螺旋線給料旋流器在某選礦廠的應用實踐

趙旭龍　葉傳勇

(酒鋼集團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用實踐

趙旭龍葉傳勇

(酒鋼集團宏興鋼鐵股份有限公司選燒廠)

摘要某選廠磨礦分級流程長期以來主要使用漸開線給料旋流器進行分級，分級效率較低，循環負荷比例較高，極大地限制了球磨機處理量的進一步提高，同時磨礦過程中產生了較嚴重的過粉碎現象，對后續選別作業和精礦脫水作業十分不利。通過對新型螺旋線給料旋流器與漸開線給料旋流器的工業對比試驗，得出螺旋線給料旋流器在分級指標上優于漸開線給料旋流器，磨礦分級流程中應使用螺旋線旋流器替代原漸開線旋流器。

關鍵詞旋流器給料方式螺旋線漸開線分級效率

旋流器因占用空間小、處理能力大、結構簡單、易于操作、分級效率高等優點，廣泛應用于選礦細粒級分級作業。酒鋼選燒廠一選工序弱磁磨礦分級系統、強磁2段磨礦分級系統均使用漸開線進料旋流器進行分級，此類型旋流器分級效率偏低，循環負荷比例較高，給進一步提高球磨機處理量造成瓶頸，同時使磨礦過程中產生了較嚴重的過粉碎現象，微細粒級礦石因選別過程無法回收導致有用金屬的流失，同時對后續濃縮和精礦脫水作業十分不利。

近年來，隨著旋流器技術的不斷發展，旋流器的研發和制造愈來愈先進成熟，旋流器分級指標也愈來愈理想。海王旋流器公司設計的螺旋線旋流器基于原漸開線旋流器錐體，設計了不同的給料管，給料管沿軸向設計了一定的坡度，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料旋流器在以上分級作業中的工藝性能，探索進一步提高酒鋼選燒廠一選工序磨礦分級指標的可能性，分別在弱磁1段磨礦分級系統和強磁2段磨礦分級系統進行了螺旋線進料旋流器及漸開線進料旋流器的對比試驗。

1旋流器進料方式設計應用現狀

在水力旋流器的結構設計中，給料口曲線形狀對設備工作性能有顯著影響。早期給料口往往簡單地設計為直線形，與筒體相切，由直線到圓的過渡區僅為一點，變化突然，對物料流造成較大阻力，產生了紊流，不僅使工作狀態惡化，而且導致較大的材質磨損和能量損失。在采用曲線形給料口的情況下，物料流從管路中的直線運動轉變為筒體內旋流運動的過渡區由直線形給料口時的一點變為一段，流動軌跡曲率半徑從直線運動時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水力旋流器內部流體的徑向速度起主要影響作用[2]。李建隆[3]等對內置螺旋板、三次曲線長錐體的新型α旋流器，進行了模擬及試驗研究，分析了其內部導流板和曲線錐體結構對其分離性能的影響。從理論模擬和試驗實踐均取得了更優的分級效果。海王旋流器有限公司設計的新型渦形漸開線旋流器較傳統漸開線旋流器取得了更優的分級效率指標。螺旋線旋流器構造見圖1，漸開線旋流器構造見圖2。

圖1　螺旋線旋流器構造

圖2　漸開線旋流器構造

2螺旋線進料旋流器與漸開線進料旋流器試驗對比

2.1試驗條件

試驗旋流器與對比旋流器同時安裝，并使用同一規格尺寸的沉砂嘴，由同一旋流器組分配給料，以保證對比試驗過程中2種旋流器給料條件的一致，同時對試驗旋流器和對比旋流器的給料、沉砂、溢流取制樣分析。在分級溢流產品粒度相當的條件下，通過比對兩者的分級量效率、分級質效率和返砂比指標高低評價設備的優劣。

2.2工業試驗

FX-500型螺旋線旋流器安裝于弱磁1段磨礦分級旋流器組，與同組漸開線旋流器進行對比試驗；FX-350型螺旋線旋流器安裝于強磁2段磨礦分級系統旋流器組，與同組漸開線旋流器進行對比試驗。

2.2.1FX-500旋流器對比試驗

對螺旋線旋流器與漸開線旋流器的各分級產品取樣考查，考察結果見表1。

表1螺旋線與漸開線旋流器弱磁1段磨礦分級作業指標對比

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由表1可知，弱磁1段磨礦分級作業螺旋線旋流器較漸開線旋流器-200目粒級評價分級量效率高12.18個百分點，分級質效率高5.81個百分點，返砂比低209個百分點；-400目粒級評價分級量效率高8.94個百分點，分級質效率高1.96個百分點，返砂比低147個百分點。

以上表明，弱磁1段磨礦分級作業，螺旋線旋流器較漸開線旋流器循環負荷低，分級效率高，說明螺旋線旋流器的使用有利于提高磨機臺時處理量，分級過粉碎程度輕，因此螺旋線旋流器的使用有利于改善后續選別作業的選別指標。

2.2.2FX-350旋流器對比試驗

對螺旋線旋流器與漸開線旋流器的各分級產品取樣考查，考查數據見表2。

表2螺旋線與漸開線旋流器強磁2段磨礦分級作業指標對比

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由表2可知，強磁2段磨礦分級作業螺旋線旋流器較漸開線旋流器-200目粒級評價分級量效率高2.76個百分點，分級質效率高0.47個百分點，返砂比低29個百分點；-400目粒級評價分級量效率高3.95個百分點，分級質效率高1.77個百分點，返砂比低28個百分點。

以上表明，強磁2段磨礦分級作業，螺旋線旋流器較漸開線旋流器分級效率高，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選別指標，且有利于改善后續濃縮沉降和降低精礦水分。

3結論

(1)在滿足生產入選粒度的條件下，相同錐體規格的螺旋線旋流器較漸開線旋流器能取得更高的分級效率，磨礦分級作業的循環負荷更低，過粉碎程度輕，有利于改善選別指標，同時有利于后續濃縮沉降和降低脫水作業產品水分。

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

參考文獻

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

[2]李慧君，張斌.進料方式對水力旋流器徑向流場影響的研究[J].華北電力大學學報，2009，36(4):42-46.

[3]李建隆，車香榮，陳光輝，等.新型α旋流器流場模擬與實驗研究[J].高校化學工程學報，2008，22(3):371-377.

(收稿日期2015-12-12)

趙旭龍(1987—)，男，助理工程師，735100 甘肅省嘉峪關市。