市。