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%。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

三产品旋流器在双密度矿石分级中的应用

装有两根溢流管的水力旋流器称为三产品旋流器，三产品旋流器在铂工业中已成功地进行了试验，主要用来处理UG2矿石中的高密度铬铁矿。在分级时，这种高密度铬铁矿优先进入旋流器底流，导致过磨的细粒铬铁矿进入最终溢流产品中。旋流器给矿中高含量的铬铁矿导致介质密度升高，使旋流器溢流产生跑粗现象，浮选给矿中的粗粒物料难以回收，导致粗粒物料中的金属损失。分离到溢流中的无用的细粒铬铁矿在浮选中受夹带进入精矿，成为精矿熔炼渣的有害污染源。三产品旋流器分级可得到细粒铬铁矿含量较高的中等粒级溢流。因此，对这种占旋流器给料矿浆体积百分数不高的中等粒级溢流，采用细筛单独处理，脱除细粒铬铁矿和回收粗粒硅石是有可能的。     

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%。     

多粒级绢云母分级试验研究

采用高效旋流器对选金尾矿进行脱粗、分级试验研究, 得出-5 μm,-19 +5 μm,-43+19 μm 三种粒级的绢云母产品。对分级参数进行了详细的研究, 获得了适合多粒级绢云母生产的工艺和设备参数。     

高效二次流分级筛在城郊选煤厂的工业性试验

针对选煤厂细粒煤炭分级过程中出现的溢流跑粗和底流夹细现象,采用高效二次流分级筛在河南煤化集团永煤公司城郊选煤厂进行了工业性试验,试验主要通过调节二次流场下的扰流速度V1、V2、V3来考察底流夹细和溢流跑粗情况。试验结果表明:在一定的筛缝尺寸条件下,可以很容易、且有效地调整分级粒度,使分级效果达到最佳;当以0.5mm的粒度分级时,溢流无跑粗,且底流夹细量可以控制在10%以内;与旋流器分级效果相比,1 000m3入料每小时至少可以节约能耗72.84kW.h,并且通过降低底流夹细和溢流跑粗,每年还可产生数千万元的经济效益。     

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。     

结构参数对双溢流旋流器内空气柱性能的影响

传统旋流器一次分级只能得到溢流和底流两种产品,造成产品粒级范围太过宽泛,达不到精细分级的要求。本文提出了一种具有双溢流管结构的多产品旋流器,建立了流场模型,利用流体力学多相流理论,对旋流器内部流场进行了数值模拟,得到了内外双溢流流场分布特点,获取了流场和空气柱的形成、发展演化过程。对底流口、溢流口结构参数对旋流器内空气柱性能的影响进行了仿真分析,结果表明:旋流器内空气柱直径随着底流口和溢流口直径的增大而增大,当内溢流管直径小于底流口直径时,空气柱较为紊乱。研究结果对分析空气柱影响涡旋运动及优化旋流器结构参数奠定了理论基础。     

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。     

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。     

磨矿回路中两次分级新工艺—提高分级效率的有效途径(摘要)

目前国内外选矿厂多数采用磨矿机-螺旋分级机或磨矿机-水力旋流器的磨矿回路,少数选矿厂采用磨矿机-水力旋流器-细筛回路。水力旋流器已成为重要的分级设备。然而,当前所用的分级设备,均存在分级效率低的问题。水力旋流器常有溢流跑粗、底流夹细,分级效率在27～60%左右,即约有40～60%合格的矿粒返回磨机,螺旋分级也约有60%的合格矿粒被返回磨机。如克里沃洛采选公司第三段磨矿回路,水力旋流器沉砂中含72～80%合格的粒级产品,分     

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。     

溢流分流两段旋流器分选分级效果试验研究

基于多溢流管旋流器的概念,结合前人对煤泥旋流重选柱的研究,开发了一种新型两段旋流器分选分级装置,一段溢流经分流后一部分直接由一段溢流管排出,另一部分沿切线由侧溢流出口进入二段旋流器进行再一次分级,可一次给料同时实现一段底流排矸,二段底流出精煤,一、二段溢流排细泥的目的。以麻家梁选煤厂粒度-3 mm煤泥为研究对象,分别对一段溢流管插入深度和侧溢流连接口径进行了试验研究。结果表明:以上试验条件对该装置的分选分级效果均有显著影响,要保证一段分选分级效果,溢流管插入深度不能超过套筒深度;过大的连接口径会造成二段底流精煤灰分偏高和二段旋流器分级性能下降。     

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,探究平底结构对水力旋流器流场的影响。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结果表明,平底结构能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。