FX-500水力旋流器在和尚橋選礦廠中的應用

2018-03-15 04:37:58陳于海

現代礦業 2018年1期

陳于海胡城楊俊

(馬鋼集團南山礦業公司)

馬鋼集團南山礦業公司和尚橋選礦廠是安徽省“861”重點工程，是馬鋼實現跨越式發展戰略工程的重要組成部分。選礦廠設計原礦處理能力300萬t/a，鐵精礦產能101萬t/a，精礦鐵品位64%。選礦工藝流程為兩段磨礦—弱磁選—篩分—磁選，一段磨礦產品(-0.074 mm 50%)經磁選拋尾后，粗精礦經二段磨礦(-0.074 mm 85%)后，進行2次磁選拋尾，磁選精礦經高頻細篩篩分后，篩上返回二段磨礦，篩下經1次磁選成為最終鐵精礦。為確定磨礦—分級作業水力旋流器分級效果能否滿足生產要求，對水力旋流器工作情況進行了考察。

1 水力旋流器簡介及工作原理

水力旋流器是一種利用流體壓強產生旋轉運動的裝置，可用于存在密度差的兩相或多相分離[1]。由于離心力場的離心加速度遠大于重力加速度，因此水力旋流器的分離效率遠高于重力分離設備[2-3]。作為利用離心慣性力與重力復合力場的典型設備，水力旋流器具有結構簡單、使用成本低、處理量大、占地面積小等優點，廣泛應用于選礦的分級、脫泥、濃縮、澄清、洗礦和選別等作業[4]。

水力旋流器通常為壓力給礦，礦漿給入到水力旋流器后圍繞軸線進行高速旋轉，從而產生強大的離心力。礦漿中存在的不同粒度和密度的礦物顆粒在旋流器中以不同的速度和加速度進行運動，遵循著不同的運動軌跡[5]。輕細顆粒受到離心力影響較小，處于旋轉流的中心附近位置。當礦漿進入水力旋流器的下錐體后，由于空間縮小，會形成螺旋上升的礦漿流，上升礦漿流將會攜帶輕、細顆粒從溢流管中排出[6]。粗重顆粒受離心力影響較大，進入旋流器直柱筒體后會被甩到貼近筒壁的位置，沿著下降的旋轉流進入到沉砂管排出。

2 工作條件

和尚橋選礦廠一段分級采用雙螺旋分級機，二段分級采用水力旋流器，其主廠房磨選工藝流程見圖1。

圖1 和尚橋選礦廠主廠房磨選工藝流程

水力旋流器給礦為弱磁選粗精礦，鐵品位為48.11%，礦漿密度為3.93 t/m3。設計給礦粒度為-0.074 mm 45%，礦漿濃度為55.23%，給礦量為997.844 m3/h，二段球磨機(型號φ5.0 m×6.4 m)處理能力為468.445 t/h。生產要求水力旋流器溢流細度為-0.074 mm 85%以上，底流濃度70%以上。

3 試驗結果與討論

為分析水力旋流器溢流產品的影響因素和規律，進行給礦壓力和礦漿濃度條件試驗。

3.1 給礦壓力試驗

在給礦壓力分別為22，30，44，55 kPa的條件下進行給礦試驗，試驗結果見表1。

表1 給礦壓力對各產品粒度的影響

由表1可知，在給礦濃度恒定的條件下，在試驗的壓力范圍內，給礦壓力越大，旋流器溢流粒度越細，并且綜合精礦粒度會隨著溢流粒度變細而變細。

3.2 給礦濃度試驗

為了探索給礦濃度對旋流器溢流產品粒度的影響，根據之前的旋流器壓力試驗結果，將壓力控制在40 kPa，在給礦濃度分別為36.4%、39.4%、46.5%和55.9%的條件下進行4組給礦濃度試驗，試驗結果見表2。

由表2可知，在給礦壓力恒定的條件下，給礦濃度越高，溢流產品的粒度越粗。

3.3 最優條件下的生產指標

根據給礦壓力和濃度的試驗結果，在實際生產中，將水力旋流器壓力控制在40 kPa以上，給礦濃度控制在40%以下進行了3組試驗，得到的二段溢流產品粒度試驗結果見表3。

表2 濃度對各產品粒度的影響 %

給礦濃度樣品類別濃度粒度(-0.074mm)36.4二段旋給36.451.2二段旋溢21.289.1二段旋沉59.132.239.4二段旋給39.453.2二段旋溢22.685.1二段旋沉61.135.146.5二段旋給46.553.9二段旋溢28.179.1二段旋沉66.635.555.9二段旋給55.954.1二段旋溢36.770.2二段旋沉70.636.1