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水力旋流器的结构参数如何?水力旋流器是利用离心力场进行两相流体分离的有效分离设备，它是山上部筒体和下部锥体两大部分组成的非运动分离设备。
其原理是待矿浆以切线、渐开线或螺旋线方式山给矿管射入筒体后；介质和颗粒的混合体产生旋转形成离心力场，不同粒度、不同密度的颗粒(或液相)产生不同的运动轨迹；在离心力、介质阻力和等力场的作用下，粗颗粒和大密度的颗粒向周边运动，通过锥形体从沉砂口排出；细颗粒和密度低的颗粒(或液相)向中心运动，山溢流管排出，终实现固体颗粒的粗细分级和不同密度流体的分离。
旋流器结构参数水力旋流器的结构参数：(1)水力旋流器直径：水力旋流器直径主要影响生产才能和别离粒度的大小。
(2)入料管直径Di：入料口的大小对处置才能、分级粒度及分级服从均有肯定影响。
(3)锥体角度：增大锥角，分级粒度变粗，减小锥角，分级粒度变细。
(4)溢流管直径：1增大溢流管直径，溢流量增大，溢流粒度变粗，底流中细粒级减少，底流浓度添加。
(5)溢流管插入深度：溢流管插入深度是溢流管插入到旋流器内部一节长度，指的是溢流管底部到旋流器顶盖的间隔。
减小溢流管插入深度，分级粒度变细；增大溢流管插入深度，分级粒度变粗。
(6)溢流管壁厚：研讨表明：溢流管璧厚添加，能够在某种水平上进步旋流器的别离服从；并低落其内部能量丧失，并且还能进步水力旋流器的生产才能。
(7)进料口断面尺寸：进料口的外形和尺寸对其生产才能、别离服从等产业忖标有紧张的影响。
进料口的作用主要是将作直线活动的液流在柱段进口处变化为圆周活动。
进料口按照截面外形能够分为圆形和矩形两种。
(8)底流口直径(d)：底流口直径增大，分级粒度变细，底流口直径减小，分级粒度变粗。
(9)内表面粗糙度及拆卸精度：水力旋流器的内表面粗糙度及拆卸精度对其生产才能、别离服从等功能参数的影7响较小;但是在生产实践及研讨发明，水力旋流器的内表面内衬鑫海耐磨橡胶，耐磨防腐, 比较润滑，将会增大流动阻力；同时别离服从也有所添加，同时接纳较粗糙内壁的水力旋流器，其流动阻力将会低落，同时底流量增大。
一、输入参数：（在淡绿色的格子内输入数据）日处理量：1200d/t小时处理量：50d/t给矿浓度：45%溢流浓度：30%底流浓度：矿石比重 2.9矿浆比重 1.42矿浆时流量：235.06m3/h 日流量：5641.38m3/d 循环量：旋流器锥角：20°旋流器直径：500mm单台能力：220m3/h1219cm 188cm 旋流器压力：0.15Mpa 292.20m3/h；共需台数：1.33台43.35μm二、旋流器计算(1)选择旋器直径，计算旋流器体积处理q V =292.20m3/hKa=0.995K D =0.824d f ——给矿口当量直径，cmd f =17.04b、h——分别为给矿口宽度和高度，cm;旋流器溢流管、沉砂管直径旋流器给矿口宽、高 式中 q V ——按给矿体积计的处理量，m 3/h;K a ——水力旋流器锥角修正系数；K D ——水力旋流器直径修正系d95溢流上限粒度 ：单台旋流器计算处理能力：旋流器选型设计p o ——旋流器给矿口工作压力，MPa; d o ——溢流管直径，cm;D——旋流器筒体直径，cm.(2)按样体给出的范围确定沉砂口直径，并验算其单位截面积负荷(按固体量计)，使其在0.5~2.5t/(cm 2·h)范围内。
(3)计算旋流器实际需要的给矿压 (4)计算溢流上限粒度d 95,使其满足溢流粒度的要求。
旋流器给矿及溢流中各个不同粒级含量之间关系可参见表2。
d 95=43.35粒级/μm-7410203040506070-40 5.611.317.32431.539.548-2013172326上限粒度，d 95430320240180含量/% 式中 d 95——溢流上限粒度，μm;C f ——给矿重量浓度，%； d u ——沉砂口直径，cm;ρ——矿浆中固体物料密度，t/m3; D、d o 、p o 、K D 、——同式(1).表2 旋流器给矿及溢流中各个不同粒级含量之间关系公式：R = [δ（δn －1）／δn （δ－1）]×100%60%矿浆浓度R=0.45；矿比重δ= 2.9δn=1.4180933公式：浓度R =0.45；干矿重Q=1200矿浆比重δn =1.42a=1880.46a=Q/Rδn 输入变量：求： 矿浆比重 δn？ 已知：，矿浆浓度 R， 矿比重δ即：δn=δ/（R（1-δ）+δ）输入变量：求： 矿浆量a m3 ？ 已知：矿浆浓度R，干矿重Q t； 矿浆比重量之间关系8090955871.580.53546551409474。
水力旋流器的选择与计算一、水力旋流器的选择水力旋流器广泛用于分级、脱泥、脱水等作业。
其主要优点是结构简单、本身无运动部件、占发面积小；在分级粒度较细的情况下，分级效率较螺旋分级机高。
其主要缺点是给矿需泵扬送，电耗较高；操作比螺旋分级机复杂。
水力旋流器适宜分级粒度范围一般为0.3~0.01mm。
水力旋流器的规格取决于需要处理的矿量和溢流粒度要求。
当需要处理的矿量大、溢流粒度粗时，选择大规格水力旋流器；反之宜选用小规格水力旋流器。
在处理矿量大又要求溢流粒度细时，可采用小规格水力旋流器组。
旋流器的结构参数和操作参数对溢流粒度及分级效果有较大影响，选用时应认真考虑。
旋流器的主要结构参数与旋流器直径D的关系，一般范围；给矿口当量直径d f=(0.15~0.25)D; 溢流管直径d o=(0.2~0.4)D;沉砂口直径d u=(0.06~0.20)D;锥角a≤20°.进口压力是水力旋流器的主要参数之一，通常为49~157kPa(0.5kgf/cm2~1.6kgf/cm2).进口压力与溢流粒度的一般关系见表1。
表1 进口压力溢流粒度一般关系表溢流粒度d95/min 0.59 0.42 0.30 0.21 0.15 0.10 0.074 0.037 0.019 0.010进口压力/kPa(kgf/cm2) 29.40.3490.539~78(0.4~0.8)49~98(0.5~1.0)59~118(0.6~1.2)78~137(0.8~1.4)98~147(1.0~1.5)118~167(1.2~1.7)147~196(1.5~2.0)196~245(2.0~2.5)二、水力旋流器计算水力旋流器的计算多采用如下两种方法。
A 原苏联波瓦罗夫(JIoBapoB)计算法波瓦罗夫计算法的主要步骤和计算公式如下：(1)选择旋器直径，计算旋流器体积处理量和需要台数。
体积处理量按下式计算式中 q V——按给矿体积计的处理量，m3/h;K a——水力旋流器锥角修正系数；当a=10°时，K a+1.15;当a=20°时，K a=1.0;K D——水力旋流器直径修正系数；d f——给矿口当量直径，cmb、h——分别为给矿口宽度和高度，cm;p o——旋流器给矿口工作压力，MPa;d o——溢流管直径，cm;D——旋流器筒体直径，cm.(2)按样体给出的范围确定沉砂口直径，并验算其单位截面积负荷(按固体量计)，使其在0.5~2.5t/(cm2·h)范围内。
水力旋流器的基本知识
水力旋流器是利用离心力来加速矿粒沉降的分级设备。
水力旋流器最早出现在20世纪30年代末的荷兰，并随着科学技术的发展，被逐渐运用到各种行业中，例如在20世纪60年代中期，澳大利亚的BHP钢矿首次在工业上使用水力旋流器进行分级和脱水，取得了良好的效果；在20世纪80年代中期，我国开始从国外引进水力旋流器，并逐渐普及使用。
水力旋流器主要是由一个空心圆柱体和圆锥体连接而成，圆柱体的直径代表旋流器的规格，尺寸范围通常为50mm 到1000mm，在圆柱体中心插入一个溢流管，沿切线方向接有给矿管，在圆锥体下部留有沉砂口，矿浆在压力作用下，沿给矿管给入旋流器内，随即在圆筒形器壁限制下作回转运动，粗颗粒因惯性离心力大而被抛向器壁，并逐渐向下流动由底部排出成为沉砂，细颗粒向器壁移动的速度较小，被朝向中心流动的液体带动由中心溢流管流出，成为溢流。
3.4水力旋流器分级原理水力旋流器最早在20世纪30年代末在荷兰出现。
水力旋流器是利用回转流进行分级的设备，并也用于浓缩、脱水以致选别。
它的构造很简单，如图3-16(a)、(b)所示。
主要是由一个空心圆柱体1和圆锥2连接而成。
圆柱体的直径代表旋流器的规格，它的尺寸变化范围很大，由50 mm到1000 non，通常为125~500 oun。
在圆柱体中心插入一个溢流管5，沿切线方向接有给矿管3，在圆锥体下部留有沉砂口4。
矿浆在压力作用下，沿给矿管给入旋流器内，随即在圆筒臃器壁限制下作回转运动。
粗颗粒因惯性离心力大而被抛向器壁，并逐渐向下流动由底部排出攻为沉砂。
细颗粒向器壁移动舶速度较小，被朝向中心流动的液体带动由中心溢流管排出，成为溢流。
水力旋流器是一种高效率的分级、脱泥设备，由于它的构造简单，便于制造，处理量大，在国内外已广泛使用。
它的主要缺点是消耗动力较大，且在高压给矿时磨损严重。
采用新的耐磨材料，如硬质合金、碳化硅等制作沉砂口和给矿口的耐磨件，可部分地解决这一问题。
此外，当用于闭路磨矿的分级时，因其容积小，对矿量波动没有缓冲能力，不如机械分级机工作稳定。
3.4.2水力旋流器分级原理为明了矿物颗粒在旋流器内的分离过程，有必要先说明液流的运动特性。
矿浆给入旋流器后呈螺旋线状，一面回转一面向中心推移，最后由上下两端排出，如图3-17所示。
矿浆的这种流动属于空间运动体系，为此要查明液流的速度分布，须将旋流器内任一点的速度分解为三个互相垂直的方向，即切线方向、径向方向和平行于轴线的方向。
盖勒萨尔(D.F.Kel阻Ⅱ，1952年)曾以内径76 nun的透明水力旋流器，用光学方法观测加入水中的铝粉运动速度，在给水量约为50 L/min条件下，得到了下述三个方向速度的变化规律。
3.4.2.1切向速度分布及旋流器内压强变化3.4.2.2径向速度分布及颗粒粒度沿径向排列3.4.2.3轴向速度u.的分布及对分级粒度的影响液体进入旋流器的初期沿轴向的运动方向基本是向下的，但由于下面的流动断面愈来愈小，内层矿浆即转而向上流动。
水力旋流器处理量、分离粒度和沉砂口直径计算（1)处理量。
按给矿体积计算水力旋流器处理量的经验公式为：公式式中，V——按给矿体积计的水力旋流器处理量（m3/h）；Kα——水力旋流器圆锥角修正系数，按下式计算公式α——水力旋流器的圆锥角，当a＝100时，Kα＝1.15；当α=20度时，Kα=1.0 ; KD——水力旋流器的直径修正系数，查下表，或按下式计算公式表D——水力旋流器直径（cm）；dn——给矿管当量直径（cm），按下式计算：公式b——给矿口宽度（cm）；h——给矿口高度（cm）；d c——溢流管直径（cm）；P0——水力旋流器入口处矿浆的工作计示压力（MPa）。
对于直径大于50cm的水力旋流器，入口处的计示压力应考虑水力旋流器的高度，即：P0＝P＋0.0IH rρnP——水力旋流器入口处矿浆计示压力（MPa）；H r——水力旋流器的高度（m）；ρn——给矿矿浆密度（t/m3）。
（2）分离粒度。
水力旋流器的分离粒度有着不同的定义，因此就有各种不同的分离粒度计算方法。
这里仅列举一种使用较多的按溢流中最大粒度（即d95粒度）计算分离粒度的方法，即：公式式中,d H——溢流中最大粒度（d95）（μm）；βu——给矿中固体含量（％）；△——沉砂口直径（cm）；ρ、ρ0——分别为矿浆中固体物料和水的密度(t/m3)；dc，P0，K D——同前式。
(3)沉砂口直径△。
水力旋流器沉砂口直径△的计算式如下：公式式中，△——旋流器沉砂口直径(cm）；ρ——物料密度（t/m3）；C w——沉砂质量浓度（％）；u——沉砂量（t／h）。
水力旋流器参数选择与水力旋流器有关的参数很多，有结构方面的、工艺操作方面的和给料性质方面的，而且往往相互关联，相互制约，不易调整和控制，这也是它在我国难以广泛应用的重要原因。
现将其有关的主要参数简述如下。
（1)圆柱形筒体直径和高度。
该直径是旋流器的主要规格尺寸，它与其他各部件尺寸都有一定关系。
水力旋流器选型参数和考虑因素水力旋流器在工业生产中有着很广泛的应用,如在磨矿领域就会使用水力旋流器来实现矿石的分级分离。
水力旋流器的选型需要综合考虑多项参数,以下就针对闭路磨矿来说明水力旋流器选型时需要提供的具体参数。
1、水力旋流器的工艺参数水流旋流器在用于闭路磨矿时,要提供的工艺参数包括,旋流器所需处理浆液的浓度、粘度、固体比重、液体比重、固体含量、固体颗粒密度、进口浆料的固体颗粒粒度分布,旋流器单位时间内的固料处理量、给矿率、浆料通过量、磨矿所需粒度及浆料的酸碱度等。
2、水力旋流器的底流溢流要求参数旋流器的底流和溢流要求参数,是指和底流溢流有关的流量、浓度和粒度等,包括旋流器的溢流密度或者含固体量、底流密度或者含固体量、循环负荷、过程控制约束等。
3、水力旋流器的其他参考因素水力旋流器的设计过程中,旋流器制造企业还需了解使用单位的磨矿目的及后续的流程工序,以便能更好的保证后续流程中有用矿物更好的回收。
水力旋流器的设计还受闭路磨矿所使用的球磨机影响,如球磨机和棒磨机的进料率持续、循环负荷恒定,旋流器的矿浆提供量也恒定,自磨机则相反,进料率和循环负荷都可变,所以矿浆给料也可变。
4、水力旋流器的设计变量旋流器的设计变量一般包括旋流器的直径、进口直径、溢流口直径和溢流口高度等。
旋流器的设计变量会决定旋流器的实际使用效果,它是由旋流器的制造企业根据使用企业提供的工艺参数及其他条件来确定的。
5、水力旋流器的安装方式水流旋流器常用的安装方式有垂直安装和倾斜安装。
水力旋流器的垂直安装适用于给料波动较大、循环负载变化较大的工作条件,但对沉沙嘴的磨损严重。
水力旋流器选择倾斜安装,则更适合可变循环负荷的恒定底流提供,能降低沉沙嘴磨损,但在高浓度回路上表现较差。
随着电力工业的发展,燃煤电厂所排放的二氧化硫对环境的污染日趋严重。
而二氧化硫减排的最有效措施就是烟气脱硫。
燃烧后脱硫是广泛采用的脱硫技术,又称为烟气脱硫(FGD)。
/html/0610/20061025_6990.asp
水力旋流器的选择与计算
2006-10-25 8:50:05 中国选矿技术网浏览1068 次收藏我来说两句
一、水力旋流器的选择
水力旋流器广泛用于分级、脱泥、脱水等作业。
其主要优点是结构简单、本身无运动部件、占发面积小；在分级粒度较细的情况下，分级效率较螺旋分级机高。
其主要缺点是给矿需泵扬送，电耗较高；操作比螺旋分级机复杂。
水力旋流器适宜分级粒度范围一般为0.3~0.01mm。
水力旋流器的规格取决于需要处理的矿量和溢流粒度要求。
当需要处理的矿量大、溢流粒度粗时，选择大规格水力旋流器；反之宜选用小规格水力旋流器。
在处理矿量大又要求溢流粒度细时，可采用小规格水力旋流器组。
旋流器的结构参数和操作参数对溢流粒度及分级效果有较大影响，选用时应认真考虑。
旋流器的主要结构参数与旋流器直径D的关系，一般范围；给矿口当量直径d f=(0.15~0.25)D; 溢流管直径d o=(0.2~0.4)D;沉砂口直径d u=(0.06~0.20)D;锥角a≤20°.
进口压力是水力旋流器的主要参数之一，通常为49~157kPa(0.5kgf/cm2~1.6kgf/cm2).进口压力与溢流粒度的一般关系见表1。
表1 进口压力溢流粒度一般关系表
溢流粒度d95/min0.590.420.300.210.150.100.0740.0370.0190.010
进口压力/kPa(kgf/cm2)29.4
0.3
49
0.5
39~78
(0.4~0.8)
49~98
(0.5~1.0)
59~118
(0.6~1.2)
78~137
(0.8~1.4)
98~147
(1.0~1.5)
118~167
(1.2~1.7)
147~196
(1.5~2.0)
196~245
(2.0~2.5)
二、水力旋流器计算
水力旋流器的计算多采用如下两种方法。
A 原苏联波瓦罗夫(JIoBapoB)计算法波瓦罗夫计算法的主要步骤和计算公式如下：
(1)选择旋器直径，计算旋流器体积处理量和需要台数。
体积处理量按下式计算
式中q V——按给矿体积计的处理量，m3/h;
K a——水力旋流器锥角修正系数；
当a=10°时，K a+1.15;当a=20°时，K a=1.0;
K D——水力旋流器直径修正系数；
d f——给矿口当量直径，cm
b、h——分别为给矿口宽度和高度，cm;
p o——旋流器给矿口工作压力，MPa;
d o——溢流管直径，cm;
D——旋流器筒体直径，cm.
(2)按样体给出的范围确定沉砂口直径，并验算其单位截面积负荷(按固体量计)，使其在0.5~2.5t/(cm2·h)范围内。
(3)计算旋流器实际需要的给矿压力。
(4)计算溢流上限粒度d95,使其满足溢流粒度的要求。
旋流器给矿及溢流中各个不同粒级含量之间关系可参见表2。
式中d95——溢流上限粒度，μm;
C f——给矿重量浓度，%；
d u——沉砂口直径，cm;
ρ——矿浆中固体物料密度，t/m3;
D、d o、p o、K D、——同式(1).
表2 旋流器给矿及溢流中各个不同粒级含量之间关系
粒级/μm含量/%
-7410203040506070809095
-40 5.611.317.32431.539.5485871.580.5
-2013172326354655上限粒度，d954303202401801409474
B 美国克雷布斯公司(Krebs)计算法
(1)分离粒度d50、校正分离粒度d50(c)的计算分离粒度d50系指在沉砂和溢流中回收率(分配率)各为50%的极窄级别的粒度值。
在旋流器实际分级效率曲线(图1中的曲线1)上与沉砂中粒级回收率50%相对应的粒度即为分离粒度d50.
在旋流器分级过程中，进入沉砂的物料包括两部分：一部分由水夹带进入沉砂的物料，该部分物料实际上未经过分级，其相对量与沉砂中的水占给矿中水的比率(小数)相当；另一部分为经过分级进入沉砂的物料。
因此在计算旋流器沉砂粒级回收率时，应将水夹带的这部分未经分级的物料扣除，即：
式中y c、y——分别为沉砂中某粒级的校正回收率和实际回收率，%；
R f——沉砂中的水占给矿中水的比率，以小数计。
用y c代替y做出的分级效率曲线(图1中的曲线2)称为校正分级效率曲线或校正回收率曲线。
该曲线上的分离粒度称为校正分离粒度以d50(c)表示。
在磨矿回路中，旋流器的溢流粒度一般是以某一特定粒度d r的百分含量来表示的，它与d50(c)之间关系如表3所示。
如已知溢流中某一特定粒度的百分含量，即可按表3数据计算出校正分离粒度d50(c).
表3 水力旋流器溢流粒度d50(c)的关系
溢流中某一特定粒度(d r)百分含量/%98.895.090.080.070.060.050.0 d50(c)/dr0.540.730.91 1.25 1.67 2.08 2.78
(2)按下式计算水力族流器直径D：
D=0.0234d50(c)1.515P o0.424(ρ-1)0.758×(1-0.0189cυ)2.167(4①)
式中D——旋流器内径，cm;
d50(c)——校正分离粒度，μm;
P o——旋流器给矿压力，kPa;
ρ——物料密度，t/m3;
cυ——给矿体积浓度，%。
(3)按标准水力旋流器的处理量(见图2)计算旋流器台数，应该指出图2中所示的处理量是按水计的，处理矿浆时要稍高于此数据。
因此按此计算旋流器台数偏于保险，这在工程设计上是允许的。
(4)按沉砂口流量与沉砂口直径的关系，用图3确定沉砂口直径。
C 水力旋流器计算实例
某一磨矿回路，用水力旋流器分级与球磨机组成闭路，回路新给矿量为250t/h，旋流器溢流浓为40%，要求溢流粒度为-74μm占60%，矿石密度为2.9t/m3,旋流器入口压力为55kPa，磨矿回路循环负荷为225%。
按上述条件计算的物料平衡结果见表4。
试选择计算水力旋流器的规格和台数。
表4 水力旋流器物料平衡计算结果
项目单位溢流沉砂给矿
固体量t/h250562812
水量m3/h375187562矿浆量t/h6257491374重量浓度%407559.1体积浓度%5033.2
矿浆密度t/m3 1.355 1.966 1.632
矿浆体积量
m3/h
L/s 461
128
381
106
842
234
现采用两种方法进行计算
(1)波瓦罗夫法计算
根据设备样本可选用D=50cm、锥角a=20°的水力旋流器，其给矿口尺寸11cm×12cm(直径d f=13cm),选用溢流管直径d o=18cm,沉砂口直径d u=9cm.
处理量计算：
根据计算结果选用6台D=50cm旋流器，另处备用3台。
沉砂口直径d u=9cm,其截面积为63.6cm2，沉砂口单位截面固体负荷为，在允许范围之内。
计算实际需要的给矿压力：
参见表2，此上限粒度呆满足-74μm占60%的要求。
(2)克雷布斯法计算
按溢流粒度-74μm60%的要求，查表3，计算校正分离粒度：
d50(c)=2.08×74=154(μm)
计算旋流器直径：
D=0.0234d50(c)1.515P o0.424(ρ-1)0.758(1-0.0189cυ)2.167
=0.0234×1541.515×550.424(2.9-1)0.758(1-0.0189×33.2)2.167
=50.6(cm)
可选用D=51cm克雷布斯标准旋流器。
于图2中查出，在给矿压力55kPa时，D=51cm旋流器处理量为44L/s,则旋流器台数台，可选用6台，外备用3台。
按沉砂矿浆体积流量选择沉砂口尺寸：每台旋流器沉砂矿浆体积流量为，根据图3查出，沉砂口直径为9.5cm.。
