水力旋流器控制方法的研究与应用

当旋流器给料细度一定时,通过控制分离粒度可以获得所需的溢流细度。理论分析和经验公式均表明:对于给定的旋流器,入口处矿浆浓度和压强是影响分离粒度的两个重要因素,通过调节这两个量即可得到希望的分离粒度。基于此,本文提出了根据压强调节浓度从而控制住分离粒度的策略。仿真结果和现场数据均说明了该方案的可行性。     

旋流器底流口直径及入料性质对固体颗粒运动的影响研究

结合水力旋流器分级原理,利用计算流体力学的原理和方法,在底流口直径和入料性质参数多个水平下,对旋流器内部流场进行了数值模拟,揭示了两因素对旋流器分级的影响。结果表明:增大底流口直径,流场内流速降低,零速包络面向内向上收缩,分级粒度变小;增大入料固体颗粒密度、粒度或者质量浓度,固体颗粒指向中心的径向速度减小,底流产率增加,细颗粒含量增加。根据选煤厂的实际生产工况,合理设计旋流器的结构参数,对控制分离粒度、提高分级效率尤为重要。     

轴向给料旋流器在选矿中的应用

为替代选矿使用的传统切线给料旋流器，新研制了一种轴向给料旋流器，并在湿法粒度分级中进行了试验。这种改进的旋流器仍具有许多传统旋流器的结构特征，但它在旋流器圆柱部分顶部开有一个圆孔，围绕溢流管给料而不是切线给料，给料旋转下降经环形孔进入旋流器主体并离心分离。试验用粒度-300μm占91％的铜镍选矿厂尾矿样品进行。评价了不同给料压力、矿浆浓度和溢流管长度对该旋流器分离指标的影响。与切线给料旋流器相比，轴向给料旋流器具有较大的处理能力，对低浓度矿浆可获得较大的分离粒度，操作灵活性高，分离过程易于控制。     

锥角对水力旋流器流场及分离性能影响的数值试验研究

为了考察锥角对水力旋流器内部流场和分离性能的影响，针对实验室[?]50 mm水力旋流器，采用Fluent软件中RSM湍流模型、VOF和Mixture多相流模型进行了系统的数值试验研究。流场模拟结果表明，在相同操作条件下，增大锥角，空气柱直径增大，湍流强度增加，压强和压强梯度均明显增加，从而导致整体能耗增加；切向速度随锥角增大明显升高，轴向速度变化不大，但LZVV逐渐向器壁移动，分流比逐渐降低。颗粒分离模拟结果表明，增大锥角会导致分离粒度增加，各粒级分离效率降低；小锥角容易造成“底流夹细”现象，大锥角容易引起“溢流跑粗”现象。研究结果为水力旋流器锥体的结构选择和设计提供了参考。     

国内水力旋流器在一段磨矿中的应用

本文主要阐述水力旋流器在一段磨矿分级回路中的应用.通过在一选厂进行的工业试验表明,第一段磨矿分级回路采用国产FXK—φ500毫米衬胶水力旋流器两台代替φ2.4米双螺旋分级机一台是完全可行的.已将工业试验所测定的参数应用于二选厂中.二选厂生产实践数据说明在相同溢流细度时,旋流器溢流浓度比分级提高3%—7%.在合理的矿浆浓度下旋流器能得到粒度较细的溢流,对于德兴铜矿嵌布细的有用矿物来说,有利于提高选别指标.提高溢流细度,旋流器的分级效率.以及磨矿效率都有相应提高,用水力旋流器可节省基建投资和生产费用,提高企业经济效益.     

磨矿回路中的旋流器控制

本文介绍了磨矿回路中旋流器新的控制概念。随着磨机给矿硬度增大．磨机排矿粒度将变粗，磨机的循环负荷提高，旋流器的给料固体浓度增大，此时旋流器需要控制系统。应用体积流量分配控制可使旋流器修正分离效率曲线稳定。应用这种先进的控制系统，磨矿回路可在循环负荷为150％-620％广阔的范围内运行。高浓度的旋流器沉砂可使循环负荷最小，并且不发生过磨现象。     

脱硫用水力旋流器原料细度对其性能的影响研究

本实验研究水力旋流器的原料细度对旋流器性能的影响(包括处理能力、分级效率、分级精度、分级粒度等)。对于不同的原料细度对旋流器性能做了定性的分析,研究其变化规律,有助于水力旋流器的进一步优化和改进。     

水力旋流器用于一段闭路磨矿工艺

在金属矿山行业中，选矿厂采用水力旋流器替代笨重而又占地面积大的螺旋分级机用于一段闭路磨矿分级工艺，实践证明溢流细度、分级效率、循环负荷、磨矿效率等均有显著提高，处理能力弹性大，磨机功耗下降，粒度组成和浓度对下游工序更为有利，是更加有效的闭路磨矿分级手段。     

基于正态分布的旋流器密度-粒度分配曲面数学模型

建立双变量分配曲面数学模型,是准确描述不同密度、粒度颗粒在旋流器分离过程中的分配规律,量化解析颗粒密度、粒度对旋流器分离效果的影响规律的一种有效手段。为提高分配曲面数学模型对不同旋流器的适应性,以宽雷诺数区间颗粒沉降末速公式为基础,提出了颗粒密度、粒度变量的组合方法,以正态分布作为基本函数,建立了包含密度、粒度双变量的6参数分配曲面数学模型,明确了模型参数的意义。通过模型可推导出分选密度、可能偏差与颗粒粒度成反比的函数关系。模型对分级旋流器、水介旋流器、重介旋流器分选结果均具有良好的拟合精度,初步揭示了旋流器分离过程中颗粒密度、粒度的二元影响机制。     

基于模拟与实验的旋流选矿自控系统设计

旋流选矿是利用离心力从矿浆中分离固相成分的技术。实践中旋流器往往结构固定,工艺条件变化时无有效调控方式,因此影响了旋流器工作性能。通过对分级粒度计算公式进行可控参数分析,对直径为50 mm的旋流器进行Fluent模拟和实验,通过分析得到改变底口直径和入料浓度具有实现自动控制的可行性,随后设计了一种应用于旋流器的自控系统,以改变传统人工调节方式既不准确也不及时的缺陷,实验验证表明,系统取得了较好的效果。     

旋流器用于氧压酸浸闪锌矿磨矿前预先分级的试验研究

某冶炼厂使用立式砂磨机对二段浸出给矿进行开路磨矿, 但由于磨矿浓度低, 矿浆通过磨机时间短, 导致磨矿粒度偏粗, 影响浸出率。针对这一问题, 提出了使用分级旋流器预先分级的技术方案, 分级后的高浓度旋流器底流进入砂磨机磨矿。试验结果表明, 通过调节旋流器的结构与操作参数, 既可以获得用于浸出的粒度合格的溢流, 又可获得浓度大于50%的适合砂磨机磨矿的底流。旋流器预先分级能减轻磨机的负荷, 提高磨矿浓度, 有利于磨矿效率的提高和浸出率的改善。     

进料水力旋流器性能试验研究

文中对轴向进料水力旋流器和普通切向进料水力旋流器的性能进行了对比试验，分析结果表明：轴向进料旋流器处理量较切向进料旋流器增大20％左右，底流浓度、底流产率、分级效率较切向进料水力旋流器有所降低。但底流粒度较粗，粒度组成均匀。因此轴向进料旋流器可用于进料浓度较低时粒度较粗颗粒的分级作业。     

探索分级浓密匹配的新方式

探索分级浓密匹配的新方式磨矿产品的浓细度是影响选别指标的重要因素。欲使浓细度满足生产工艺的要求，在生产过程中需要做大量的技术工作。如果浓度要求在３２％左右，细度要求在６５％～７０％，采用一段水力旋流器控制分级加浓密还是很容易达到的。如果浓度要求３２％...     

平底结构对水力旋流器流场特性及分离性能影响

基于数值模拟对比了渐缩平底旋流器与复合锥角旋流器流场特性以探究平底结构对水力旋流器流场的影响。数值试验结果表明：两种水力旋流器压强分布和切向速度分布基本一致,而空气柱附近压强梯度存在差异;渐缩平底旋流器溢流管下方湍流强度较低而底流口附近则相反;渐缩平底旋流器柱-锥交界面的空气柱附近轴向速度较高,导致其分流比较低。实验室旋流分离试验表明：平底结构能有有效抑制溢流跑粗和底流夹细现象,显著提高分级效率,改善水力旋流器分离性能。     

基于正交设计与计算流体动力学模拟的双锥旋流器锥体设计研究

基于正交试验设计与计算流体动力学模拟,研究了双锥旋流器上、下锥段锥角及接口直径变化对旋流器能耗及分离粒度的影响。方差分析结果表明,本研究范围内,这三个锥体结构参数的变化对旋流器能耗基本无影响。小锥角对分离粒度的影响是高度显著的,接口直径对分离粒度的影响是显著的。综合分析可知,随着小锥段锥角变小,上、下锥段接口直径变大,分离粒度将显著减小。此结果可以作为双锥旋流器结构优化的参考。     

旋流器底流口直管段长度对分离性能的影响研究

底流口直管段是旋流器的重要部件,为了探明底流口直管段长度对旋流器分离性能的影响规律,采用数值模拟和试验方法,对比研究了底流口直管段不同插入深度对旋流器压力场、速度场、湍动能的影响 。模拟结果表明：随着直管段插入深度绝对值的增加,流场静压力、切向速度、湍动能均有不同程度增大,可以有效增大离心强度,强化分离效果,而径向速度随着直管段插入深度绝对值的增加有所减小,径向速度 的减小有利于分级精度的提高;试验结果表明：进料压力为0.1 MPa、进料浓度为10%、进料中位粒径为16.75 μm时,随着底流口直管段长度由0 mm增加到80 mm,底流浓缩倍数由4.61倍提高到6.48倍,底流产品中位 粒径由49.32 μm增大到65.88 μm,溢流产品中位粒径由8.57 μm增加到21.16 μm,溢流产品细度变大,分离粒度增大,综合分级效率较传统旋流器提高了13.85个百分点。     

用小锥角旋流器分离微细颗粒的试验研究

叙述了水力旋流器的生产能力、分离粒度和分离效率的概念,针对微细颗粒粒度很小的特性,设计了一个细长型的小锥角固液旋流器,直径60mm、锥角1.5°,通过试验得出了其生产能力、分离效率的数据,并与理论计算的结果进行了对比.结果表明设计的细长型固液旋流器不但很好的解决了传统小直径旋流器生产能力过小的缺陷,还有较高的分离效率.     

两个水力旋流器分离粒度计算公式的分析

<正> 水力旋流器是选矿厂细粒分级的设备之一。有关水力旋流器的工艺计算,在选矿厂设计工作中是经常遇到的。许多作者推荐了一些公式,这些公式均说明影响水力旋流器工艺计算的因素很多,而且也较复杂。本文仅对有关分离粒度计算的两个公式,进行比较和分析,以供从事选矿厂设计的同行们研究参考。     

旋流器给矿浓度对溢流产品粒度特性影响研究

阐述了旋流器给矿浓度对溢流产品粒度分布的影响。通过工业试验,研究和分析了旋流器给矿浓度对分级效率、返沙比、分级产品中合格粒级和过粉碎粒级含量的相互关系。当旋流器给矿浓度为44.5%时,能获得分级效果最好、产品质量最佳的最终产品。该产品符合罗逊-莱蒙勒尔方程,是关于旋流器给矿浓度的函数。根据该分布函数可以预测任何旋流器给矿浓度下分级产品的粒度分布结果,对于工业生产具有重要指导意义。     

双锥结构设计对旋流器流场特性与分离性能的影响

复合锥旋流器的分离性能通常优于单锥旋流器,但锥段组合方式对旋流分离过程的影响机制尚未明晰,导致复合锥的结构优化设计仍主要基于生产经验。针对实验室?150mm水力旋流器,采用RSM湍流模型和TFM多相流模型系统考察了双锥结构中不同锥段锥角大小(10°、15°、20°和30°)及组合顺序对旋流器流场特性和分离性能的影响,并与常规单锥旋流器进行了对比。结果表明,双锥结构锥角大小的影响与单锥锥角影响规律基本一致,分离性能介于组成双锥结构的2种单锥结构之间,但沉砂分配曲线受小锥锥角影响更为明显。不同锥段具有各自独特的作用,其中大锥主要通过影响压降和切向速度来控制旋流器的离心强度和分离精度,而小锥主要通过影响沉砂口附近物料堆积状态和轴向速度分布来控制分离粒度、水分流比和沉砂颗粒产率。在相同工况条件下,通过合理匹配不同锥段,可显著改善旋流器分离性能,其中DC-Ⅰ结构(30°+10°)的分离粒度最小(d₅₀=15.34μm),而DC-Ⅳ结构(10°+30°)的分离精度最高(α=7.34)且能耗最低(P=67.09k Pa)。研究结果可为双锥旋流器结构设计与优化提供理论指导。