基于旋流器在氧化鋁生產(chǎn)中的應用分析

摘 要：鋁作為生產(chǎn)鋁合金、汽車以及飛機等工業(yè)品的金屬材料，作為生產(chǎn)鋁的原料，對我國經(jīng)濟的發(fā)展非常重要。我國擁有較豐富的鋁土礦資源，因此氧化鋁行業(yè)發(fā)展迅速，在國際市場競爭中如何生產(chǎn)出優(yōu)質氧化鋁是非常重要的。本文探討的是基于旋流器在氧化鋁生產(chǎn)中的應用分析。

關鍵詞：氧化鋁；旋流器；應用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.05.019

現(xiàn)下國家對氧化鋁的要求越來越嚴格，其原因，一是因為國際市場的變化，國內市場涌進越來越多的質優(yōu)價廉的氧化鋁對國內造成刺激，二是國內自身必須改善條件進行創(chuàng)新。傳統(tǒng)工藝不能滿足生產(chǎn)要求。砂狀氧化鋁生產(chǎn)中最基本的就是要對其進行分級，在此條件下，旋流器在其中的應用就至關重要。

1 什么是旋流器

旋流器是利用壓力流體進而產(chǎn)生離心運動的裝置。在選礦中，主要的用途就是進行分級、分選、濃縮以及脫泥，因此，旋流器的類型較多，按照其功能就可分為分級旋流器、脫水旋流器、濃縮旋流器以及脫泥旋流器等。本文介紹的旋流器是在氧化鋁生產(chǎn)中對氧化鋁進行分級作用的工具，在其中至關重要。在氧化鋁的生產(chǎn)中，若想生產(chǎn)出更優(yōu)質的產(chǎn)品，那么旋流器在其過程中不可或缺。

2 工作原理

旋流器是利用離心力場，加速礦漿中固體顆粒沉降和強化分離過程的有效分離設備，是由上部筒體和下部錐體兩大部分組成的非運動型分離設備。當?shù)V漿以漸開線或切線或螺旋線方式由進料管射入旋流器筒體后，形成強烈的旋轉運動，由于料漿中的顆粒受到的離心力、向心浮力、液體曳力不同，大部分密度小的或者粒度細的料漿從旋流器的溢流管排出，密度大的或者粒度大的料漿從旋流器底流口排出，達到分級分離的目的。

旋流器中的流體運動主要是三維速度場，其中的切向速度對其中的分離影響最大。

3 旋流器結構及材料

（1）水力旋流器直徑：生產(chǎn)能力和分離粒度隨著直徑增大而增大。

（2）入口直徑Di：入口的尺寸對處理能力、分級粒度、分級效率均有影響。比例Di=（0.21- 0.25）D。

（3）錐角：錐角減，分級粒度變細，錐角加大，分級粒度變粗。對細粒物料分級，通常取8～14°；粗粒分級濃縮，通常在19～35°。內部的流體阻力隨著錐角的加大而增加。進料壓力一樣條件下，由于流體阻力增加，其生產(chǎn)能力要降低。分離粒度隨其錐角的加大而增加，整體分離效率降低，而底流中混入的細顆粒較少。

（4）溢流管直徑：直徑變大，溢流量變大，溢流粒度變大，底流中細粒級變少，底流濃度增加。取值范圍Do=（0.2- 0.4）D。

（5）溢流管插入深度：插入淺分級粒度變細；插入深分級粒度變粗；通常溢流管插入深度h=（0.3-0.7）D。

（6）沉砂口直徑d：沉砂口直徑變大，分級粒度變細，沉砂口直徑變小，分級粒度變粗。取值范圍d=（0.15- 0.25）D。

（7）錐比：錐比是設計旋流器的主要參數(shù)，錐比取值范圍在（0.35～0.65）D。

（8）內襯材料分為：碳基重結晶；耐磨橡膠；剛玉；聚氨酯。

4 旋流器的選擇

在氧化鋁的生產(chǎn)過程中，如何選擇旋流器是一件十分重要的、有難度的事，它需要計算各個參數(shù)，包括主要參數(shù)，例如產(chǎn)能參數(shù)、循環(huán)負荷參數(shù)等，還有旋流器的尺寸要求，然后進行分析和對比，擇優(yōu)選擇，尋找出更適合的旋流器。

旋流器產(chǎn)能大小的指標是由旋流器的產(chǎn)能參數(shù)決定的。但產(chǎn)能參數(shù)除了與旋流器的臺數(shù)有關之外，還必須與磨機相適應，如果磨機擁有很高的產(chǎn)量，就可以對旋流器的數(shù)量進行搭配，也就是說可以使用兩臺或者多臺的旋流器進行自由組合搭配。所需旋流器的使用臺數(shù)為n=Qm/qm，式中，n為旋流器實用臺數(shù)；Qm為 本作業(yè)的礦漿體積流量；qm為查得的單臺旋流器生產(chǎn)能力。這種方式，不但可以提高我們的工作效率，更能大大地提高產(chǎn)量，是可以對旋流器數(shù)量進行優(yōu)化選擇的良好途徑。

循環(huán)負荷參數(shù)指標，是根據(jù)生產(chǎn)工藝要求和形式進行設定。我們可以通過高循環(huán)量的研磨來改善，將其提升為生產(chǎn)量的3倍，并多次循環(huán)研磨，將較細的物料快速的分離出來。我們可以根據(jù)具體的需要，通過循環(huán)負荷參數(shù)來計算出處理量對旋流器進行選擇。

由基本校正分離粒度與旋流器直徑的關系查得與其相應的旋流器直徑。整理得出的計算公式為：D=0.024d1.5250cP0.43（-）0.76（1-0.019Civ）2.17。式中，D為旋流器直徑；d50c為校正分離粒度；P為給礦壓力；、為礦石和介質的密度；Civ為給礦礦漿體積濃度。在選定了旋流器的直徑后，則需要根據(jù)實際情況，結合我們的需要和經(jīng)驗來確定具體的尺寸，并且也可以根據(jù)具體的情況在生產(chǎn)的過程中進行更為具體的調整與修改。

根據(jù)以上的各項參數(shù)，在氧化鋁的生產(chǎn)過程中，我們需要根據(jù)具體的實際情況來對旋流器進行選擇，而最適合并且產(chǎn)能在可控范圍內越大越好，消耗越小越好是最重要的。

5 總結

旋流器被廣泛應用于氧化鋁行業(yè)中，礦漿制備、除砂、氫氧化鋁分級處理等都離不開旋流器的使用。旋流器的結構簡單、占地面積小、產(chǎn)能大、分離效率高、容易實現(xiàn)自動化控制的目標，但旋流器自身沒有可以運動的部件，它需要靠外部的動力泵來提供動力對混合物進行分離，它自身只是給混合物提供了一個能夠進行自我運動及分離的空間和場合。與此同時，旋流器也有致命的缺點，它的部件磨損十分嚴重，因此后期所需要的維護費用就會很高，使用壽命也會較低。所以針對這一缺點，我們需要研究如何使用更加耐磨的材料對旋流器進行一個提升。

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作者簡介：王暢（1982-），男，河南平頂山人，專科，助理工程師。