铜山口铜矿水力旋流器数值优化试验研究

为提高大冶有色铜山口铜矿选矿厂FX500水力旋流器的分级精度、降低底流夹细量,通过数值模拟方法系统考察了旋流器结构参数和操作参数对旋流器分离性能的影响,结果表明：①适当增加入口流速、降低给矿浓度,可从整体上降低底流夹细量和溢流跑粗量;②适当增大柱段高度和小锥锥角,可进一步降低底流夹细量;③适当增大沉砂口上锥角角度,对底流中的微细粒级有洗涤作用,能进一步降低底流夹细量;④现场对比试验证实,旋流器结构优化后底流-75 μm粒级夹细率下降了1.78个百分点。研究结果为铜山口铜矿水力旋流器的优化与改造提供了技术支撑。     

铜山口铜矿水力旋流器数值优化试验研究

为提高大冶有色铜山口铜矿选矿厂FX500水力旋流器的分级精度、降低底流夹细量,通过数值模拟方法系统考察了旋流器结构参数和操作参数对旋流器分离性能的影响,结果表明：①适当增加入口流速、降低给矿浓度,可从整体上降低底流夹细量和溢流跑粗量;②适当增大柱段高度和小锥锥角,可进一步降低底流夹细量;③适当增大沉砂口上锥角角度,对底流中的微细粒级有洗涤作用,能进一步降低底流夹细量;④现场对比试验证实,旋流器结构优化后底流-75 μm粒级夹细率下降了1.78个百分点。研究结果为铜山口铜矿水力旋流器的优化与改造提供了技术支撑。     

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。     

旋风充气式和气泡充气式旋流器分离性能研究

针对常规旋流器存在的底流夹细问题,提出了旋风充气式和气泡充气式旋流器,将气体充入旋流器内 后,可使混入外旋流中的细颗粒重新被吹入内旋流进行二次分离,从而达到减少底流夹细的目的。 通过试验对比分 析了两种不同充气方式旋流器和常规旋流器的分离性能。 结果表明,相比于常规旋流器,充气式旋流器能有效减少 底流夹细,常规旋流器底流中-10 μm 颗粒占比 6. 32%,而使用旋风充气式旋流器能降至 5. 32%;使用气泡充气式旋 流器能降至 5. 53%。 充气条件下,对于-20 μm 颗粒的综合分级效率,旋风充气式旋流器可提高 4. 92 个百分点;气泡 充气式旋流器可提高 3. 24 个百分点。 旋风充气式旋流器分离性能优于气泡充气式旋流器,试验结果可以为新型充气 式旋流器的设计提供指导。     

可调底流口旋流器在某尾矿筑坝中的应用

某尾矿筑坝时,随着坝体高度增加需要更换筑坝旋流器底流口,以维持筑坝需要的底流浓度和粒度,为此研发可调底流口旋流器。实践表明,使用可调底流口旋流器进行筑坝作业,省去了为每台旋流器配备多种规格的底流口,减少了设备成本,同时在使用过程中,不需要为旋流器更换沉砂口,减少人工成本。可调底流口旋流器分级效果不低于传统旋流器,适用于某尾矿筑坝作业。     

复合曲锥对旋流器分离性能的影响

常规旋流器锥段为直线型锥或单一曲线型锥,在生产中伴有不同程度的底流夹细和溢流跑粗,分离精度有待提高。综合2种曲线锥各自的特征和优点,提出了一种复合曲锥旋流器,其上锥段向轴心内凹,下锥段由轴心向外凸。采用数值模拟的方法对比分析了直线型锥和复合曲锥旋流器流场及分离性能的变化,发现随着曲率指数n由1增加到3,在上锥段切向速度和外旋流轴向速度增加,在下锥段切向速度和外旋流轴向速度降低,促进了密度层更合理的分布,分离粒度由19.38μm增加到24.91μm,分离精度由0.517提高到0.649,其中5μm颗粒的底流回收率由6.98%降低到2.40%,改进效果明显。     

锥形溢流管旋流器分离性能研究

针对旋流器运行过程中易产生短路流导致溢流跑粗的问题,提出一种锥形溢流管旋流器,并进行了数值模拟和试验研究。模拟结果表明,锥形溢流管对短路流具有导向作用,使其远离溢流口并直接进入外旋流参与分离过程,从而提高分离效率。试验结果表明,与传统圆柱溢流管相比,锥形溢流管旋流器的底流产率升高,-38μm颗粒的分级质效率从34.23%提高到43.02%,分级量效率从35.17%提高到44.19%。并且随溢流管外壁锥角的减小,溢流浓度降低,底流浓度升高,底流产率增大,-75μm颗粒分级质效率和量效率都有所提高。     

锥段结构对旋流器内部流场和分级性能的影响

水力旋流器最早可追溯到上世纪50年代,它是一种将压力能转化为动能且伴随着能量损失的装备,因其占地面积小、无运动部件、分级效率高等优点被广泛应用于煤炭分选、石油、化工等各类分选行业中,但由于其自身结构的限制以及外界工况的变化,分级精度难以保证,旋流器主要有柱段、锥段、溢流口、底流口和进料体组成,其中,锥段结构作为旋流器的主要分离区域,是影响旋流器分级性能的主要因素之一,因此,本文针对常规旋流器分级精度低、运行能耗高的问题,提出了一种改进旋流器锥段的方法用于提高旋流器分级性能,通过数值计算法呈现了直线型、抛物线型和双曲线型锥段结构旋流器对内部流场特性和分离性能的影响规律。数值结果表明：采用抛物线锥段可使其旋流器的切向速度和轴向速度减小,降低乱流的发生概率,流场稳定性得到有效提升,双曲线锥段内部流场不稳定,不利于颗粒的平稳运行。抛物线型旋流器零速包络面外移,细内旋流空间变大,细颗粒得到充分分离,分级精度得到一定提升。相比于常规型和双曲线型,抛物线型旋流器具有较小的湍流强度,颗粒稳定性得到有效提升,同时,抛物线型旋流器的陡度指数从0.61提升为0.72,旋流器分级精度得到大幅提升,由于其分离空间的变大,切割粒径稍有增大。     

充气式平底旋流器分离性能试验研究

针对煤泥分选工艺中旋流器分离存在的底流夹细问题,本文提出了一种平底充气式旋流器,依靠气体的冲散以及携带能力,强化底流口附近高浓度颗粒群的松散效果,促使夹杂在其中的细颗粒重新返回内旋流,强化分离过程。本文采用理论分析和试验验证相结合的方法,探究了充气式旋流器的内部流场及分离特性规律,研究结果表明切向充气有助于降低底流夹细量,提高旋流器的分离性能,该研究结果具有较为重要的理论意义和工程应用价值。     

水力旋流器分级校正分离粒度的迅速测定

选矿厂中,水力旋流器分级校正分离粒度的迅速测定是必须的、有用的和重要的。本研究工作的目的在于:周密地考查水力旋流器底流固体回收率和校正分离粒度之间的关系。为此,采用直径为10厘米的水力旋流器对白石英砂进行了系统的分级试验。试验工作是在:沉砂口直径、旋涡溢流管直径、给矿浓度和旋涡溢流管长度等参数的大范围内进行的。根据测试结果,提出了使底流固体回收率与d_(50)有关的,简单而又准确的方程式。该方程的的计算值和实验值非常吻合。