选矿过程中水力旋流器溢流粒度分布软测量研究

水力旋流器溢流粒度是衡量其工作状况的一个重要参数。根据水力旋流器分级理论,利用神经网络等智能学习方法,选择合适的辅助变量构成了软传感器,以实现水力旋流器溢流粒度的在线实时测量。同时,利用现场数据检验软传感器测量精度,验证了方法的可行性与实用性。     

WDS水力旋流器在大冶铁矿选厂的应用

WDS水力旋流器是一种按粒度、密度进行分级的设备,具有整体结构紧凑、占地面积小,安装方便、基建费用低、分级效率高等优点.介绍大冶铁矿选厂应用WDS水力旋流器替代老式螺旋分级机后,基本解决了溢流产品粒级组成不够合理,分级效率较低的问题,优化了选别指标,取得了良好的应用效果.     

水力旋流器自动控制系统的设计

根据多年对水力旋流器自动控制的实践经验,从水力旋流器溢流粒度模型出发,逐步对水力旋流器生产过程中相关变量进行分析,对相关闭环控制进行整合,分析出具体控制方法,并结合模糊控制方法,对这些变量进行过程控制,从而达到控制旋流器溢流粒度目的,最大发挥水力旋流器的最佳潜能以得到最佳经济效益,并减轻工人的劳动强度。     

新型双溢流水力旋流器分级试验研究

为了解决传统水力分级旋流器结构缺陷导致的短路流污染产品的问题,设计了一种新型双溢流水力旋流器,并搭建了试验平台。试验结果表明,双溢流水力旋流器的结构设计实现了双溢流、产出三种粒度级物料的设计目标,在入料0.045 mm粒级含量为62.25%的条件下,内溢流产物均0.045 mm,外溢流产物中0.045 mm粒级89.23%,底流产物中0.045 mm粒级25.24%。     

水力旋流器的理论基础与应用(下)

三、水力旋流器的工艺计算水力旋流器的工艺计算主要有生产能力、分离粒度、溢流与沉砂流量比和产品粒度组成。 (一)生产能力(以给矿流量计算) 水力旋流器的理论生产能力公式,可根据前述总压降公式(12)推导出来:     

优化旋流器参数提高磁选厂生产能力的工业试验

介绍了鞍钢大孤山选矿厂采用优化水力旋流器主要参数提高生产能力的工业试验结果.工业试验研究结果表明,大孤山磁选车间水力旋流器参数优化后,一段水力旋流器溢流粒度平均为61.50%-200目,比优化前提高了8.33个百分点;二段水力旋流器溢流粒度平均为90.08%-200目,比优化前提高3.58个百分点;一段球磨机台时处理能力由原来的128 t提高至132 t.     

快速确定水力旋流器分离粒度的方法

在选矿厂,快速确定水力旋流器的分离粒度是必要的。本文采用直径为10cm的水力旋流器,对白砂物料进行了分级试验,研究了物料的沉砂含量和校正分离粒度d_(50)之间的相互关系。试验中,对于旋流器的沉砂口直径、溢流管直径、给料的固体含量和溢流管长度在较大范围内进行了研究,并导出了一个简单可靠的沉砂固体含量和d_(50)之间的关系式,预测数据和试验结果十分吻合。     

基于人工神经网络的水力旋流器选型及优化

为了实现对水力旋流器的全面设计,建立了3层BP神经网络模型,该模型可根据分离粒度、生产能力、底流质量浓度等值,选择合适的水力旋流器。经10组数据测试,选型误差为:底流口直径10.43%,溢流口直径7.51%,插入深度17.86%,入料压力20.24%,选型精度高于传统方法。该模型既可用于设备选型,也可用于优化旋流器参数。选择合适的水力旋流器分级加重质,制备得到的粗、细两产品分别满足湿法、干法对加重质要求,对我国选煤业发展有重大意义。     

大直径水力旋流器工作的研究

提高分级能力的方向之一是使用大直径的水力旋流器。在向大直径水力旋流器过渡时,最重要的要求是取得给定的参数:溢流粒度、分级效率和沉砂的固相浓度,后者可决定磨机工作效率。若已知累计的给矿粒度的特性γ(α)和溢流中粒度分布较窄的物料的回收率与待回收物料粒度的关系E(α)时(水力旋流器的分级特性),则分级过程的效率η为:     

溢流管外壁环形齿对旋流器的影响分析

增加溢流管外壁环形齿结构是抑制水力旋流器溢流跑粗的一种手段。为了研究环形齿结构对水力旋流器流场的影响,通过建立水力旋流器的3D模型,并利用Fluent软件进行数值模拟,最后从压力、速度、颗粒运动3个方面进行分析。根据分析结果,环形齿结构在抑制溢流跑粗的同时,会降低旋流器内部流体的压力及速度,并增加分开粒径,对旋流器的分离工作不利,需要通过其他手段克服。     

分级旋流器分选作用与分选旋流器分级作用的试验研究

为考查颗粒粒度与密度对旋流器分级、分选的影响,采用20°锥角的分级旋流器与130°锥角的分选旋流器对3 mm粒级的煤泥进行了分离试验,对其产品进行筛分及分粒级浮沉,得到了不同粒度、密度颗粒在旋流器产品中的分配规律。结果表明:20°锥角旋流器以分级为主,但对各粒级均存在一定的分选作用,其中对0.125 mm粒级分选作用最强,这是导致溢流低灰精煤跑粗及底流细泥夹带的根源;130°锥角旋流器以分选为主,对较低密度颗粒不存在分级作用,随密度的增大,分级作用开始显现,对高密度颗粒存在明显的分级作用,这是导致溢流高灰细泥污染的根源。     

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。     

水力旋流器作为粒度传感器的研究

本文针对选矿厂中磨矿分级产品流的在线粒度分析问题进行了研究,研究的目的在于找出简单易行的测定矿浆流粒度组成的方法。这对磨矿分级回路实行自动控制很关键。为此,我们选用了水力旋流器为研究对象。以东鞍山赤铁矿为原料,进行了多种条件试验和大量的数据处理,建立了一套完整的将水力旋流器作为粒度传感器的数学模型,并经过试验验证,可以达到所要求的精度。作者首先对有关的水力旋流器数学模型进行了分析研究和试验验证,主要包括以下     

重介质旋流器的分选特性

本研究将８个洗煤厂使用的低分离密度的重介质旋流器的给料、沉砂及溢流中的介质样品进行了粒度及分析，以期对循环介质中磁铁矿、页岩及煤在旋流器中的分配曲线进行比较。所得各组分的分配曲线表明，当介质密度较低时，磁铁矿及页岩根据水力级原理进入沉砂，且满足斯托克斯粒度－密度关系，即是说，由于页岩密度比磁铁矿低，页岩的分配曲线相当于磁铁矿的分配曲线向粒度较粗方向平移。然而，密度更低的煤却出现反分级现象而进入溢流     

循环负荷和分级过程对磨机生产率的影响

分析了循环负荷和分级过程对磨机生产率的影响；指出了水力旋流器较之机械分级机更具有优点，这就保证了溢流粒度的稳定性，水力旋流器还具有分选的选择性。     

旋流器的角锥比对分级效果的影响

研究了水力旋流器在相同的锥比时，不同的沉砂管直径与溢流管直径的组合对旋流器的分离粒度、分配曲线的可能偏差及其对分级效率的影响。     

循环负荷和分级过程对磨机生产率的影响

分析了循环负荷和分级过程对磨机生产率的影响，指出水力旋流器较之机械分级机更具有优点，这就保证了溢流粒度的稳定性，水力旋流器还具有分选的选择性。     

结构参数对水力旋流器分离性能的影响

采用雷诺应力模型对水力旋流器内水相流场进行了数值模拟,在此基础上利用颗粒随机轨道模型模拟泥沙颗粒相,在模型中考虑了颗粒由于湍流脉动而引起的扩散。并讨论了水力旋流器溢流管、底流管、筒体和锥角等结构参数对颗粒分离效率和压力降的影响。计算结果表明,不同结构参数的水力旋流器的颗粒分离效率和压力降有较大差别,在实际应用中,应根据不同要求选择合适参数的水力旋流器。     

分级旋流器分选作用与分选旋流器分级作用试验研究

为考查颗粒粒度与密度对旋流器分级、分选的影响,采用20°锥角的分级旋流器与130°锥角的分选旋流器对＜3 mm粒级的煤泥进行了分离试验,对其产品进行筛分及分粒级浮沉,得到了不同粒度、密度颗粒在旋流器产品中的分配规律。结果表明：20°锥角旋流器以分级为主,但对各粒级均存在一定的分选作用,其中对＜0.125 mm粒级分选作用最强,这是导致溢流低灰精煤跑粗及底流细泥夹带的根源;130°锥角旋流器以分选为主,对较低密度颗粒不存在分级作用,随密度的增大,分级作用开始显现,对高密度颗粒存在明显的分级作用,这是导致溢流高灰细泥污染的根源。     

重介质旋流器分选过程的离散分析与数值模拟

重介质旋流器广泛应用于煤炭分选,分选过程十分复杂,试验测试研究重介质旋流器内部流场和颗粒运动特性费时费力,成本较高。随着数值计算技术的发展,国内外学者应用数值模拟方法研究旋流器内部的多相流流场。采用计算流体力学(CFD)与离散分析方法(DEM)耦合技术对重介质旋流器的分选过程进行数值模拟研究,为重介质旋流器的结构参数和操作参数的优化提供了一种新途径。用Fluent软件研究了旋流器内部悬浮液速度场、密度场、压力梯度场和黏度场,用EDEM软件研究了旋流分选过程中的煤粒运动行为及分选效果的评价。研究结果表明:悬浮液压力分布和压力梯度分布径向基本对称,溢流口和底流口处压力值最低。器壁沿径向形成了压力梯度,差值逐渐增大,空气柱边界处压力梯度最大;不同尺度的煤粒在旋流器内部的停留时间不同,相同密度的煤粒,粒度越小,停留时间越长。溢流中排出煤粒在旋流器中的停留时间明显长于从底流口排出的煤粒。溢流口排出的煤粒,密度越大,停留时间越长,底流口排出的煤粒,密度越大,停留时间越短。不同的旋流器结构参数对分选的影响程度不尽相同,其中溢流管直径的影响最为显著,溢流管直径超过500 mm时,不能形成完整的空气柱,无法分选。溢流管直径为300 mm时,分选效果较好;溢流管插入深度显著影响分选精度,插入深度为160 mm时,分选密度增大,细小高密度的煤颗粒将错配进入溢流,溢流管插入深度为320～800 mm时,分选密度接近悬浮液密度,分选指标E_p=0. 084～0. 100,分选效果较好。底流口直径对旋流器选精度影响较大,当底流口直径为272和306 mm时,分选密度与悬浮液密度接近,E_p值小于0.1,分选效果较好。圆柱段长度对于分选密度影响不明显。