筛孔型溢流管旋流器分离性能研究

旋流器在分离过程中由于短路流的存在造成溢流跑粗现象,针对此问题提出一种筛孔型溢流管旋流器,并进行数值模拟和试验研究。结果表明：与圆柱型溢流管相比,筛孔型溢流管结构可延长颗粒在旋流器内的分离时间,使短路流重新进入外旋流进行充分分离,减少溢流跑粗现象。对比试验结果表明,与圆柱型溢流管旋流器相比较,采用筛孔型溢流管分离效率显著提高,-25 μm分级质效率由47.59%提高到58.00%,分级量效率由48.74%提高到60.08%,溢流产物更细,粗颗粒减少,溢流跑粗现象得到有效改善;随着溢流管开孔率增大,溢流产率提高,溢流和底流产品粒度均有变粗的趋势。     

渐扩进料体旋流器分级性能试验研究

针对水力旋流器处理细粒级颗粒分级时易出现溢流跑粗的问题,设计出一种渐扩式进料体旋流器,并通过粉煤灰的分级试验,研究底流口直径、压力、给料浓度对其分离性能的影响。研究表明,随着底流口直径增大,底流浓度减小、底流产率升高、分级粒度变细,分级效率明显增大;随着压力增大,溢流浓度减小,底流浓度明显升高,分级效率升高;随着给料浓度增大,溢流和底流浓度都升高,底流产率减小,分级效率降低。当底流口直径为Φ18mm、压力为0.06MPa、浓度为16%时,旋流器分离粒度d50为54μm,且-54μm分级质效率为49.50%,量效率为88.66%;此时,溢流-45μm含量达到88%以上,符合一级灰标准。     

单、双溢流管旋流器流场特征及分离性能研究

普通旋流器完成一次分级只能得到细颗粒的溢流和粗颗粒的底流,无法实现窄粒级精细分级要求。为了使一次分级可以获得多个细粒径、窄粒级产品,提出了一种双溢流管旋流器,为探明旋流器内流场特 征及分离性能,采用数值模拟和试验研究对比研究了双溢流管旋流器和普通单溢流管旋流器内速度场、压力场、粒度场及分离性能。数值模拟结果表明：具有双溢流管结构的旋流器经过一次分离可以获取内溢流、外 溢流和底流3种粒级产品。相比于单溢流管旋流器,双溢流管旋流器的切向速度和内部静压力更大;径向速度、轴向速度和湍动能更小,说明双溢流管旋流器可以强化分离过程,有利于分离性能的提高。试验验证结果 表明：相较于单溢流管旋流器,双溢流管旋流器底流浓度降低了8.3个百分点,底流产率增大了3.25个百分点,内外溢流产品中-45 μm的颗粒累积含量增加了1.15个百分点,综合分级效率提高了1.26个百分点。研究 结果可为多产品窄粒级旋流分离装备及工艺的研发提供一定的参考。     

弧形溢流管对旋流器分离性能的影响

针对目前运行的旋流器存在短路流导致溢流跑粗的问题,提出了一种弧形溢流管旋流器,并进行了数值模拟和试验研究。模拟结果表明,利用溢流管的弧形结构将溢流口底端的过渡区域外移,实现过渡区域流体切线速度的提升,从而增加离心强度,将短路流引导至外旋流重新参与分离,达到抑制溢流跑粗的效果。试验结果表明,相同排口比下,弧形溢流管旋流器溢流-25 μm粒级含量和综合分级效率均高于直线形溢流管旋流器;试验用弧形溢流管旋流器在排口比为0.33时抑制旋流器溢流跑粗的效果最好,对应的溢流浓度为4.72%,溢流-25 μm粒级含量为98.37%,-25 μm计的综合分级效率为78.92%,高于直线形溢流管旋流器对应情况下的4.25%、96.86%和73.51%。     

弧形溢流管对旋流器分离性能的影响

针对目前运行的旋流器存在短路流导致溢流跑粗的问题，提出了一种弧形溢流管旋流器，并进行了数值模拟和试验研究。模拟结果表明，利用溢流管的弧形结构将溢流口底端的过渡区域外移，实现过渡区域流体切线速度的提升，从而增加离心强度，将短路流引导至外旋流重新参与分离，达到抑制溢流跑粗的效果。试验结果表明，相同排口比下，弧形溢流管旋流器溢流-25 μm粒级含量和综合分级效率均高于直线形溢流管旋流器；试验用弧形溢流管旋流器在排口比为0.33时抑制旋流器溢流跑粗的效果最好，对应的溢流浓度为4.72%，溢流-25 μm粒级含量为98.37%，-25 μm计的综合分级效率为78.92%，高于直线形溢流管旋流器对应情况下的4.25%、96.86%和73.51%。     

双溢流管旋流器分离性能的数值模拟与试验研究

针对普通溢流管旋流器难以得到细粒径、窄粒级产品等难题,提出一种双溢流管旋流器,利用CFD数值模拟软件,对比分析普通旋流器和双溢流管旋流器内部流场和分离性能。模拟结果表明:双溢流管旋流器内流体的切向速度增大,轴向速度和径向速度减小,分离得到的内溢流产品明显细于普通溢流。试验结果表明,对中位粒径为39.8μm的进料,经双溢流管旋流器一次分级后得到中位粒径分别为61μm、16μm和24μm的3种窄粒级产品,针对-45μm颗粒,双溢流管旋流器的综合分级效率较普通旋流器提高了1.26%,分级效果更好。     

新型旋流器在再磨分级系统的应用实践

新型旋流器采用蜗壳预分级进料体和锥形溢流管两项新结构,使颗粒在进料腔体内实现了从外到内、由粗至细的排列,增大了粗、细颗粒分别进入底流和溢流的几率,有效提高了分级效率。在金堆城钼业百花岭选矿厂再磨分级工艺段的应用实践中表明：在同等作业条件下,相比普通旋流器,新型旋流器的分级溢流产品-0.038 mm粒级含量提高0.25个百分点,分级效率提高2.63个百分点。     

新型旋流器在再磨分级系统的应用实践

新型旋流器采用蜗壳预分级进料体和锥形溢流管两项新结构,使颗粒在进料腔体内实现了从外到内、由粗至细的排列,增大了粗、细颗粒分别进入底流和溢流的几率,有效提高了分级效率。在金堆城钼业百花岭选矿厂再磨分级工艺段的应用实践中表明：在同等作业条件下,相比普通旋流器,新型旋流器的分级溢流产品-0.038 mm粒级含量提高0.25个百分点,分级效率提高2.63个百分点。     

新型旋流器在磨矿分级回路中的应用

新型旋流器依靠调控进料颗粒空间预排列和调整分级空间大小两项新技术,使颗粒在进料腔体内实现了从外到内、由粗至细的排列,增大了粗、细颗粒分别进入底流和溢流的几率,有效提高了分级效率,并在分级区内减小了紊流程度,降低了能量消耗。在江西铜业集团两个选矿厂的工业应用表明,同等工况条件下,相比进口旋流器,获得分级溢流产品-74μm含量提高2%～3%、分级质效率提高5%的生产指标。在湖北三鑫金铜选矿厂的工业应用中验证了其优良的分级性能。     

复合曲线型进料体旋流器数值分析和试验性能探究

水力旋流器是一种常见的固液分离设备,但由于其自身结构的限制,致使旋流器分级精度不高。进料体作为多相流进入旋流器的首要通道,对旋流器分级性能有着重要影响,但进料体内高湍流场引起的湍流扩散以及颗粒间的相互碰撞挤压造成的颗粒分级精度低等问题亟待解决。因此,本文设计了一种复合曲线式进料体结构旋流器,通过对进料体内部流场和颗粒运动调控,降低细颗粒进入底流的比例,从而达到提高分级精度的目的。采用数值分析法探究了直线式进料体、渐开线式进料体、涡状线式进料体、直线导流式进料体以及复合曲线式进料体五种进料体结构旋流器内的流场特性和分级性能特性,突出了复合曲线式进料体旋流器的优越性,分别从压力场、速度场、分级效率等方面进行了全方位探究,最后对其进行了试验探究。结果表明：复合曲线式进料体结构相比于其它进料体结构具有更好的细颗粒分级性能,且内部流场更加稳定,同时等压面分布呈规律性变化,颗粒运动更加平稳。复合曲线式进料体的切向速度明显高于其它进料体结构,颗粒获得更大离心推动力,颗粒更易分级。通过试验探究发现,复合曲线式进料体旋流器的质效率为46.32%,比常规进料体质效率提高了7.32%,复合曲线式型底流中-24μm颗粒含量比常规型降低了15.07%。溢流中-24μm颗粒含量比常规型提高了3.39%,颗粒分级精度大幅提升。