窄粒级给矿条件下水力旋流器的结构优化

针对齐大山铁矿选矿厂二次分级作业因窄粒级给矿而导致的分级效率低的问题,在对现场水力旋流器系统考查的基础上,通过数值模拟方法,深入地研究了水力旋流器结构参数对分级效果的影响。结果表明,进料体结构改为螺旋线进料体,底流口直径由152 mm改为110 mm,溢流口直径200 mm保持不变,复合锥角为中锥锥角12°,小锥锥角20°,新结构旋流器分级效率较现场旋流器提高了7.37个百分点。新结构水力旋流器有效改善了齐大山铁矿选矿厂二次分级效率低的问题,并为同类型矿山水力旋流器结构优化提供了参考和依据。     

水力旋流器溢流余能回收技术探究

为了充分利用旋流器溢流剩余动能,利用水轮机发电原理,设计了一套于旋流器溢流管出口处安装的溢流余能回收装置。为探究该装置的余能回收效果以及对旋流器分级效果的影响,分别进行清水试验和煤泥分级试验,试验变量为旋流器入料压力、旋流器溢流管直径和叶轮叶片角。通过清水试验结果绘制入料压力与转轴转速关系图,得到清水条件下叶轮转速随着入料压力的增大而变大的规律,其中最佳叶轮叶片角为20°。对溢流余能回收效率进行了定性分析,得到20°叶轮的余能回收效率随入料压力增大先增后减的规律;通过煤泥分级试验得到最佳叶轮叶片角为15°,叶片的安装对旋流器分级效果基本无影响。     

锥角的搭配对加冲洗水圆柱型旋流器分极行为的影响

研制了一种新型的具有双层锥底的加冲洗水圆柱型旋流器；对锥角的搭配与分级行为的影响作了探讨。在对４种锥角搭配分别进行溢流管直径，沉砂口直径，给矿压力和冲洗水量对分级效率影响的试验后表明，当２个锥角均为９０°时，效果最好，在此条件下，其分级效率比普通圆柱型旋流器提高了１０．０７％。     

小锥角水力旋流器对难浮煤泥脱泥浮选工艺试验研究

针对通化地区黏土含量大、主导粒级为高灰细粒级的难浮煤泥,采用小锥角水力旋流器进行高效脱泥探索,旋流器产物进行粒度和矿物组成分析,底流进行分步释放浮选试验。结果表明,采用Φ150 mm小锥角水力旋流器作为煤泥浮选前脱泥的主要设备;Φ150 mm与Φ75 mm旋流器串联脱泥工艺中,0.045 mm粒级脱除率达到67.73%,灰分为50.10%,且高岭石、伊利石等黏土矿物在Φ75 mm旋流器溢流中实现富集;Φ150 mm与Φ75 mm旋流器底流单独或混合入料浮选,精煤产率(占本级)及可燃体回收率均比原煤泥直接浮选提高了2~3倍。     

磁铁矿粉旋流重选提铁降硅试验

通过采用水力旋流器,大锥角水介质旋流器与旋流重选柱对屯兰选煤厂选煤用磁铁矿粉进行分选对比试验,试验结果表明：随着单锥结构水介质旋流器底锥锥角增大,底流粗粒产品全铁品位提高,SiO₂含量降低。对于粗粒级磁铁矿粉,复锥结构的旋流重选柱提铁降硅效果优于单锥120°锥角结构水介质旋流器。     

磁铁矿粉旋流重选提铁降硅试验

通过采用水力旋流器,大锥角水介质旋流器与旋流重选柱对屯兰选煤厂选煤用磁铁矿粉进行分选对比试验,试验结果表明：随着单锥结构水介质旋流器底锥锥角增大,底流粗粒产品全铁品位提高,SiO2含量降低。对于粗粒级磁铁矿粉,复锥结构的旋流重选柱提铁降硅效果优于单锥120°锥角结构水介质旋流器。     

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。     

底流口直径对筛网旋流器分级效果的影响

为提高筛网旋流器的分级效果,在对柱段筛网直径与筛孔直径、入料口、溢流管、锥角与底流口设计的基础上制造筛网旋流器样机,通过改变样机的底流口直径来研究其对分级效果的影响。试验结果表明:筛网旋流器的分级效率随底流口直径的增大而增加,分级粒度随底流口直径的增大而减小。     

无压三产品重介质旋流器结构参数探讨和实际应用

文章分析了无压三产品重介质旋流器结构参数与分选效果及处理能力的关系，重点探讨了选取旋流器的直径、圆筒长度、锥角和一、二段旋流器入料口、溢流口、底流口及连接管直径的依据；根据旋流器在选煤厂的应用效果，认为必须按照所选原煤的特性和对选后产品的质量要求，择优选用旋流器。     

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。     

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。     

提高某铅锌矿尾砂旋流器分级沉砂产率的试验研究

通过对旋流器结构参数的分析研究,探讨了旋流器锥角、给矿段材质、溢流管和沉砂嘴直径、溢流管长度对铅锌矿尾砂分级沉砂产率的影响,试验给出了不同旋流器锥角、给矿段材质和溢流管长度下的沉砂产率的变化情况。结果表明:在本试验范围内,给矿浓度为21%的条件下,10°单锥旋流器对尾砂分级沉砂产率的影响最大,且Si C材质给矿段较不容易被磨损并对旋流器的沉砂产率有较为明显的影响,当溢流管直径20 mm,沉砂嘴直径48 mm,溢流管长度为285 mm时,旋流器分级沉砂产率最高值可达49.37%。本试验对提高旋流器分级沉砂产率、改善矿山采充失调等具有一定的参考价值。     

提高某铅锌矿尾砂分级沉砂产率的试验研究

通过对旋流器结构参数的分析研究,探讨了旋流器锥角、给矿段材质、溢流管和沉砂嘴直径、溢流管长度对铅锌矿尾砂分级沉砂产率的影响,试验给出了不同旋流器锥角、给矿段材质和溢流管长度下的沉砂产率的变化情况。结果表明:在本试验范围内,给矿浓度为21%的条件下,10°单锥旋流器对尾砂分级沉砂产率的影响最大,且Si C材质给矿段较不容易被磨损并对旋流器的沉砂产率有较为明显的影响,当溢流管直径20 mm,沉砂嘴直径48 mm,溢流管长度为285 mm时,旋流器分级沉砂产率最高值可达49.37%。本试验对提高旋流器分级沉砂产率、改善矿山采充失调等具有一定的参考价值。     

新型水介质旋流器分选粗煤泥的试验研究与工业应用

介绍了新型水介质旋流器的特点、大锥角单锥段水介质旋流器与改进型锥段结构新型水介质旋流器分选粗煤泥对比试验结果和新型水介质旋流器用于兴无选煤厂粗煤泥分选的工业实践。对新型水介旋流器的分选下限、调整灵活性、分选效果进行了工业测评,测评结果表明,新型水介质旋流器分选>0.5mm粒级的不完善度I=0.16,分选0.25~0.5mm粒级不完善度I=0.18,分选>0.25mm粒级数量效率94%,分选下限可达0.125mm。上述工业测评结果表明,新型水介质旋流器是一种高效的粗煤泥分选设备。     

水介质旋流器制备电容炭原料煤的试验研究

生产超低灰煤是实现神东矿区商品煤高价值利用的重要保障。结合电容炭(煤基活性炭)用煤对灰分、铁含量的要求,针对神东矿区哈拉沟煤矿原煤特点,提出了利用水介质旋流器分选制备超低灰煤的思路。利用单因素试验研究了锥段锥角、底流口直径及给料压力对分选效果的影响,得到最优分选条件为:锥段锥角120°,底流口直径16mm,给料压力0.07MPa。在最优条件下进行了稳定试验,获得了灰分2.42%、产率70.07%、铁含量0.24%的超低灰煤,达到了目标要求;数量效率87.59%,不完善度0.21,分选效果较好。     

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。     

底流再选水介旋流器结构优化与试验研究

借鉴DWP旋流器入料形式与Vorsyl旋流器基本结构,针对一段水介分选旋流器底流损失部分精煤的缺陷,设计了一种新型底流再选多产品水介旋流器。分选旋流器溢流直连分级旋流器,分级旋流器底流出精煤,部分溢流引作再选冲水,分选旋流器底流接再选旋流器,分出中煤和矸石两产品,可一次给料同时实现排精煤、中煤、矸石和细粒溢流四个产品。以屯兰选煤厂-2 mm煤泥为研究对象,试验考察了一段溢流管插入深度和再选冲水流量对两段再选分选的影响。结果表明:以上试验条件对该装置的分选效果均有显著影响;要保证精煤合格,一段溢流管插入深度要保持在190~200 mm;调整冲水流量大小可调节再选浓度及分选力大小;增加二段再选后可以得到更高的矸石灰分。     

齐大山铁矿粗细分级旋流器数值优化试验研究

为提高齐大山铁矿选矿厂[?]660 mm粗细分级水力旋流器的沉砂产率,从而增大后续重选作业的给矿量,基于数值模拟方法系统考察了水力旋流器结构参数对水力旋流器分离性能的影响。结果表明：增大沉砂口直径和柱段高度可以有效提高各粒级在沉砂中的分配率,而增加溢流管直径和小锥锥角则相反。基于数值试验结果进行了粗细分级水力旋流器工业试验,与原旋流器相比,优化后的旋流器沉砂产率提高了7.67个百分点,在保证分级效率的前提下可以有效提高沉砂产率。优化后的水力旋流器可以有效增加重选作业给矿量,并为同类型矿山的水力旋流器结构设计提供参考。     

微细粒煤泥对三锥旋流器分选的影响试验

为探究微细粒在三锥旋流器分选煤泥中的作用,在分析某粗煤泥性质的基础上,采用最佳分选参数的三锥旋流器对其进行煤泥分级入选试验和微细粒(-0.074 mm)含量分选试验。结果表明:(1)0.074~0.2 mm粒级细颗粒煤泥作为自生介质对溢流(+0.2 mm)灰分影响不大,但产率提升明显;(2)-0.074 mm微细粒作为自生介质能降低溢流灰分,可得到溢流灰分8.67%、产率53.38%的分选指标;(3)随着-0.074 mm微细粒含量的增加,溢流灰分和产率均先降低再升高;(4)-0.074 mm微细粒含量为20.00%时,溢流灰分和产率均最低,分别为8.12%、50.60%。为获得较好的三锥旋流器分选效果,应适当降低入选粒度和-0.074 mm微细粒的含量,以发挥微细粒在分选时作为自生介质的作用。     

动态重介质分选机的操作与控制

动态重介质分选机的主要控制因素为加重剂,其粒度必须按不同直径水力旋流器的分级粒度d_(50)确定。给料压力、给料流量及锥角、给料口、溢流口、底流口等结构参数也是影响分选的因素。