柱式平底旋流器及其應用

劉 偉 王 磊 袁廣春

(1.中國有色金屬建設股份有限公司；2.威海市海王旋流器有限公司)

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柱式平底旋流器及其應用

劉 偉1王 磊2袁廣春2

(1.中國有色金屬建設股份有限公司；2.威海市海王旋流器有限公司)

針對常規錐體旋流器存在的循環負荷高、底流夾細量大、分級效率低等問題，研發了應用于高濃度、粗顆粒物料分級的柱式平底旋流器。分析了其運行機理，并在某選廠一段閉路磨礦分級系統中代替錐體旋流器進行試驗。結果表明，在保證溢流細度不變的情況下，柱式平底旋流器的使用可使臺時處理量提高18.8 t，在選廠提產增效中具有推廣應用價值。

柱式平底旋流器 溢流細度 循環負荷

水力旋流器是利用離心力場進行非均相液體混合物分離的設備，具有結構簡單、操作方便、處理量大和分離效率高等優點，廣泛應用于金屬、非金屬礦山、煤炭、電力環保、石油和食品等領域。對于高濃度、粗粒物料分級選用常規水力旋流器時，由于其分離粒度較小，常造成循環負荷過高、溢流跑粗及底流夾細量增多等問題，從而導致旋流器分級效率低、磨機過磨，并限制了球磨機臺時處理量的提高。

柱式平底旋流器運用于一段磨礦分級具有循環負荷低、分級效率高、處理能力大等優點[1]，相比常規錐體旋流器，柱式平底旋流器循環負荷可低至100%～150%，能有效降低磨機內的物料通過量，為提高產能和旋流器溢流細度創造條件。

1 柱式平底旋流器運行機理

旋流器柱錐結構決定了其主流場的邊界結構，影響其分離精度和分離效率。為解決傳統旋流器循環負荷高、分級效率較低、易堵塞等問題，海王旋流器有限公司應用平底循環流化床分級技術，將傳統旋流器的錐體改為圓柱平底型結構。

該平底結構在柱段下部靠近底流口的附近存在循環流，固相顆粒在循環流中聚集形成一個環流狀流化床，粗顆粒可穿過該流化床進入底流，細顆粒由于穿不透該床層而通過內旋流進入溢流，從而減少了細粒級在底流中的排出量，降低循環負荷，提高分級效率及球磨機的處理量，同時解決了高濃度、粗粒大密度物料分級時其在筒體內的堆積問題。

2 應用實踐

2.1 錐體旋流器存在問題

國內某鐵礦選廠一段磨礦分級采用φ3 245 mm格子型球磨機與φ610 mm錐體旋流器構成閉路，分級效率40.72%，分級循環負荷346.63%，錐體旋流器運行指標見表1。

表1 錐體旋流器分級指標 %

存在問題：①錐體旋流器循環負荷過大，導致磨機運轉負荷過大，限制了產能提升；②格子型球磨機強制排礦，排礦端除渣篩除渣效果不佳，旋流器入料中夾雜部分大直徑碎球與物料，堵塞旋流器沉砂口；③旋流器沉砂夾細量大。

改進目標：①降低磨礦循環負荷，緩解磨機“吐塊”、“吐球”現象，解決旋流器沉砂口頻繁堵塞問題，確保生產過程穩定順利進行；②提高分級效率，減少沉砂夾細，在確保溢流細度的前提下提高球磨機處理量。

2.2 柱式平底旋流器試驗

提產前磨機臺時處理量110 t，以2臺FX610-P柱式平底旋流器(威海市海王旋流器有限公司生產)替換原φ610 mm錐體旋流器進行試驗，磨機和旋流器穩定運行時考察旋流器分級指標，結果見表2。

由表2可以看出，在滿足現場生產對旋流器溢流細度要求(-0.074 mm≥48%)的前提下，球磨機臺時處理量從 109 t/h最高可提高到127.8 t/h，提高了16個百分點；循環負荷可穩定在230%～250%，磨音高于調試前的11.3 dB，表明柱式平底旋流器的應用有效降低了磨機內物料的通過量；在臺時處理量127 t/h左右、入料壓力0.071 MPa、泵頻37 Hz的最佳操作條件下，旋流器溢流-0.074 mm 53.77%，分級質效率可達50.14%，較原旋流器提高了近10個百分點。

表2 不同取樣條件下柱式平底旋流器分級指標 %

3 結 論

柱式平底旋流器采用平底循環流化床分級技術，將傳統旋流器的錐體改為圓柱平底型結構。相比錐體旋流器，對粗粒級磨礦分級具有更好的適應性，可有效的解決溢流跑粗、底流夾細和底流口堵塞問題[2]。

柱式平底旋流器代替錐體旋流器應用國內某鐵礦選廠一段磨礦分級作業，在粗粒級閉路磨礦系統中可大幅度提高系統產能，在保證溢流細度不變的情況下，臺時處理量可從109 t提高到127.8 t，循環負荷由346.63%降低至247.19%，取得了可觀的經濟效益。柱式平底旋流器分級性能良好，可用于黑色金屬礦山新、舊選廠一段磨礦分級作業產能的提升及指標的改善。

[1] 秦同文.新型蝸殼預分級給料柱式旋流器的開發及應用[J].中國礦業，2009，18(10)：93-96.

[2] 秦同文，王連生，王德明.一段格子型球磨機與平底旋流器分級配置的應用實踐[J] .金屬礦山，2009 (7)：47-49 .

2016-08-10)

劉 偉(1980—)，男，工程師，100029 北京市朝陽區安定路10號有色大廈南樓910室。